Bin neu hier - mein erster Post. Hallo! Allerdings schon mitgelesen einige Zeit. Wusste meinen Post nicht recht einzuordnen, bitte korrigieren, falls nicht passend. Toll, was hier so an Fachwissen versammelt ist schleimrum Bin recht Noob noch, was Elektronik angeht - ja das Kompendium wird's mal richten, wenn genug Zeit ist. Grundkenntnisse sind teilweise vorhanden, aber es fehlt noch etwas an Praxis und vor allem an Erfahrung. Bitte nicht gleich draufschlagen! Zum Thema: Eigentlich könnte ich blackboxartig formulieren und es wäre evtl. ausreichend. Kontext ist aber sicher hilfreich und befriedigt gewisse Neugier, also. Vor zwei Jahren hat mir meine Frau einen Raspberrypi zu Weihnachten geschenkt, der einige Zeit nur so rumlag, bis dessen GPIOs meine Aufmerksamkeit erregten, und ich begann zu basteln und zu forschen. Plan, um etwas Sinnvolles damit anzustellen - mal wieder - die Haussteuerung. Im wesentlichen Lichter schalten und Jalousien fahren. PIRs gibts auch einige. Auf dem Pi hab ich dazu I2C in Verwendung mit Porterweiterungen (MCP23017) - also 5V Logik statt 3,3V von den Pi GPIOs schonmal. Das gibt ne Menge Ports, die es aber auch braucht. Aufgrund meines Anfängertums gibt es nur simple Schaltungen, die aber auf Haussteuerung ausreichend anfixen, so dass sich das Projekt langsam weiterentwickelt. Geht es euch auch so: Google nach Haussteuerung und Raspi gibt massig Hits, aber eigentlich immer nur langweiliges Zeugs - und immer dasselbe? Hoffentlich mal nicht so 0815: Es gibt EIB-Kabel (also 4 Leitungen) vom Pi in die Verteilerdosen jeder Lampe in den Zimmern. Um mit dem Pi die Lampen schalten zu können gibt es statt der Lichtschalter Taster, und dazu jeweils bistabile Relais. Der Tasterimpuls kippt das Relais auf oder zu und steuert so die Lampe. Setzt man ein weiteres kleines Relais auf das vorhandene, so kann man per Pi und 5V Steuerleitung (und 5v + GND) einen weiteren Taster simulieren und so die Lampe schalten per LO/HI - sleep 200ms - HI/LO. Das bistabile Relais schaltet um und toggelt die Lampe. Dafür benutzt auf dem Kabel wurden GND, +5V und eine Leitung für das Schaltsignal. Da eine Leitung von den vieren übrig war konnte eine Feedbackleitung realisiert werden, die dann Auskunft über den Zustand der Lampe geben kann (HI: Lampe brennt, LO: Lampe brennt nicht). Soweit so gut - nicht sonderlich spektakulär. Interessanter könnte die Sache werden, wenn man nicht nur Information über den Schaltzustand der Lampe hätte, sondern mit dem Pi per Lichttaster interagieren könnte. Anwendungsfälle wären: Bewegungsmelder aktivieren/deaktivieren durch Halten des Tasters für eine gewisse Zeit (4s z.B.). Pi könnte dann sogar Feedback geben (ob Anweisung verstanden) und das Licht danach kurz aufflacken lassen. Andere Anwendung wäre evtl.: Morgens das Licht anzuschalten zöge direkt die Jalousie auf 90° auf (oder ganz hoch). Oder man ist nicht zu Hause und der Einbrecher sendet einem Email/SMS dadurch, dass er den Lichtschalter betätigt. Es gibt es noch viel mehr weitere Möglichkeiten, ist ja ein kreatives Ding das. Das Problem (nein, Herausforderung): Tasterbetätigung im Zimmer soll Feedback liefern. Nur zu wissen, ob das Licht brennt nicht ausreichend. Gewünscht wäre, wenn man wüsste wie/wo ein Taster wie lange gedrückt wurde. Am bistabilen Relais gibts einen 5V Output, wenn der Taster gedrückt ist. Masse sonst. Diese Info soll nun zusammen mit der Information, ob die Lampe selbst leuchtet oder nicht, über dieselbe Leitung zum Pi kommen. Nach etwas Grübeln und schlechter Laune (warum nicht 5 oder sogar mehr Leitungen in die Wand gelegt?), nach Anschauen von 1-Wire Zeugs (Temperatursensoren überall - unbrauchbar!!!?) und natürlich Mikrocontrollern (..uino) bin ich der Meinung, dass es "simpel" bleiben soll - so einfach wie möglich. Anfänglich war die Überlegung, ob man nicht diejenige Leitung doppelt verwenden soll, die eigentlich als "Taster" vom Pi zum Lichtschalten dient (also als Input und Output "gleichzeitig" auf dieser Leitung realisieren). Mittlerweile glaub ich, dass die bessere Lösung ist, die andere, die Feedbackleitung (ob Licht an/aus) dafür zu verwenden. Unterschiedliche Pegel scheinen nicht praktikabel zu sein für diesen Anwendungsfall - man bräuchte wahrscheinlich sogar einen zusätzlichen Input am Pi dafür nach Auseinandersteuern der Pegel - also Frequenzraum benutzen. Ich stelle mir das so vor (simpel): In der Unterputzdose, wo die Relais gammeln, gibt es für die gesuchte "Blackbox"-Schaltung folgende Ressourcen: Input A: LO/HI Info für: Lampe brennt/brennt nicht Input B: LO/HI Info für: Taster gedrückt/nicht gedrückt Output der Schaltung ist Designfrage. Während des Tastens ist es unerheblich, ob die Lampe brennt oder nicht, weil der Taster nur relativ kurz betätigt wird im Vergleich zur Lampenbrenndauer. Also gibt es nur drei Zustände (statt vier - was die Sache etwas vereinfacht): 1: Lampe aus --> LO 2: Lampe brennt --> HI (So ist es jetzt schon realisiert, zusätzlich dann:) 3: Taster gedrückt (und gehalten) --> oszilliert mit O(100ms) zwischen LO und HI - Oszillation kann am Pi prima abgefragt werden, so dass der dritte Zustand sicher erkannt wird (für die kurze Zeit kann man sogar direkt drauf pollen mit busy-wait - sollte so teuer nicht sein, wenn man mit Bedacht dimensioniert). - Der Taster wird nur für ein paar Sekunden gedrückt. Währenddessen kann man auf die Information, ob die Lampe brennt gut verzichten (zumindest fällt mir kein Gegenargument ein bislang). Für die Realisierung des Licht-brennt-Feedbacks am Relais, also ob der Taster gedrückt ist oder nicht, gibt es derzeit einen 40106 6x inv-Schmitt-Trigger [gerade hier gefunden auf uralter Platine] (HI - gedrückt / LO - nicht gedrückt). Einer der sechs Schmitts ist also dafür schon verbraucht. Die restlichen fünf stehen zur Verfügung! (Hab keine Inv-Schmitt-Trigger gefunden, die nicht im Rudel aufträten) Zusammengefasst (die Blackboxvariante): - 2 Inputs mit jeweils 0 oder 5V. - Output mit folgenden Eigenschaften: - Input A=LO und Input B=LO (Lampe aus/Taster offen) -> Output LO - Input A=HI und Input B=LO (Lampe an /Taster offen) -> Output HI - Input B=HI (Lampe an oder aus/Taster geschlossen) -> Output schwingt mit niedriger Frequenz um 100ms. 5 invertierende Schmitt-Trigger sind schon vorhanden. Kompakte Schaltung mit möglichst wenigen/kleinen Bauteilen. Für Ideen und Verbesserungen des Beschriebenen bin ich natürlich offen. Die Schaltung könnte man auch für einen zweiten Anwendungsfall verwenden. Jalousie: Im Moment wird Auf- und Ablauf nur gesteuert (jeweils das entsprechende Signal auf Masse ziehen, macht drei: Ab, Auf, Masse) - hier gibts also die freie vierte Leitung, die ähnlich funktionieren könnte, um Info zu geben, ob die Jalousie gerade fährt: LO - fährt nicht HI - fährt hoch pulst - fährt herunter Also denne.. hoffe auf eure Kreativität :) Wenn es notwendig ist kann ich auch noch ein Schaltbild posten (bin mit LTSpice aber noch auf Kriegsfuß, weil ich die Bauteile meistens nicht finde). Aber eigentlich gehts ja nur um die oben forumlierte Blackbox, die eben möglichst klein sein soll. Ich habe momentan Probleme überhaupt den Schmitt-Trigger zum Schwingen zu bringen mit Niederfrequenz. Für jegliche Hilfe dankbar! Morgen Feiertag = hoffentlich reichlich Ideen :)
Ich fasse deine Frage mal in eine Wahrheitstabelle: A B C 0 0 0 1 0 1 X 1 pulst Christian G. schrieb: > Aber eigentlich gehts ja nur um die oben forumlierte Blackbox, die > möglichst klein sein soll. "Möglichst klein" wäre hier ein PIC oder AVR uC im 6 Pin SOT Gehäuse... > möglichst klein sein soll. Ist das die einzige Rahmenbedingung? Welche Versorgung hast du? Wie werden die Taster angeschlossen? Mit welchen Leitungslängen und Störungen ist zu rechnen?
Angehängte Dateien:
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blackbox.png
17 KB
Blackbox als diskrete Logik switch1 = A switch2 = B or1 = Ausgang osz1 muss als AMV aus den zu besorgenden Teilen gewonnen werden, bei denen eh noch Gatter frei sind (üblich sind 4 Gatter mit 2 Eingängen pro IC). Der vorhandene Schmitt-Trigger taugt hier nur als Inverter.
gvs schrieb: > osz1 muss als AMV aus den zu besorgenden Teilen gewonnen werden Du hast da ein Problem übersehen, denn Christian G. schrieb: > Ich habe momentan Probleme überhaupt den Schmitt-Trigger zum Schwingen > zu bringen mit Niederfrequenz. Das ist eine recht einfach Aufgabe und löst sich mit einer Google Suche eigentlich im Nu: https://www.google.de/search?q=Oszillator+Schmitttrigger+Inverter Da findet sich dann gleich auch sowas wie dort im Bild 6: http://users.ics.forth.gr/~kateveni/120/10f/extra03_osc.pdf gvs schrieb: > Blackbox als diskrete Logik Oder mit nur 1 IC: ein 4-fach Schmitttrigger NAND tut die ganze Arbeit
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Nit Näherungsweise T=RC ergibt sich z.B. mit C = Elko 4,7uF: R = T/C = 100ms/4,7uF = 22k Für genaue Werte: ausprobieren oder R als Poti mit 47k ausführen...
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Bearbeitet durch Moderator
Nachtrag: Und/oder/nicht gibts auch als EIN IC : 74hc51 Dann bräuchte man nur noch einige von den Schmitt-Trigger Invertern die ja frei sind und nen AMV.
Christian G. schrieb: > Es gibt EIB-Kabel (also 4 Leitungen) vom Pi in die Verteilerdosen jeder > Lampe in den Zimmern. Wenn du schon EIB-Verkabelung hast, warum steuerst du dann nicht über KNX und tauscht Datentelegramme aus?
@ Lothar Miller geht halt nur wenn der B-Zweig AMV im B=AUS Zustand den Wert H annimmt, sonst wird das letzte NAND keine OR-Funktion.
gvs schrieb: > @ Lothar Miller > geht halt nur wenn der B-Zweig AMV im B=AUS Zustand den Wert H annimmt Das wird er. Immer. Was macht der Ausgang eines NANDs, wenn einer der Eingänge 0 ist? Aus was besteht der AMV?
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Bearbeitet durch Moderator
Ok, das sind schon ein paar sehr gute Vorschläge. Lothar Miller schrieb: > Ich fasse deine Frage mal in eine Wahrheitstabelle: > A B C > 0 0 0 > 1 0 1 > X 1 pulst > > Christian G. schrieb: >> Aber eigentlich gehts ja nur um die oben forumlierte Blackbox, die >> möglichst klein sein soll. > "Möglichst klein" wäre hier ein PIC oder AVR uC im 6 Pin SOT Gehäuse... > >> möglichst klein sein soll. > Ist das die einzige Rahmenbedingung? Welche Versorgung hast du? Wie > werden die Taster angeschlossen? Mit welchen Leitungslängen und > Störungen ist zu rechnen? PIC/AVR würde ich zu diesem Zeitpunkt ausschliessen (wenn auch interessant!). Wäre auf meinem Stand vielleicht etwas zu ambitioniert. Mir würde momentan etwas "simples" als POC schon reichen. Wenn das läuft drehe ich noch ne weitere Runde zum verkleinern/verfeinern. Schon ok, will ja auch was dabei lernen. Zu den Fragen: Versorgung mit 5V Schaltnetzteil 25W im zentralen Kasten. Leitungslängen jeweils 5-10m, jeweils einzelne Leitungen. Wie die Taster eingebunden sind steht eigentlich schon im Text: Klassische Taster mit Netzspannung schalten Relais. Zusätzliches 5V Relais simuliert weiteren Taster und wird gesteuert. Entprellen in Software falls notwendig. Anfängliche Störungen der Version des Relais (schnarren) liessen sich mit Pulldowns beseitigen (Lektion gelernt). Steuerleitungen gehen schonmal an der Decke an einem Netzkabel vorbei. Für die geplanten niedrigen Frequenzen des Pulsend stelle ich mir das unkritisch vor. 4-fach NAND Lösung sieht recht gut aus! Probier ich und melde mich. gvs schrieb: > Blackbox als diskrete Logik > > switch1 = A > switch2 = B > or1 = Ausgang > > osz1 muss als AMV aus den zu besorgenden Teilen gewonnen werden, bei > denen eh noch Gatter frei sind (üblich sind 4 Gatter mit 2 Eingängen pro > IC). > > Der vorhandene Schmitt-Trigger taugt hier nur als Inverter. Vielen Dank für die (diskussionsanstossende) Logik. Kombinierte Bauteile hatte ich schon aufgegeben zu suchen - fein, dass es da was gibt. Variante mit 74HC51 baue ich auch auf. Den AMV müsste ich ja schon mit meinen Inv-Schmitt-Triggern doch noch hinbekommen - dann wäre auch die Variante bei 2 ICs. Denke, das wäre unterhalb der kritischen Größe. Werner schrieb: > Christian G. schrieb: >> Es gibt EIB-Kabel (also 4 Leitungen) vom Pi in die Verteilerdosen jeder >> Lampe in den Zimmern. > > Wenn du schon EIB-Verkabelung hast, warum steuerst du dann nicht über > KNX und tauscht Datentelegramme aus? Hatte EIB genommen, um diese Möglichkeit offen zu halten, das stimmt! Ich war bislang der Meinung, dass KNX (zumindest in Reinform) furchtbar kostspielig ist. Für ein-zwei Nischen in meiner Welt könnte ich mir sowas aber schon vorstellen. Hast du einen guten KNX-Bastel Einstieg für mich?
Lothar Miller schrieb: >> Ich habe momentan Probleme überhaupt den Schmitt-Trigger zum Schwingen >> zu bringen mit Niederfrequenz. > Das ist eine recht einfach Aufgabe und löst sich mit einer Google Suche > eigentlich im Nu: > https://www.google.de/search?q=Oszillator+Schmitttrigger+Inverter > Da findet sich dann gleich auch sowas wie dort im Bild 6: > http://users.ics.forth.gr/~kateveni/120/10f/extra03_osc.pdf Die Schaltungen kenne ich - vielleicht macht CMOS da den Unterschied... Hatte nur paar ICs mit plain-old Transistortechnik gekauft. Macht wahrscheinlich kein Mensch mehr?
Christian G. schrieb: > vielleicht macht CMOS da den Unterschied... Das kommt auf den Rückkopplungswiderstand an. TTL-Eingänge sind niederohmig (und auch asymmetrisch), und deshalb funktioniert der Oszillator nicht mit hochohmigen Mitkopplungswiderständen. Bei CMOS muss man da nicht nachdenken, da funktioniert die Schaltung auf jeden Fall...
Lothar Miller schrieb: > Oder mit nur 1 IC: ein 4-fach Schmitttrigger NAND tut die ganze Arbeit >
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Mhh, tut er tatsächlich! Ganz schön smart. Kann ja dann zusätzlich auch auf meinen inv. Schmitt-Trigger (den vor B, siehe Augsangspost) gleich ganz verzichten und stattdessen das erste NAND Gatter in deinem Vorschlag (das als Inverter beschaltete) direkt vor den AMV ziehen, etwa so:
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Damit gibts dann nur noch ein IC plus RC-Glied plus Optokoppler und Pull-R. Zur Sicherheit nachgefragt: CD4093BC wäre grundsätzlich geeignet?
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