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Version 2.0


 

Dokument Version:

 

Version:                     2.0

Datum:                       2018.03.04

Autor:                         GINTHER, Andreas

Sprache:                    Deutsch

 

 

GLAB:

 

GLAB Logo GLAB steht für Ginther Laboratories.

Es handelt sich hier weder um eine Firma noch ein gemeldetes Gewerbe.

Es werden damit lediglich Konstruktionen, Architekturen und Erfindungen bezeichnet welche im privaten eigennützigen Gebrauch entstehen.

 

Nur mit Zustimmung von Ginther Andreas dürfen mit GLAB gekennzeichnete Software, Hardware und Konzepte verwendet werden.

Es wir keinerlei Haftung oder Gewährleistung für dessen übernommen.

 


Inhaltsverzeichnis

 

 

 

1        Projekt 4

2        Türsensoren.. 6

3        LED Leisten.. 9

3.1         Indikator LED.. 13

4        Steuerelektronik. 14

5        Schaltung Haupt Platine. 15

6        Schaltung I/O Controller mit Transmitter. 16

7        Haupt Platine PCB.. 17

8        I/O Controller mit Transmitter. 20

9        Gehäuse und Frontplatte. 22

10     LED Leistungs- und Sicherheits- Netzteil 25

10.1      Dimm Funktion.. 27

10.2      Steuerelektronik Spannungsversorgung. 28

10.3      Entstörung. 29

11     Software. 30

11.1      E-Mail Schnittstelle. 30

11.2      Smart Phone App. 32

 


 

1     Projekt

 

 

Ein beleuchteter Kleiderschrank mit Sicherheitsfunktionen.

 

In einem Kleiderschrank werden LED Leisten pro Fach eingeschalten wenn man eine Türe öffnet.

Die Türöffner Sensoren (Halleffekt Sensoren) müssen vollständig verdeckt sein und dürfen nicht mechanisch ausgeführt sein für maximale Unauffälligkeit und Zuverlässigkeit.

Wenn ein Kleidungsstück in einer Türe eingeklemmt ist dann schaltet der Türsensor auch wenn die Türe noch mit einem Spalt von bis zu 2,5cm offen ist.

 

Sollte die Türe länger als 1 Stunde offen sein und die LED Leisten leuchten, dann wird eine E-Mail und Push Nachricht verschickt. So wird ein sinnloses leuchten der 95W LED Leistung gemeldet.

Eine Indikator LED im Kleiderschrank Sims zeigt an ob die LED Leisten beim Schließen auch wirklich abgeschalten haben.

 

 


 

 


 

2     Türsensoren

 

Als Türsensoren kommen 12mm Halleffektsensoren zum Einsatz:

·         Typ: NJK-5002A

·         Versorgungsspannung: 6-36V

·         Ausführung: PNP

·         Kontakt: NO

·         Abmessung: 12mm Durchmesser

 

    Image result for NJK-5002A

 

Image result for NJK-5002A

 


 

Der Türsensor wird im oberen Schranktüranschlag von der innen Seite eingelassen.

Es wird eine 1,8cm tiefe Bohrung in das 2,2cm dicke Holz vorgenommen.

Mit einem Tropfen Heißkleber zwischen Gewinde und Holz ist der Sensor ausreichend fixiert.

 

 

15x15mm Kabelkanäle werden im Schrank inneren für die Verkabelung verlegt.

 

 


 

Für den Halleffekt Sensor ist zum Betätigen ein Permanent Magnet richtig gepolt notwendig.

Es kommen 2x Neodym Magneten zum Einsatz, es wird damit eine 5mm Holz und 25mm Luftdurchdringung erreicht.

 

   

 

·         Typ: NdFeB-Magnet D20T3-M4

·         Material: N35

·         Magnetische Flussdichte: 11,8 – 12,4 kGs

·         Durchmesser: 20mm

·         Höhe: 3mm

 

 


 

3     LED Leisten

 

Die LED Leisten werden in Aluminium Profilen mit Milchglasabdeckung montiert.

Sie können alle 0,1m geteilt werden und werden mit einem 3M Klebeband befestigt.

 

Als LED Streifen kommen warmweiße selbstklebende Meterware zum Einsatz:

·         Abmessung: 5000mm x 10,5mm x 3 mm

·         Ausführung: IP65

·         Hersteller: Loxone

·         Betriebsspannung: 24VDC

·         Leistung pro Meter: 10W

·         Farbtemperatur: 3000K

·         LED Bestückung: 60 LEDs/m

 

 


Zur Befestigung der LED Streifen kommen Aluminiumprofile mit Abdeckung zum Einsatz:

 

·         Abmessung 15,5 x 15,5mm

·         Abstrahlwinkel 45°

 

 

 

Die Aluminiumprofile werden mit den Halterungen an der Rückwand befestigt.

 

 


 

Die LED Leisten werden so in der oberen Kannte vom Fach montiert und mit Kabelkanälen zum nächsten Fach verbunden.

 

 


 

Alle LED Leisten sind parallel geschalten und mit einer 2 x 0,75mm² Zwillingslitze verbunden.

 

 


 

3.1    Indikator LED

 

Damit auch im geschlossen Zustand des Schrankes erkennbar ist ob die LED Leisten ein oder ausgeschalten sind ist im Schrank Sims eine Indikator LED eingebaut.

Diese Indikator LED kann mit 24VDC betrieben werden und ist parallel mit den LED Leisten geschalten.

Es ist ein 12mm Loch durch den Sims gebohrt und die LED eingesteckt.

 

·         Typ: GQ12F-D/W/24V/N

·         Betriebsspannung: 24VAC/DC

·         Betriebsstrom: 15mA

·         Gehäuse: Chrom glänzend

 

 

 


4     Steuerelektronik

 

Die Steuerelektronik wird in einem staubdichten Modulgehäuse mit Befestigungsflansch eingebaut.

Das Modulgehäuse wird zusammen mit dem LED Leistungs – Sicherheitsnetzteil an der Schrankrückwand befestigt. Ein Ausbruch in der Schrankrückwand ermöglicht den Zugang zu einer 230VAC Schuko Steckdose. In einem Kabelkanal ist die LED Leisten Zuleitung und die 4 Türsensorleitungen.

 

Der Türsensor gibt ein positives Signal aus, wenn die Türe geschlossen ist.

Dieses wird von der Elektronik mit einer Transistorschaltung dann invertiert.

Eine folgende Oder Schaltung schaltet dann ein Lastrelais für die LED Leisten.

 


5     Schaltung Haupt Platine

 


6     Schaltung I/O Controller mit Transmitter

 


 

7     Haupt Platine PCB

 

·         Hersteller PCB-POOL (Beta Layout)

·         2 Layer, 113mm x 70mm x 1,6mm

·         ENIG chemisch Nickel / Gold

·         TARGET 3001 V19 mit Multi Autorouter

·         Leiterbahn 0,3mm

·         Abstand 0,4mm

 

 

 


 

 

 


 

 

 


 

8     I/O Controller mit Transmitter

 

 

 

Das HomeMatic Sendemodul (HM-MOD-EM-8) verfügt über 8 TTL Eingänge welche die Zustände über das BidCoS Funksignal 868 MHz an die HomeMatic Zentrale übertragen.

 

Es werden 6 Kanäle verwendet. Je einer für die 4 Türen und 2 für den Relais Zustand Öffner und Schließer.

So wird zuverlässig erkannt ob tatsächlich Spannung vom Relais durchgeschalten und wieder unterbrochen wird.

 

Duty Cycle

 

Der Duty Cycle beschreibt eine gesetzlich geregelte Begrenzung der Sendezeit von Geräten im 868 MHz Bereich. Das Ziel dieser Regelung ist es, die Funktion aller im 868 MHz Bereich arbeitenden Geräte zu gewährleisten. In dem von uns genutzten Frequenzbereich 868 MHz beträgt die maximale Sendezeit eines jeden Gerätes 1 % einer Stunde (also 36 Sekunden in einer Stunde). Die Geräte dürfen bei Erreichung des 1 %- Limits nicht mehr senden, bis diese zeitliche Begrenzung vorüber ist.

 


 

 

 

 


 

9     Gehäuse und Frontplatte

 

 

 

·         Kunststoffgehäuse ungeschirmt damit Funkwellen austreten können

·         Kabelverschraubungen für einen robusten Einsatz

·         Befestigungsflansch

·         Front Status LEDs

 

 


 

 

 

·         Gehäuse gesamt Abmessung: 145,9 x 93,6 x 31,5 mm

·         Gehäuse Front aus wasserfester Polyester Folie, Avery J4775, bedruckt mit Farb Laser Drucker

 

 


 

·         montiert an der Kleiderschrank Rückwand

 

 


 

10         LED Leistungs- und Sicherheits- Netzteil

 

 

 

Das LED Leistungs- und Sicherheits- Netzteil ist ein gekapseltes für den Dauerbetrieb geeignete Konstantspannungsversorgung auch für den Einsatz in Möbeln.

 

·         Typ: HLG-120H-24B

·         Output: 24V DC mit bis zu 5 A / 120 Watt Ausgangsleistung

·         Integrierte Dimmfunktion - Voltage (1~10V; PWM, Widerstand)

·         IP67 Schutzgrad (hermetisch geschlossen) - Wetter- und Staubgeschützt

·         Zertifiziert für den Einsatz in Möbeln und LED Beleuchtungsanlagen

·         Schutz gegen Kurzschluss, Überspannung und Überlast - automatische Betriebswiederaufnahme

 

https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/81YVpCLLoNL._SL1500_.jpg

 


 

Im Schuko Stecker ist ein Schalter integriert, dass komfortabel das System vom Netz getrennt werden kann.

 

 


 

10.1 Dimm Funktion

 

Da die 24V Stromversorgung zum einen als Leistungsversorgung für die LED Leisten genutzt wird welche auch dimmbar sein soll und zum anderen für die Steuerelektronik muss ein Dimm Offset und ein Spannungswandler für die Steuerelektronik eingebaut werden.

 

Dimm Offset:

 

 

Der 6,8K Ohm Widerstand in Serie geschalten mit dem 100K Ohm Potentiometer stellt sicher, dass die Ausgangsspannung am Leistungsnetzteil nicht unter 16VDC fällt.

Damit wird erreicht, dass die LED Leisten um einiges dunkler gedimmt werden können jedoch nicht völlig erlöschen und dass noch genug Spannung für die Steuerelektronik und insbesondere für das Leistungsrelais vorhanden ist. Das Leistungsrelais muss damit es zuverlässig arbeitet mit 12VDC noch versorgt werden.

 

 

Dimm PWM Signal:

 

Der Dimmer arbeitet mit einer Puls Weiten Modulation 500Hz, diese stellt für die Steuerelektronik und den eingesetzten DC / DC Wandler kein Problem dar.

 

 


 

10.2 Steuerelektronik Spannungsversorgung

 

Es werden ca. 100mA Strom und 12V Spannung für die Elektronik benötigt.

Mit einem Linear Spannungsregler müssten in dem Fall 1,2 Watt in Wärme umgewandelt werden.

Bei einem TO220 LM7812 Linearregler wird das Gehäuse ohne Kühlkörper schon 50° oder mehr heiß.

Die ist im Kleiderschrank jedoch zu vermeiden.

Es wird daher ein DC/DC Wandler von Traco Power eingesetzt mit einem Wirkungsgrad von 96%.

 

 

·         Typ: TSR 1-2450

·         Hoher Wirkungsgrad bis 96 % –> Kein Kühlkörper erforderlich

·         Pinkompatibel mit LM78xx Linearregler

·         SIL-Gehäuse passend zur bestehenden TO-220 Anschlussfläche

·         Kondensatoren als Filter eingebaut

·         Arbeitstemperaturbereich –40 °C bis +85 °C

·         Dauerkurzschlussfest

·         Hervorragendes Verhalten bei Eingangs- und Laständerungen

·         Minimal Last nicht erforderlich

·         Schaltfrequenz 500kHz

 


 

10.3 Entstörung

 

Da mehrere Komponenten mit höheren Frequenzen arbeiten (HomeMatic RF, PWM, DC/DC Converter) sind an allen ausgehenden Leitungen von der Steuerelektronik entstör Ferrit Ringe angebracht.

 


11         Software

 

 

 

Es ist keine eigene Software erforderlich. Es werden in einer App Statuse angezeigt und Meldungen verschickt.

 

11.1 E-Mail Schnittstelle

 

Die E-Mail Schnittstelle der HomeMatic Zentrale kann einfach die 0 oder 1 Signale der 8 Kanäle verwenden um direkt Mails zu verschicken. Es wird pro Text ein E-Mail Template angelegt und dann im Programm angesprochen.

 

 

Mit folgendem Programm werden auch die einzelnen Türe Kanäle gemeldet.

 

 

string stdout;

string stderr;

var mailsub = "'AT Kleiderschrank 1h offen !'";

var mailhead = "'AT Kleiderschrank 1h offen !'";

var v1 = "0";

var v2 = "0";

var v3 = "0";

var v4 = "0";

 

var v1 = dom.GetObject("BidCos-RF.OEQ0177006:1.STATE").Value();

if (v1 == (true))

{

var d1 = ("Offen");

var ds1 = ("o");

}

else

{

  if (v1 == (false))

  {

  var d1 = ("Zu");

  var ds1 = ("z");

  }

}

 

var v2 = dom.GetObject("BidCos-RF.OEQ0177006:2.STATE").Value();

if (v2 == (true))

{

var d2 = ("Offen");

var ds2 = ("o");

}

else

{

  if (v2 == (false))

  {

  var d2 = ("Zu");

  var ds2 = ("z");

  }

}

 

var v3 = dom.GetObject("BidCos-RF.OEQ0177006:3.STATE").Value();

if (v3 == (true))

{

var d3 = ("Offen");

var ds3 = ("o");

}

else

{

  if (v3 == (false))

  {

  var d3 = ("Zu");

  var ds3 = ("z");

  }

}

 

var v4 = dom.GetObject("BidCos-RF.OEQ0177006:4.STATE").Value();

if (v4 == (true))

{

var d4 = ("Offen");

var ds4 = ("o");

}

else

{

  if (v4 == (false))

  {

  var d4 = ("Zu");

  var ds4 = ("z");

  }

}

 

WriteLine(d1);

WriteLine(d2);

WriteLine(d3);

WriteLine(d4);

 

var mailbody = (system.Date("%H:%M:%S").ToString()+"'  -  1'"+(ds1)+"'  2'"+(ds2)+"'  3'"+(ds3)+"'  4'"+(ds4));

system.Exec("/etc/config/addons/email/email 10 "+(mailsub)+" "+(mailhead)+" "+(mailbody), &stdout, &stderr);

 


 

11.2 Smart Phone App

 

Die Smart Phone App der HomeMatic Zentrale kann auch direkt die Zustände anzeigen.

Es wird eine eigene Sicht eingerichtet und passende Symbole hinterlegt.

Es handelt sich hier nur um eine Echtzeit Anzeige, es kann nichts gesteuert werden.

 

   

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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