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Kai Fett says: schnisM!
Location: schnisM.net > Das schnism.Net-System > LPSwitch

LPSwitch

Update: Falls kein Parallel-Port mehr im Rechner verbaut ist (was ja heute keine Seltenheit mehr ist), muß nicht extra eine Multi-I/O-Card oder sowas gekauft werden. Hier: http://www.tekkies.co.uk/index.php?option=com_content&task=view&id=17&Itemid=28 hat jemand eine tolle Alternative gefunden, um den gleichen Effekt mit einem TCP/IP-Printserver zu machen!
!! Warnung !!
Diese hier vorgestellte Schaltung istsehr gefährlich, wenn sie nicht fachmännisch aufgebaut wird.Mit den im 220V-Netz auftretenden Strömen ist nicht zu spaßen,sie können Brandschäden und gar Personenschäden verursachen.Dieses System gehört also auf alle Fälle in ein mit dem Schutzleiterverbundenes Metallgehäuse, oder aber in ein wirklich dichtes Plastikgehäuse.Die Anschlüsse müßen sicher ausgeführt werden, dieKabel und Klemmen müßen ausreichend dimensioniert sein. Keinesfallsdürfen spannungsführende Teile von aussen zugänglich sein.Ich empfehle ausdrücklich und dringend, diese Schaltung vor Inbetriebnahmevon einem Fachmann überprüfen zu lassen!

Teil 1 - Understanding

Zum Ansteuern von Stromverbrauchern vom Computer gibt es mehrere Konzepte,die von der einfachen Schaltung für 8 ansteuerbare Geräte bishin zur komplexen Mikroprozesortechnologie für nahezu beliebig vieleGeräte reicht. Wir haben uns für einen Mittelweg entschieden:16 ansteuerbare Geräte über zwei Druckerschnittstellen, mit einereinfachen kleinen Relais-Schaltung. Wenn man schon Bits für andereZwecke vergeben hat, werden es halt entsprechend weniger Geräte, sohat zum Beispiel jeder, der sich Stufe 2 gebauthat, nur noch 14 Bits frei.

Das Prinzip ist ganz einfach: an der Druckerschnittstelle stehen bereits8 bit Nutzdaten unkodiert zur Verfügung, die im Prinzip nur verstärktwerden müssen, um damit zum Beispiel eine Kaffee-Maschine betreibenzu können.

Teil 2 - Die Hardware

Da zwischen den Leistungen (Digitaldaten, die eigentlich überhauptkeine Leistung bringen sollten, gegen mehrere hundert Watt) ein großerUnterschied besteht, verwenden wir eine zweistufige Verstärkung. Zunächstverstärken wir über einen kräftigen Transistor (zum Beispiel BD679), so daß wir aus dem TTL-Bereich schonmal in den Bereich einiger Watt kommen.

D1;2ciese Leistung nutzen wir nun zum Ansteuern eines Relais, welches dannunsere eigentliche Last steuert. Also haben wir auf unserer Platine dreiBereiche: den unbelastbaren 5V-Signalpegel, dann die 12V Versorgungsspannungfür die Relais, und letztendlich den 220V-Bereich. Es ergibt sichdie folgende Schaltung:


Abb.2: Die Systemzimmer-CPU

Zu beacheten ist, daß bei Ausschalten der Relais durch Selbstinduktionteilweise hohe Spannungen entstehen können. Diese sind gefährlichfür die Transistoren. Zum Glück sind diese Spannungen entgegender Speisespannung gepolt, so daß man sie einfach über einenormale Diode kurzschließen kann. Eine Diode in diesem Zusammenhangnennt man übrigens auch Freilaufdiode. Die kleinen Widerständevor der Transistor-Basis dienen der Begrenzung des Basis-Stroms. Da ander Basis sowieso nur ein sehr hochohmiger Signalpegel anliegt, sind sieeigentlich überflüssig, aber man weiß ja nie.

Die Versorgungsspannung für die Relais kann man im ücbrigen aus dem PC-Netzteil entnehmen. Dazu schneidet man einfach die gelbe und eine schwaze Strippe eines Laufwerkskabels durch, und verbindet diese über Lüsterklemmen mit der Stromzufhrungzur Schaltung. In diesem Falle sollte man auf alle F„lle eine flinke 2A-Sicherung in Reiheschalten.

Generell ist diese Schaltung reichlich überdimensioniert, aberich gebe gerne 5 Pfennige mehr für ein Bauteil aus, wenn ich dadurcheinen Sicherheitsfaktor 10 hinzubekomme. Wenn jemand nicht so denkt, kanner aus der Schaltung bestimmt noch 2, 3 Mark rausoptimieren.

Teil 3 - Die Software

Die parallele Schnittstelle ist derart trivial zu bedienen, daßich sie jetzt nicht näher beschreiben werde. Ich habe jedoch ein kleinesSourcen-Beispiel-Paket zusammengestellt, aus dem die Funktionsweise derSchnitstelle schön hervorgeht: port.zip.

Auch steht eine Software für Linux zur Verfügung: lpswitch.tgz

Teil 4 - Das Deckenlicht

Bitte ganz nach oben gehen, den Hinweis durchlesen, ihn verstehen,und dann hierher zurückkehren. Eingriffe in die Hausinstallation solltennur von Fachleuten vorgenommen werden.

So, natürlich will man nicht nur Schreibtischlampen und Kaffeemaschinenansteuern, sondern auch das Deckenlicht. Dazu entfernt man am einfachstenan einem der Relais unserer Schaltung die Phasenzuführung, und schließtdas nun potentialfrei Relais parallel zum Lichtschaler an.

Teil 5 - Eine Beispiel-Implementation

Eine Beispiel-Umsetzung dieser Schaltung steht bei Carsten zuhause,Bilder können jetzt endlich hier besichtigt werden!