Infrarot-Transmit
Dieses System dient zum Fernschalten von Verbrauchern über eine Infrarot-Übertragungsstrecke.
Es wurde entwickelt, um Leuchten in einem angrenzenden Gebäude (oder im Garten) zu schalten, zu dem keine weiteren Kabel -neben der dort vorhandenen (Netz-) Stromversorgung- vorhanden sind und auch nicht ohne größeren Aufwand verlegt werden können.
Die Schaltung ist in der Lage, zwei Verbraucher unabhängig voneinander zu schalten, wobei als Ausgänge Relais-Kontakte verwendet werden. Dadurch lassen sich sowohl ohmsche als auch induktive Lasten problemlos schalten.
Das System besteht aus einer Sender- und einer Empfängerbaugruppe, wobei der Sender so ausgelegt ist, dass als "Eingänge" Niedervolt-Schalter oder potentialfreie Kontakte dienen (mit Netztrennung, Berührungsschutz!) und in Sendernähe zusätzlich zwei (abgesetzte) Relais über ein Niedervolt-Kabel angeschlossen werden können, um dort zusätzliche Lasten (z.B.230V-Verbraucher) zu schalten.
Durch dieses Konstrukt lassen sich die Schalter, die Relais und die Senderbaugruppe problemlos an den strategisch günstigsten Stellen plazieren und brauchen nur über eine Niedervolt-Steuerleitung miteinander verbunden zu werden.
Beispiel: Schalter im Erdgeschoss, Relaisplatine in einer Abzweigdose, Sender unter dem Dachüberstand.
In der Verdrahtung sieht das dann z.B. so aus:
Das System selber basiert auf kleinen Microcontrollern aus der Microchip PIC-Serie, die die gesamte Steuerung übernehmen. Als Übertragungsprotokoll für die Infrarotstrecke dient das RC5-Protokoll, wie es auch in konventionellen Fernbedienungen für z.B. Fernseher verwendet wird. Allerdings wird hier eine andere Adressierung verwendet, so dass dieses System nicht auf normale Fernbedienungen vom Fernseher o.ä. reagiert.
Für Insider: Das System verwendet die Adresse 29 (dezimal), die lt. RC5-Spezifikation für Beleuchtungszwecke gedacht ist. Die Schaltinformation wird im Datenteil in Bit 0 und 1 übertragen. Das Bit C6 und das Togglebit werden nicht verwendet und sind immer "1".
Um möglichen Störungen vorzubeugen erwartet der Empfänger nacheinander zwei gleiche Nachrichten im Abstand von maximal 1 Sekunde über die IR-Strecke, bevor er den Status an den angeschlossenen Relais verändert. Der Sender wiederum wiederholt die Sendung (bestehend aus jeweils zwei Nachrichten) alle 60 Sekunden. Sollte diese Wiederholung ausbleiben, fällt der Empfänger in den Default-Status zurück, was soviel bedeutet wie "alle Ausgänge ausschalten".
Zusätzlich erfolgt die Übertragung mit der bei RC5 üblichen 36kHz Modulation des IR-Signals sowie einiger Plausibilitätschecks in der Empfängersoftware.
Je nach Licht- und Umgebungsverhältnissen (Nebel, Regen, Schnee) beträgt die Reichweite bei der angegebenen Dimensionierung der Bauteile ca. 10-15m. Diese lässt sich durch Wahl einer anderen IR-Sendediode und/oder der Verkleinerung des Vorwiderstandes der IR-Sendediode noch steigern. Dabei sollte jedoch die Belastung der Stromversorgung (angegebener 5V-Regler ist nur bis 100mA spezifiziert) beachtet werden.
Da das System für Beleuchtungszwecke gedacht war und diese naturgemäß nur im Dunkeln eingeschaltet wird, scheidet die Sonne als größter "Störfaktor" üblicherweise aus. Leichter Regen oder Schneefall haben keinen signifikanten Einfluss auf die Reichweite, lediglich stärkerer Nebel dürfte eine deutliche, reichweitenlimitierende Wirkung haben.
Bestückte Platinen:
(links oben: Sender; links unten: optionale Relaisplatine Senderseite; rechts: Empfänger)
Montage der IR-Sendediode:
(einfache Halterung aus Aluminium ermöglicht die stufenlose Ausrichtung der Sendediode in Richtung Empfänger. Die IR-Sendediode ist in Epoxydharz eingegossen und dadurch wasserdicht.)
Wer die Schaltung nachbauen möchte kann sich den anliegenden (Assembler-) Quelltexten sowie den Schaltplänen und Layouts bedienen.
Quelltext für den Sender
Quelltext für den Empfänger
Schaltplan für den Sender
Schaltplan für den Empfänger
Platinenlayout für den Sender und optionale Relaisplatine
Platinenlayout für den Empfänger
Bestückungsplan für den Sender und optionale Relaisplatine
Bestückungsplan für den Empfänger
Eine Gewährleistung für Funktion und/oder Fehlerfreiheit kann ich -wie immer- nicht übernehmen. Für jegliche evtl. durch den Nachbau verursachte Schäden haftet der Nachbauer! Bitte i.B. die Sicherheitsvorschriften beim Umgang mit Netzspannung und mit superhellen IR-LEDs beachten!