Altbausanierung – Was tun, wenn es an Kabeln fehlt?
Das Problem
Hier bräuchte ich noch zwei Taster für meine Heimautomatisierung... Hm, 2 Adern wären da noch von der Telefonleitung übrig. Und da gäbe es noch eine Koaxleitung, die mißbraucht werden könnte. Die Stromstoßschalter sollen eigentlich anders verschaltet werden, weil ich das sowieso alles über Fhem oder openHAB laufen lassen will...
Die Aufgabenstellung
Nicht selten steht man beim Altbau vor dem Problem, daß mehr digitale Signale (z.B. von Schaltern und Tastern) übertragen werden sollen, als Kupferleitungen zur Verfügung stehen. Oft wird in solchen Situationen dann auf Funklösungen zurückgegriffen, weil das Wändeaufstemmen nunmal mit viel Arbeit verbunden ist. Das muß aber nicht sein. Nachfolgend möchte ich eine Anregung geben, wie diesem Dilemma auf analogem Weg begegnet werden kann. Das Beispiel erlaubt die Übertragung von bis zu 8 Signalen auf nur 2 Leitungen.
Die Lösung
Per Widerstandskette lassen sich leicht analoge Signale erzeugen, welche auf nur 2 Leitungen übertragen werden können. Als idealer Ausgangspunkt erweiterbar erweisen sich Stromstoßschaltungen, bei denen der Steuerkreis entsprechen auf Kleinspannung umgestellt und erweitert wird. Aber auch einfache Schalter an „Klingeldrähten“ lassen sich um weitere Schalter erweitern.
Das folgende Bild zeigt eine Erweiterung einer 2-adrigen Leitung zum gleichzeitigen Betrieb von 3 Schaltern oder Tastern.
Der Vorteil der analogen Datenerfassung
Die analoge Messung bietet gegenüber der sonst üblichen Messung an Digitaleingängen erhebliche Vorteile, die nachfolgend erörtert werden sollen.
- Es müssen keine weiteren Kabel verlegt werden (das Aufhacken von Wänden entfällt).
- „Kabelaltbestände“ (Klingeldrähte, nicht verwendete Koaxleitungen, Telefonkabel, Netzwerkkabel und stillgelegte Netzleitungen) können weiterverwendet werden.
- Das Signal kann vor einer weiteren Verarbeitung „eingemessen“ werden. D.h. Man mißt das Signal eines jeden Schalters und definiert sich ein entsprechendes Schaltfenster um den gelieferten Analogwert-Wert. Auf diese Weise erlaubt sich die Festlegung eigener Schalthysteresen und man ist nicht von den oft nicht einstellbaren Triggerschwellen digitaler Eingänge abhängig. Zudem spielen Leitungsverluste bei langen Leitungen kaum noch eine Rolle.
- Störungen können direkt gemessen werden. Jede Leitung unterliegt Störungen, die induktiv oder kapazitiv einkoppeln. Mittels einer Testabtastung (siehe dazu den Befehl Get_AI_Channel_Raw() der Hubo C++ Library) besitzen man eine Oszilloskopfunktion, die auf einfachem Weg zeigt, ob und falls ja, wie hoch die Störungen auf der Signalleitung ausfallen. Sollten analogen Eingangsfilter vor einem AD-Wandler (einfache RC-Tiefpassfilter) diese Störungen nicht ohnehin schon filtern, kann notfalls softwaremäßig nachgeholfen werden.
Fazit
Die Idee ist eigentlich eine uralte. Schon mein Videorekorder aus dem Jahr 1995 benutzte zur Übertragung der Tastendrücke die Technik der Widerstandskette, um die Anzahl der Leitungen vom Frontpanel zum Mainboard zu minimieren. Dennoch wird häufig übersehen, daß Analogtechnik auch Ihre Vorteile besitzt und sich einige Probleme damit wesentlich eleganter und robuster lösen lassen. Digitaltechnik ist eine feine Sache – solange man nicht vergißt, daß „digital“ auch nur eine Ausprägung von „analog“ ist...
Ausblick
Ich habe >>> hier <<< noch weitere Beispielwerte für Widerstandsbemessungen bei 12V sowie einen Spannungsteiler-Rechner für die Widerstandskette hinterlegt. Wer will kann damit seine eigene Dimensionierung finden.
schnasseldag