Anruf-Signalisierung

Vorschläge und Wünsche für zukünftige Features des i-Telex-Systems sowie Fachforum für Entwickler.

Moderator: FredSonnenrein

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Anruf-Signalisierung

#1

Beitrag von FredSonnenrein » Sa 26. Jan 2019, 13:40

Schon mehrfach wurden Wünsche geäußert, dass ankommende Anrufe auf Klingeln, Meldelampen etc. angezeigt werden sollen.

Mancher hat vielleicht schon selbst was ähnliches gebaut (LED abgegriffen oder mein Tipp: Bei der TW39-Karte die Relais-Spule anzapfen), aber alle diese Lösungen sind mit Nachteilen verbunden (beim Relais beispielsweise die Auslösung auch bei abgehenden Anrufen).

Folgende "bessere" Lösungen sind für mich für die "Signalisierung" vorstellbar:

a) Einer der Anschlüsse des Programmier-Steckverbinders der TW39- sowie ED1000-Karte (gg. auch Seriell) wird als Ausgang geschaltet und bei ankommenden Anrufen getriggert.
Vorteil: Individuelle Signalisierung je Endgerät möglich.
Nachteil: Selbstbau der Hardware erforderlich (ist aber nur ein Schalttransistor und ein Relais, ggf. reicht auch ein Halbleiterrelais).
Nachteil: Signalisierung wird auch bei internen Verbindungen ausgelöst.

b) Einer der Anschlüsse des Programmier-Steckverbinder der Ethernet-Karte wird als Ausgang geschaltet und bei ankommenden Anrufen getriggert.
Vorteil: Nur eine Signalisierung nötig auch bei mehreren Endgeräten.
Nachteil: Selbstbau der Hardware erforderlich (ist aber nur ein Schalttransistor und ein Relais, ggf. reicht auch ein Halbleiterrelais).
Nachteil: Keine Signalisierung bei Anrufen über die Analoge Schnittstelle.

c) Die Ethernet-Karte steuert eine WLAN-Steckdose bei ankommenden Anrufen an.
Vorteil: Nur eine Signalisierung nötig auch bei mehreren Endgeräten.
Vorteil: Kein Selbstbau nötig.
Nachteil: Zwang zur WLAN Nutzung
Nachteil: Keine Signalisierung bei Anrufen über die Analoge Schnittstelle.

Eure Meinungen bitte.
Bitte bewerte die Lösungen aus persönlicher Sicht, jeweils maximal eine für a), b) und c) auswählen. Wenn kein Bedarf besteht, bitte auch nicht abstimmen.
Grüße,
Fred Sonnenrein, Braunschweig
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Re: Anruf-Signalisierung

#2

Beitrag von FredSonnenrein » Di 12. Feb 2019, 10:47

So, ein bischen hat es gedauert, aber das Ziel ist jetzt klar vorm Auge:
Die Variante b), also ein Zusatz an der Ethernet-Karte ist fast fertig.
Hier ist die Zusatzschaltung, die als Schaltglied für Lasten mit bis zu 70 V Versorgungsspannung und 3 1 A Laststrom (kleiner Kühlkörper) verwenbar ist.
Beim Schalten von induktiven Lasten (Relais oder Magnetventil für die Sprinkleranlage :lol: ) bitte noch eine Freilaufdiode vorsehen.
Schalt-Adapter-sp.pdf
Der Steckverbinder ist auf den Sockel für den Programmierstecker der Ethernet-Karte zu stecken, Flachbandkabel ist auch möglich.
Geschaltet wird der Pin 7, Pin 8 ist ein Kontakt der auf GND der 5V-Versorgung liegt.
Auf Wunsch sende ich auch gerne die Eagle-Originaldatei.

Auf der Rückseitigen Steckleiste der Ethernetkarte sind aber auch noch weitere Kontakte frei (A14 und C14)
diese könnten für die Ergänzung auch noch belegt werden. Vielleicht stellt einer der Interessenten hier seine
Lösung vor?

Falls auf eine galvanische Trennung verzichtet und gegen Masse geschaltet werden kann,
kann auch auf den Optokoppler verzichtet werden.

Die erweiterte Firmware für die Ethernet-Karte werde ich in Kürze veröffentlichen.
Das Signal wird am Anfang jeder kommenden Verbindung für drei Sekunden Dauer ausgelöst.
Vielleicht baue ich noch eine Konfigurierbarkeit der Dauer ein.
Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
Grüße,
Fred Sonnenrein, Braunschweig
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Re: Anruf-Signalisierung

#3

Beitrag von JKde » Di 12. Feb 2019, 12:42

Hallo Fred,

bei der Schaltung wird sich die Spannung am Collector (VCE) auf die Basisspannung (VBE) einregeln - laut Datenblatt auf 2,5V. Somit hätte man bei einem Laststrom (IC) von 3A eine Verlustleistung von 7,5W, was zu magic Smoke und einem Krater in der Platine führen würde.
Bei großem Kühlkörper würde ich den Transistor max. 0,5A Laststrom zutrauen.
Wenn du auf die galvanische Trennung verzichtest, kannst du die 3A voll ausnutzen - oder gleich ein Logic-Level-FET mit beliebig Strom und keinen Kühlkörper...
-JK-

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Re: Anruf-Signalisierung

#4

Beitrag von FredSonnenrein » Di 12. Feb 2019, 13:10

JKde hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 12:42
bei der Schaltung wird sich die Spannung am Collector (VCE) auf die Basisspannung (VBE) einregeln - laut Datenblatt auf 2,5V. Somit hätte man bei einem Laststrom (IC) von 3A eine Verlustleistung von 7,5W, was zu magic Smoke und einem Krater in der Platine führen würde.
Bei großem Kühlkörper würde ich den Transistor max. 0,5A Laststrom zutrauen.
Hm. Der durchgesteuterte Optokoppler hat eine Durchlassspannung am Fototransistor von 0,25 V (typ).
Macht bei V_BE(on) 1,75 V bei V_CE von 2 V. Okay, mit 3 A immer noch 6 W und damit zu viel. Um einen Krater in eine FR4 Platine zu brennen brauchst du schon etwas mehr.
Aber natürlich hast du recht, ist zu viel.
Ich rechne mal mit I_C = 1A, dann ist V_BE(on) = 1,5 V, macht V_CE = 1,75 V, macht 1,75 W.
Immer noch zu viel für einen Betrieb ohne Kühlkörper (R_thj-amb = 100 °C/W), aber mit kleinem Kühlkörper machbar.
JKde hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 12:42
Wenn du auf die galvanische Trennung verzichtest, kannst du die 3A voll ausnutzen - oder gleich ein Logic-Level-FET mit beliebig Strom und keinen Kühlkörper...
Da hast du recht. Ein IRLZ34 könnte "einfach so" verwendet werden.
Grüße,
Fred Sonnenrein, Braunschweig
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Re: Anruf-Signalisierung

#5

Beitrag von JKde » Di 12. Feb 2019, 14:09

> Optokoppler hat eine Durchlassspannung am Fototransistor von 0,25 V (typ)
Umgekehrt! Wenn am Optokoppler noch Spannung abfällt, erhöht sich die V_CE noch um diese. Der Transistor regelt sich selbst auf eine V_BE von 2,5V - somit auf V_CE von 2,75V

Für solche Aufgaben nehme ich auch gern einen ULN2003 bzw. ULN2803. Bei dem Chip können auch mehrere Treiber parallel geschaltet werden. Auch kostet der Chip (fast) nichts!
Wenn du die +12V schalten willst, geht auch der UDN2981
-JK-

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Re: Anruf-Signalisierung

#6

Beitrag von FredSonnenrein » Di 12. Feb 2019, 16:09

JKde hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 14:09
> Optokoppler hat eine Durchlassspannung am Fototransistor von 0,25 V (typ)
Umgekehrt! Wenn am Optokoppler noch Spannung abfällt, erhöht sich die V_CE noch um diese. Der Transistor regelt sich selbst auf eine V_BE von 2,5V - somit auf V_CE von 2,75V
Woher hast du die V_BE von 2,5V? Diese Angabe ist m.E. eine absolute Obergrenze, die laut Datenblatt von ST auch nur für 300 ms bei 1,5% Puls-Pause-Verhältnis angelegt werden darf!
JKde hat geschrieben: Für solche Aufgaben nehme ich auch gern einen ULN2003 bzw. ULN2803. Bei dem Chip können auch mehrere Treiber parallel geschaltet werden. Auch kostet der Chip (fast) nichts!
Maximaler Summenstrom für einen ULN2003 / 2803 sind 300 mA.
JKde hat geschrieben: Wenn du die +12V schalten willst, geht auch der UDN2981
Auch die ULN sind nicht potenzialgetrennt!

Nachtrag 19:23 Uhr: Ich habe probeweise die Schaltung aufgebaut. Anstelle des Optokopplers eine 1N4148 eingebaut.
Bei 1,5 A Laststrom hatte ich 2 V Spannungsabfall an der CE-Strecke (bei 0,5 V an der Diode).
Bei 0,5 A Laststrom hatte ich 1,7 V Spannungsabfall an der CE-Strecke.
Wegen der nur kurzen Belastung würde ich 0,5 A auch ohne Kühlung vertreten, wenn es mehr sein soll reicht ein kleiner Kühlkörper mit 10 °C/W um 2 A Belastbarkeit zu haben.
Grüße,
Fred Sonnenrein, Braunschweig
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Re: Anruf-Signalisierung

#7

Beitrag von JKde » Mi 13. Feb 2019, 12:40

FredSonnenrein hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 16:09
Woher hast du die V_BE von 2,5V? Diese Angabe ist m.E. eine absolute Obergrenze, die laut Datenblatt von ST auch nur für 300 ms bei 1,5% Puls-Pause-Verhältnis angelegt werden darf!
Die Spannung steht sowohl im TI als auch im ON-Datenblatt als Maximalwert. Ein typischer Wert ist nicht angegeben. Der Maximalwert bezieht sich auf alle Temperaturbereiche und Fertigungstoleranzen sowie dem maximalen Strom. Somit passt deine Messung (von der Größenordnung her) zum Datenblatt.
FredSonnenrein hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 16:09
Maximaler Summenstrom für einen ULN2003 / 2803 sind 300 mA.
Als Maximalwert je Treiber ist im TI-Datenblatt 500mA angegeben und der "Total emitter-terminal current" (=Summenstrom) ist mit max. 2,5A angegeben. Es gibt viele Projekte, die die Treiber parallel schalten um 1...2A zu treiben. Dabei sollte man aber die Ströme quatradisch addieren (4 Treiber entspricht doppelten Strom)
FredSonnenrein hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 16:09
Auch die ULN sind nicht potenzialgetrennt!
Ja! Es ist eine Alternative zu dem teureren FET direkt am Prozessor.

Wenn du bei der galvanischen Trennung bleiben willst, sollte man sich nach einem normalen Transisor (kein Darlington) mit hohem Beta (hfe) umschauen. Dann ist der Spannungsabfall (V_CE+Optokoppler) unter 1V. Z.B BD139-16

Noch eine Alternative:
Prozessor-Pin (mit TTL-Pegel) direkt nach außen führen und auf ein Solid-State-Relais (SSR) geben. Damit kann dann jeder seine Motorsirene oder Flutlichtanlage mit 230V schalten.
-JK-

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Re: Anruf-Signalisierung

#8

Beitrag von FredSonnenrein » Do 14. Feb 2019, 08:21

JKde hat geschrieben:
Mi 13. Feb 2019, 12:40
FredSonnenrein hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 16:09
Woher hast du die V_BE von 2,5V? Diese Angabe ist m.E. eine absolute Obergrenze, die laut Datenblatt von ST auch nur für 300 ms bei 1,5% Puls-Pause-Verhältnis angelegt werden darf!
Die Spannung steht sowohl im TI als auch im ON-Datenblatt als Maximalwert. Ein typischer Wert ist nicht angegeben. Der Maximalwert bezieht sich auf alle Temperaturbereiche und Fertigungstoleranzen sowie dem maximalen Strom. Somit passt deine Messung (von der Größenordnung her) zum Datenblatt.
Richtig. Als zulässiger Maximalwert. Aber nicht als maximal zu erwartender Wert bei einem Basisstrom von nur ein paar Milliampere. Leider fehlt ein Diagramm U_BE vs. I_B.
JKde hat geschrieben:
Mi 13. Feb 2019, 12:40
FredSonnenrein hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 16:09
Maximaler Summenstrom für einen ULN2003 / 2803 sind 300 mA.
Als Maximalwert je Treiber ist im TI-Datenblatt 500mA angegeben und der "Total emitter-terminal current" (=Summenstrom) ist mit max. 2,5A angegeben. Es gibt viele Projekte, die die Treiber parallel schalten um 1...2A zu treiben. Dabei sollte man aber die Ströme quatradisch addieren (4 Treiber entspricht doppelten Strom)
Du hast recht, da hatte ich was falsches in Erinnerung. Allerdings habe ich auch ein Datenblatt, bei dem dieser Summenstrom auch vom Duty Cycle abhängt.
Und nach jenem Datenblatt sind bei 100% Duty-Cycle nicht 2,5 A erlaubt, sondern Größenordnung 1 A.
https://www.allegromicro.com/~/media/Fi ... sheet.ashx
JKde hat geschrieben:
Mi 13. Feb 2019, 12:40
FredSonnenrein hat geschrieben:
Di 12. Feb 2019, 16:09
Auch die ULN sind nicht potenzialgetrennt!
Ja! Es ist eine Alternative zu dem teureren FET direkt am Prozessor.
Rechnen wir mal: IRLZ34N bei Reichelt für 0,44€. ULN2803A (DIL) für 0,34€. Also spare ich 0,10€, muss aber 15 Lötstellen mehr bearbeiten. Ansichtssache...
JKde hat geschrieben:
Mi 13. Feb 2019, 12:40
Wenn du bei der galvanischen Trennung bleiben willst, sollte man sich nach einem normalen Transisor (kein Darlington) mit hohem Beta (hfe) umschauen. Dann ist der Spannungsabfall (V_CE+Optokoppler) unter 1V. Z.B BD139-16
Richtig. Übrigens ist im Datenblatt zum BD139 auch eine U_BE von 1 V maximal angegeben.
Und das h_fe ist bei I_C = 500 mA leider auch nicht mehr mindestens 100, sondern nur noch 25... Müsste aber dennoch reichen.
JKde hat geschrieben:
Mi 13. Feb 2019, 12:40
Noch eine Alternative:
Prozessor-Pin (mit TTL-Pegel) direkt nach außen führen und auf ein Solid-State-Relais (SSR) geben. Damit kann dann jeder seine Motorsirene oder Flutlichtanlage mit 230V schalten.
Richtig. Ich wollte aber absichtlich nicht vorschlagen, die "empfindlichen" Prozessor-Ports nach außen zu führen, sondern schon auf der Platine eine Treiberschaltung bzw Schutzschaltung einbauen.
Dies beruht auf meinen persönlichn Erfahrungswerten.
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Grüße,
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Re: Anruf-Signalisierung

#9

Beitrag von FredSonnenrein » Fr 15. Feb 2019, 11:22

Hier ist nun die Firmware für die Signalisierung:
https://sourceforge.net/p/itelex/code-0 ... format=raw
Das komplette Paket mache ich später fertig, da auch noch kleine Aktualisierungen in die Anleitung einfließen.
Zum Update die HEX-Datei herunter laden, in den Update-Ordner schieben und das upload.bat starten.
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Fred Sonnenrein, Braunschweig
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