4 Relais Fernschalten mit NF: IC oder Schaltungsvorschlag gesucht.

Hallo Leute,

ich zerbreche mir den Kopf, wie man 4 kleine Relais per NF-Übertragung fernschalten kann. Vielleicht hat jemand eine Idee?

Die Anforderungen:

- Mindestens 4 kleine Verbraucher oder Relais sollen unabhängig voneinander ein und aus geschaltet werden können. Das heißt auch: Wenn Relais 4 an ist, soll man trotzdem auch noch Relais

1 und Relais 2 einzeln oder gleichzeitig ein- und ausschalten können.

- es soll entweder der Schaltzustand dauerhaft gespeichert werden, oder zumindest sollte alles nach Einschalten der Stromzufuhr ohne Signal ausgeschaltet sein (Ruhestellung der Relais).

- Schalten möglichst nicht extrem langsam. Innerhalb 0,1s wäre schön. Störunanfällig. Die Schaltung soll selbst keine Störungen produzieren.

- Einfach zu bauen und zu reparieren und gut gegen Überspannungen schützbar.

- Klein

- Günstige, wiederbeschaffbare Teile, falls es sich doch ab und zu bei Gewitter zerlegt.

- Bei Reichelt oder notfalls bei Conrad erhältliche Bauteile wären sehr angenehm.

Das Problem:

Ich habe nur ein Koaxialkabel zur Verfügung, auf dem bereits HF und Gleichspannung transportiert werden. Es gibt eine Menge Störgeräusche, insbesondere bei elektrisch aufgeladenem Regen sind diverse Rausch- und Piepsgeräusche durch die entstehenden Funkenstrecken auf der Leitung.

50Hz und vielfache sind durch Masseschleifen und anderes vermutlich auch noch vorhanden.

Eine Einzeltonlösung mit mehreren PLL-Decodern wird also vermutlich nicht genügen.

Was ich bisher fand: DTMF-De- und Encoder. Die sind aber relativ teuer und ich kenne die Schaltzeiten und die Störsicherheit im pranktischen Betrieb nicht. Damit könnte man vermutlich auch immer nur 1 Relais schalten.

Hat jemand Erfahrungen mit den Dingern, oder kennt eine bessere Alternative?

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Bina Ries
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Ein Microcontroller auf beiden Seiten wäre eine gute Idee. Am Sender ein Trägersignal generieren: Der Microcontroller generiert ein Rechteck, danach ein Bandpassfilter, um ein Sinus draus zu machen. Am Empfänger wieder ein Bandpassfilter, Integrator und Comparator und in den Microcontroller geben. Der Sender kann jetzt ein paar Bits senden, z.B. im RS232 Format, da muß man nichts neues erfinden. Ein Byte ist dann ein Befehl, um ein Relais ein- oder auszuschalten. Ein paarmal senden und wenn es auch ein paarmal ankommt, dann schaltet der Empfänger Microcontroller.

Braucht auf beiden Seiten wohl einen Microcontroller, ein 4-fach OP und ein wenig Hühnerfutter. Die Digitalseite wäre kein Problem, da könnte man mein PIC-Basic nehmen, das ich bei der Gelegenheit gleich ein wenig aufbohren könnte:

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Die Analogseite sollten auch Standard-OP-Schaltungen sein, da kann aber ein Analogexperte mehr zu sagen. Ein- und Auskoppeln in das bestehende System könnte schwieriger werden. Und nicht vergessen mit Widerständen, Dioden und Kondensatoren gegen Überspannung gut schützen, dann könnte der auch Gewitter aushalten, wenn der Blitz nicht gerade direkt in die Leitung zur Schaltung einschlägt.

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss

Verwende doch ein Fernsteuer-IC, wie es für IR-Fernbedienungen oder Garagentoröffner verwendet wird. Man kann da etliche Dinge steuern, man kann freilich mit kurzen Telegrammen dann mehrere Relais recht fix ein-und ausschalten. Zwar gehen die Relais nicht absolut gleichzeitig einzuschalten, aber mit sehr geringem Versatz nacheinander.

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Ralph.

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Ralph A. Schmid, dk5ras

Realname ?

Wenn >100 Boards gemacht werden oder es andere Anforderungen ( Quarzstabil wegen Temperatur ) erzwingen ... Sonst ist analog, d.h. 4x getasteter Sinusgenerator im Sender und LM567

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im Empfänger vom Entwicklungsaufwand wohl angemessener.

10 - 12 Bit R2R-D/A aus. Letztlich wie man DTMF-Sender via Controler baut:
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Heft 5, kostenpflichtig.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Leider habe ich vergessen, diesen Punkt zu erwähnen: Es soll nur ein Exemplar zum Einsatz kommen und wenn das Ganze günstig und einfach zu bauen ist und vielleicht, wenn alles läuft, noch ein zweites Exemplar zum schnellen Tausch, falls das erste kaputt geht, gebaut werden.

Bei mindestens einem der 4 Relais wäre es wünschenswert, dass es schnell (als Hausnummer: 100ms) geschaltet wird. Bei einem zweiten könnte ich das Problem eventuell durch andere Hardware umgehen, die nicht unbedingt ständig und automatisiert umgeschaltet werden muss. Der Rest ist zeitlich nicht kritisch, das heißt: Hier genügt unter Umständen sogar eine Verzögerung bis zu einer Sekunde.

Dummerweise habe ich keinerlei Erfahrung mit Microcontrollern. Ich habe bei der Verwendung solcher Teile in elektrischer Verbindung mit Fernspeisung und Empfangsantennen für alle möglichen Frequenzbereiche, auch die Befürchtung, dass es zu Störungen kommt. Aus dem gleichen Grund wäre es mir auch angenehm, wenn ich das NF-Signal nicht dauerhaft anlegen müsste, denn eine kleine Restwelligkeit der Versorgungsspannung im zweistelligen KHz-Bereich, hat mir schon einmal einen Verstärker moduliert, sodass dieser Nebenwellen erzeugte und ein wenig geändert werden musste.

Ich bin schon froh gewesen, als ich die Kabel so weit geschirmt hatte und die Fernspeisung mit deutlichem Aufwand an Spulen und Kondensatoren so weit abgeblockt hatte, dass auch im Mittelwellenbereich nichts mehr auffällig störend ins Kabel spuckt.

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Bina Ries

Mit dem Microcontroller dachte ich, damit Störimpulse nicht fälschlicherweise als Signale erkannt werden, aber der LM567 scheint Störungen gut zu filtern und würde wohl mit einem zusätzlichen Sinusgenerator damit gut gehen.

Ein 12 Bit R2R-D/A ist schon recht genau, 8 Bit sollten auch reichen, kann man ja noch ein wenig filtern am Ausgang. Die meisten Microcontroller haben keinen DAC integriert, gibt aber z.B. den nicht allzu teuren Chip hier:

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?name=AD5601BKSZ-REEL7CT-ND

Hat den Vorteil gegenüber selbstgebauten R2R, daß es genauer ist und weniger Pins vom Microcontroller braucht. Ist auch recht schnell, falls man es mal für andere Anwendungen braucht.

Wieviel RAM ist viel RAM? Wenn du z.B. den Goertzel-Algorithmus nimmst:

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dann brauchst du pro zu detektierender Frequenz drei Floats (oder Fixpoint-Werte, wenn man es ein wenig schneller im Microcontroller implementieren will). Habe ich mal auf dem PC simuliert und ist erstaunlich trennscharf für den einfachen Algorithmus. Die Filterkurven habe ich übrigens mit GNU Plot dargestellt, geht wunderbar damit. Die Bandbreite kann man je nach verwendetem Window-Verfahren ein wenig beeinflussen.

Läuft bei einem Kunden in einer DSP, um die Pegel mehrerer Frequenzen auf 6 Kanälen gleichzeitig zu ermitteln, im Rahmen eines Surround Ident Verfahrens. Die DSP langweilt sich wegen dem einfachen Algorithmus dabei die meiste Zeit :-)

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss

Falls das einmal in ganz billige uC ohne HW-Multiplier gegossen werden muss, kann man auch Wave Digital Filter benutzen. Der Trick dabei ist es, moeglichst weit vorn in der digitalen Signalkette zu dezimieren, damit der Shift-Add Aufwand in Grenzen bleibt.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Er hat keinen Plan von Mikrocontrollern aber offensichtlich von Analogtechnik, also ist DMTF sicherlich der richtige Weg. Gibts als fertiges IC, brauch kein AD/DA-Gedöhns. Schnell genug und gut beschaffbar ist es auch.

- Henry

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Henry Kiefer

Henry Kiefer schrieb:

Hier als Einstieg. Da fühlt er sich sicherlich wohl. Das IC gibt es auch bei digikey ;-)

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- Henry

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Henry Kiefer

Das Problem ist, daß wenn man mehrere Sinuskurven unterschiedlicher Frequenz addiert abhängig von der Phasenlage ab und zu lokal Spitzen auftreten können. Bei DTMF addiert man 2 7 Bit Sinussignale aus Tabelle sodaß sich 8 Bit ergeben. Als Wandler genügen 6 Bit. Wies bei 4 Kurven aussieht müsste man prüfen, 8 Bit würde ich als zu knapp einschätzen.

Da die Genauigkeit hier nicht entscheidend ist: Widerstände verbauen. Bei 10 -12 Bit kein Filter erforderlich, weil Treppchen schön fein.

Ca. 256 Byte RAM, 4k ROM würden wohl genügen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

uC kennt Frank recht gut und Goertzel ist auch der richtige Ansatz, wenn man einen HW-Multiplier zur Verfuegung hat. Diesen gibt es allerdings nur in der Oberklasse so ab etwa $2/Stueck. DTMF geht natuerlich auch, allerdings muss dahinter noch eine Art Latch, denn die Relais sollen wahrscheinlich nach Ende des Ton-Paars nicht abfallen.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Tja dann ist man bei DTMF. Z.B. 4 bistabile Relais die also mit 8 Pulsen a 100msec geschaltet werden sollen. MT8870 Empfänger gibts glaube ich zu erträglichen Preisen bei Segor, oder eben Conrad. Kann man per RC-Glied die Erkennungszeit einstellen. Gibt 4 Bit Datenwort aus das man per 74HC/CD40xx Demux unschwer auf 16 Bits/Pulse bringen kann. Sender ist kniffeliger, den üblichen ??5089 gibts nur manchmal bei ebay.de Bei ebay.com aber billig:

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Sender macht nur 0-9*# d.h. 12 Bits/Pulse, die Zeichen ABCD sind unüblich.

Unter Schönwetterbedingungen arbeitet DTMF mit 40msec. Real wird aber im Telefonnetz 80msec verwendet. Wegen der Störsicherheit wäre es wohl angemessen 2 Zeichen a 50-80msec zu senden. D.h. 8 verschiedene "Daten"-Pulse die per Monoflop verlängert werden und dann sofort ein 9. Puls der als Gate wirkt.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Joerg schrieb:

Ohne jetzt Replay zu drücken, hatte ich ihn als Nichtmikrocontroller verstanden. Viele Wege führen ach Rom - auf einer Kugel sowieso.

Du willst für 1-2 Geräte dir einen Goertzel antun? Wieviel Zeit hast du denn noch?

- Henry

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Henry Kiefer

Dafuer gibt's doch schluesselfertige Routinen. Ausserdem ist es nie verkehrt, was dazuzulernen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Für Goertzel brauch man sehr geschickte Routinen oder einen Controller mit a bisserl mehr Rechenleistung. Silabs 8051 ja, 12MHz Standard 8051 eher nicht.

Er muß es halt selbst entscheiden. Google sollte bei der Problemstellung sowieso erfolgreich sein.

- Henry

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Henry Kiefer

Deswegen wuerde ich das ja auch mit WDF machen. Gibt's in den TI App Notes beinahe servierfertig aufgetischt, alles huebsch in Assembler. Dann passt es in einen MSP430 der Economy-Klasse, zumal die heute viel mehr PS haben als zur Zeit wo diese App Note geschrieben wurde.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Nachtrag: Hier ist der Link zur DTMF Detector Application Note. Vieles wie Klingelzeichenerkennung koennte man "ausbeinen", oder einfach mit drinlassen und alles wie es ist uebernehmen. Das Programm ist auch dabei.

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Diese aeltere App Note erklaert das Verfahren ausfuehrlicher:

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Theoretisch muesste es moeglich sein, sich fuer $20 ein EZ430 Kit zu besorgen, den Code ins mitgelieferte Target Board zu pflanzen und dieses ueber Pin Header in ein Relaistreiber-Board zu stoepseln.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

Deine WDF sind kein Standard-Lehrstoff. Und die pdf habe ich zu meiner Schande auch noch nicht gelesen.

- Henry

PS: PS gibbet nicht mehr.

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Henry Kiefer

Das ist es ja gerade. Wir muessen uns oefter mal vom Standardlehrstoff entfernen. Sonst findet der Fortschritt eines Tages nur noch in Uebersee statt.

Hier gibbet die noch :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Rafael Deliano schrieb:

Welcome to my world. :-) OFDM und das PAPR... man Zentraler Grenzwertsatz.

Gruß Henning

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henning paul home:  http://home.arcor.de/henning.paul
PM: henningpaul@gmx.de , ICQ: 111044613
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Henning Paul

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