Codeschloss mit Statusanzeige - Homematic Alarmanlage fernbedient

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Aus ELVjournal 05/2017     0 Kommentare
 Codeschloss mit Statusanzeige - Homematic Alarmanlage fernbedient

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Mit dem Homematic System und den zahlreichen Sensoren/Aktoren kann man auf einfache Weise auch eine komplette Alarmanlage für das Haus realisieren. Genau dies hat unser Leser Roman Trapp getan und dazu eine eigene Lösung für das Schärfen/Entschärfen der Alarmanlage sowie für wichtige Statusmeldungen entwickelt.

Übersichtlich und bequem

Bild 1: Die Übersicht über das gesamte, um das Codeschloss ergänzte Homematic Alarmsystem
Bild 1: Die Übersicht über das gesamte, um das Codeschloss ergänzte Homematic Alarmsystem
Für das bequeme Intern-/Extern-Scharfschalten bzw. -Unscharfschalten beim Betreten und Verlassen des Hauses sollte neben der Funkfernsteuerung der Alarmanlage (Bild 1 zeigt diese schematisch) eine neben der Haustür anzubringende Bedien- und Anzeigelösung zum Einsatz kommen. Sie sollte nicht nur die aufgeführten Funktionen durch Eingabe von Tastenkombinationen bzw. eines vierstelligen Codes realisieren, sondern auch die Zustände der Alarmanlage selbst sowie die Schließzustände der Fenster im Ober- und Erdgeschoss signalisieren. So wird man beim Verlassen des Hauses noch einmal auf nicht geschlossene Fenster aufmerksam gemacht.
Bild 2: Die Übersicht über die realisierten Funktionen und Anzeigen
Bild 2: Die Übersicht über die realisierten Funktionen und Anzeigen
Bild 2 zeigt diese Funktionsübersicht. Eine zusätzliche LED quittiert optisch jeden Tastendruck, dies ist diskreter als die oft hier angewandte akustische Signalisierung. Hierzu habe ich eine eigene Schaltung mit einem ATtiny-AVR-Prozessor, einem handelsüblichen Matrix- Tastenfeld sowie mit je einem Empfangs- und Sendemodul des Homematic Systems als Verbindung zur CCU2 entworfen. Dazu wurde eine einseitige, aber doppelseitig bestückte Platine entworfen sowie ein eigenes Kunststoff-Gehäuse gefertigt. Mit den Tasten „*“ und „#“ wird die Alarmanlage scharfgeschaltet, wobei „*“ zur Intern-Scharfschaltung und „#“ der Extern-Scharfschaltung dient. Mit einem z. B. vierstelligen Tastencode kann man die Alarmanlage unscharfschalten. Wird ein falscher Code eingegeben, wird ein Alarmsignal an die CCU2 gesendet und kann dort entsprechend ausgewertet werden. Versierte Programmierer können natürlich noch weitere Funktionen implementieren, z. B. mit eigenen Tastencodes bestimmte Funktionen ausführen lassen bzw. die Software eigenen Bedürfnissen anpassen. Sie steht unter [1] zum Download bereit.

Die Schaltung

Bild 3 zeigt die Schaltung des Codeschlosses mit Statusanzeige.
Bild 3: Die Schaltung des Codeschlosses mit Statusanzeige
Bild 3: Die Schaltung des Codeschlosses mit Statusanzeige
Kernstück ist IC1, ein AVR-Mikroprozessor des Typs ATTINY2313-20SU. Er benötigt, da wir die interne Takterzeugung nutzen, nur eine äußerst minimale Peripheriebeschaltung. Die meisten Ports werden von der 3x4-Tastaturmatrix der Eingabetastatur belegt, der SPI-Port wird alternativ auch für die Programmierung des Controllers über die sechspolige Programmierschnittstelle mit ST1 genutzt. Die vom Controller ausgewerteten Tastatureingaben werden über die Ports PD1–PD4 an das Homematic Sendemodul HM-MOD-EM-8 ausgegeben, das sie per Funk verschlüsselt an die CCU2 weitergibt. Über PD0 erfolgt die Ausgabe der optischen Tastenbetätigungsquittung auf die Schaltstufe mit T1, der die LED LD1 ansteuert. Das Homematic Empfangsmodul HM-MOD-RE-8 empfängt die von der CCU2 aufbereiteten und quasi summierten Zustandsmeldungen der Fenstermelder im Ober- und Erdgeschoss und gibt diese über die LEDs LD3 und LD4 aus. Zusätzlich wird die Scharfschaltungs-Quittung der CCU2 empfangen und über den als Monoflop geschalteten NE555D (IC2) auf die LED LD2 ausgegeben. Dieser hält die Zustandsanzeige bis zur erneuten Auslösung durch die CCU2 nach dem Unscharfschalten. Als Stromversorgung wird ein später in einer Schalterdose untergebrachtes Industrienetzteil eingesetzt, das die benötigte Spannung von 5 V liefert.

Aufbau und Montage

Bild 4: Die selbst hergestellte Platine für das Codeschloss
Bild 4: Die selbst hergestellte Platine für das Codeschloss
Die gesamte Schaltung wurde auf einer selbst entworfenen Platine (Bild 4) aufgebaut, auf die letztlich nur noch die Tastaturmatrix aufzustecken ist. Die in SMD ausgeführte Schaltung wird auf der Lötseite aufgebaut, die beiden Homematic Module, ST1, der Steckverbinder für die Tastaturmatrix, die Schraubklemme für die 5-V-Stromversorgung sowie die LEDs werden von der Oberseite her eingesetzt und auf der Lötseite verlötet. Bild 5 zeigt die so bestückte Platine, Bild 6 diese mit testweise aufgesteckter Tastaturmatrix.
Bild 5: Die mit allen Bauteilen bestückte Platine, von der Oberseite gesehen
Bild 5: Die mit allen Bauteilen bestückte Platine, von der Oberseite gesehen
Bild 6: So erfolgt das Zusammenstecken von Codeschloss-Platine und Tastaturmatrix.
Bild 6: So erfolgt das Zusammenstecken von Codeschloss-Platine und Tastaturmatrix.
Die Montage in das selbst bearbeitete Kunststoff-Gehäuse (Standard- Handgehäuse) erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird die Tastaturmatrix in die Gehäusevorderseite eingesetzt und verschraubt, wie in Bild 7 zu sehen. Die komplett bestückte Geräteplatine ist in die Gehäuseunterschale einzusetzen, zu verschrauben, und die von der Rückseite her eingeführte 5-V-Leitung des Netzgeräts ist anzuschließen.
Bild 7: Die Tastaturmatrix wird mit dem bearbeiteten Gehäuse verschraubt.
Bild 7: Die Tastaturmatrix wird mit dem bearbeiteten Gehäuse verschraubt.
Schließlich wird die Vorderseite des Gehäuses aufgesetzt, dabei ist darauf zu achten, dass der Steckverbinder der Tastaturmatrix exakt in die korrespondierende Buchsenleiste eingesetzt wird. Dann werden die Gehäuseteile miteinander verschraubt (Bild 8).
Bild 8: Die Codeschloss-Platine wird in die Gehäuserückseite eingesetzt, dort verschraubt und das Netzteil angeschlossen. Rechts ist das komplett montierte Gerät zu sehen.
Bild 8: Die Codeschloss-Platine wird in die Gehäuserückseite eingesetzt, dort verschraubt und das Netzteil angeschlossen. Rechts ist das komplett montierte Gerät zu sehen.
Bild 9: Die Montage von Codeschloss und abgesetztem Netzteil
Bild 9: Die Montage von Codeschloss und abgesetztem Netzteil
Das so betriebsfertige Gerät habe ich an die Wand in Haustürnähe montiert, wobei das Netzteil abgesetzt in einer Unterputzdose platziert wurde (Bild 9). Ich hoffe, dass diese praktische Homematic Ergänzungslösung andere Elektroniker dazu anregen kann, diese Lösung nachzuvollziehen bzw. ihre Projekte um weitere Funktionen zu ergänzen. Viel Spaß beim Nachbauen!

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