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Smart Post Box

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Version 2.0


 

Dokument Version:

 

Version:                     2.0

Datum:                       2015.01.11

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        Architektur. 5

3        Hardware. 6

3.1         Einwurf Sensoren.. 6

3.2         Türsensor 6

3.3         I/O Computer 7

3.4         I/O Treiber 8

3.5         Schalt Schrank. 9

3.6         Post Box. 10

4        Software. 12

4.1         Haupt Programm.. 12

4.2         E-Mail Agent 13

4.3         PRTG Monitoring. 14

4.4         PRTG Anbindung. 14

5        Labor und Prototyp.. 17

5.1         Aufwand und Kosten.. 19

 


 

1     Projekt

 

 

 

Wenn ein Brief in den Briefkasten geworfen wird dann wird eine Mail verschickt und die LED am Briefkasten eingeschalten.

Wird der Briefkasten geöffnet wird eine weitere Mail verschickt, dass der Briefkasten geleert wurde und die LED am Briefkasten wieder ausgeschalten.

 

Es können 1 Brief pro Sekunde erfasst werden.

Es sind 2 Lichtsensoren angebracht um einen schmalen Brief ebenfalls zu erfassen.

Während der Briefkasten geöffnet ist werden die Sensoren nicht abgefragt damit keine Fehlmeldungen entstehen.

Wenn ein Brief den Sensor dauerhaft unterbricht so wird nur 1 Mail ausgelöst um eine Mail Flut zu vermeiden.

 

Neben dem Mailversand und der optischen Anzeige wird eine Statistik mit einem Netzwerk Management Monitor PRTG in Form von Tag, Monat und Jahresgrafen aufgezeichnet.

 

Die Hardware ist so gebaut, dass keine Funktechnik zum Einsatz kommt und maximale Robustheit und Qualität erreicht wird.

 


 


2     Architektur

 

 

 

 


 


3     Hardware

 

 

 

3.1    Einwurf Sensoren

 

Als Brief Einwurf Sensoren werden 2 Lichttaster verwendet.

Diese geben bei unterbrochenem Lichtstrahl +12V High Signal aus.

Die 2 Sensoren werden noch im Briefkasten mit einem Oder-Glied bestehend aus 2 Dioden verknüpft um nur eine Signalleitung zu verwenden und einen IO Port zu sparen.

Die Lichttaster werden mit 12V versorgt und können justiert werden.

Ein Licht Reflektor im inneren des Briefkastens ist notwendig. (Reflektierende Verkehrsschilder Folie)

 

 

3.2    Türsensor

 

Als Türsensor wird ein Reed Kontakt verwendet der von einem Magneten am Türschloss geschalten wird.

 

   

 


 

3.3    I/O Computer

 

Tibbo EM1000 88MHz, 53I/O Port, 1MB RAM, 2KB ROM, 100BaseT Ethernet;

Digital Eingänge mit einem Digital Filter. Der Digital Filter prüft 2x im Abstand von 100ms ob der Eingang stabil ist um zu signalisieren. Somit können max. 10Hz Signale erfasst werden.

 

Der I/O Computer hat eine http basierte Schnittstelle API womit die Kanäle abgefragt / angesprochen werden können.

 

 

 

 


 

3.4    I/O Treiber

 

Für die Lichtsensoren ist ein Mono Flop notwendig um ein Flimmern / Kontaktprellung oder ein zu kurzes Signal durch den Briefeinwurf zu stabilisieren. Der Mono Flop erzeugt ein Signal von 1 sec. bei der Triggerung.

 

Der µP Treiber passt das 12V Signal für die direkte Ansteuerung der CPU Pins mit 3,3 V an.

 

 

 

 


 

3.5    Schalt Schrank

 

·         Computer, Mono Flop, µP Treiber, Netzteil, Relay Kanäle.

·         Lüfter los, ca. 3Watt Stromverbrauch, TSG Tafel Größe.

·         Die Relay Erweiterungsplatine ist optional und nicht für die Post Box Funktion notwendig.

 

 


 

3.6    Post Box

 

 

 


 

 

Smart Post Box Schaltschrank im Haus Zählerschrank.

 


 

4     Software

 

 

 

4.1    Haupt Programm

 

Ein Windows PowerShell Skript als System Windows Task: PostBox.ps1

 

Mit dem Command Invoke-WebRequest Wird der I/O Controller über die Web Schnittstelle alle 500ms abgefragt.

 

 


 

4.2    E-Mail Agent

 

Ein Windows PowerShell Skript als System Windows Task: EMailAgent.ps1

 

Das Haupt Programm schreibt immer wenn eine E-Mail geschickt werden soll nur entsprechende Registry Keys.

Der E-Mail Agent läuft daher unabhängig vom Haupt Programm und benutzt die Registry als Queue.

So wird sichergestellt, dass sein verzögerter Mailversand die Echtzeit Abfrage des I/O Controllers nicht beeinträchtigt.

 

 

 

Mail Format:

 

 


 

4.3    PRTG Monitoring

 

·         PRTG Management Server auf Windows Server 2016 HyperV

·         USV für Messdatenaufzeichnung auch während Stromausfällen

·         Intel NUC Gen 5 mit i5 CPU 5300 (NUC5i5MYBE)

·         HyperV Support

·         Enterprise SSD Storage

·         Intel Virtualization Technologies

·         Intel vPro

·         ~ 9 Watt Stromverbrauch

 

 

4.4    PRTG Anbindung

 

Das PowerShell Haupt Programm schreibt / inkrementiert in die Windows Registry die Anzahl der Briefe und Tür Aktionen. (DoorCount und LetterCount)

 

 

Ein PRTG Custom Sensor EXE/Script startet ein VB-Script welches den Wert für die Anzahl der Briefe erhält und mit dem dann der Grafen erzeugt wird.

 

Set wshShell = CreateObject("WScript.Shell")

WScript.Echo wshShell.RegRead("HKLM\SOFTWARE\SOFTWARE64\GLAB\PostBox\LetterCount")&":OK"

 

 


 

Als Ergebnis:

 

 

 

Schon 10 Monaten:

 

Von Juli bis Mitte August 2015 sind weniger Briefe gekommen.

 

 


 

Das ganze natürlich auf der PRTG Mobile App jederzeit von Unterwegs unter Kontrolle:

 

         

 

 

Auch ein weiterer PRTG Sensor um die CPU Temperatur in dem Schaltschrank zu überwachen:

 

 

 


 

5     Labor und Prototyp

 

Schaltung Entwurf und Berechnung der Bauteil Werte

 

Aufbau am Steckbrett und Analyse der Einwurf Sensoren

 


 

Platine CAD

 

 

 


 

5.1    Aufwand und Kosten

 

Elektronikteile rund                    600.- Euro

Briefkasten selbst                      365.- Euro

 

Kompletter Arbeitsaufwand        45h

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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