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Tür-Auf-Alarm mit Batteriebetrieb.
12.07.2018, 16:13
Beitrag #1
Tür-Auf-Alarm mit Batteriebetrieb.
Ich habe hier ein paar liebe Mitmenschen im Haus welche die Tür des Gefrierschrankes gerne mal mit einem eleganten Schwung hinter sich zuwerfen. So passiert es alle ein bis zwei Jahre mal dass die Tür dann doch nicht ganz zu ist und über Nacht einen Spalt offen steht. Angry Ärgerlich wegen der dann u.U. teilweise angetauten Waren.

Weil das kürzlich wieder mal passierte habe ich nun einen Alarm eingebaut weil der Gefrierschrank selbst keinen hatte, bzw. nur einen der ab >0°C alarmiert.

   

Code:
// http://shelvin.de/arduino-in-den-sleep_mode_pwr_down-schlaf-modus-setzen/
#include <avr/sleep.h>

int          summer       = 4;     // Summer an PB4 = Pin 3
bool         startAlarm   = 0;
bool         tuerAuf      = 0;
volatile int sleepcounter = 0;     // Schlafzyklen mitzählen

void startTon() {
  for (int i = 0; i < 254; i++) {
    analogWrite(summer, i);
    delay(3);
  }
  analogWrite(summer, 0);
  startAlarm = 1;
}

void tuerAufAlarm() {
  digitalWrite(summer, HIGH); delay(100);  // Summer 100ms an
  digitalWrite(summer, LOW);  delay(100);  // Summer 100ms aus
  digitalWrite(summer, HIGH); delay(100);
  digitalWrite(summer, LOW);  delay(100);
  digitalWrite(summer, HIGH); delay(100);
  digitalWrite(summer, LOW);  delay(100);
  digitalWrite(summer, HIGH); delay(100);
  digitalWrite(summer, LOW);  delay(100);
  tuerAuf = 1;
}

void pwrDown(int sekunden) {
  set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);   // den tiefsten Schlaf auswählen (PWR_DOWN)
  for (int i = 0; i < sekunden; i++) {
    sleep_enable();                      // sleep mode einschalten
    sleep_mode();                        // in den sleep mode gehen
    sleep_disable();                     // sleep mode ausschalten nach dem Erwachen
  }
}

void watchdogOn() {
  MCUSR = MCUSR & B11110111;  // Reset flag ausschalten, WDRF bit3 vom MCUSR.
  WDTCR = WDTCR | B00011000;  // Bit 3+4 um danach den Prescaler setzen zu können
  WDTCR = B00000110;          // Watchdog Prescaler auf 128k setzen > ergibt ca. 1 Sekunde
  WDTCR = WDTCR | B01000000;  // Watchdog Interrupt einschalten
  MCUSR = MCUSR & B11110111;
}

ISR(WDT_vect) {
  sleepcounter ++;              // Schlafzyklen mitzählen
}

void setup() {
  pinMode(summer, OUTPUT);      // sets the digital pin as output
  delay(500);
  startAlarm   = 0;
  tuerAuf = 0;
  watchdogOn();                 // Watchdog timer einschalten.
  ADCSRA = ADCSRA & B01111111;  // ADC abschalten, ADEN bit7 zu 0
  ACSR = B10000000;             // Analogen Comparator abschalten, ACD bit7 zu 1
  DIDR0 = DIDR0 | B00111111;    // Digitale Eingangspuffer ausschalten, analoge Eingangs Pins 0-5 auf 1
}

void loop() {
  if (!startAlarm) startTon();
  if (!tuerAuf) pwrDown(120);   // warte/schlafe  2 Minuten
  if (tuerAuf)  pwrDown(15);    // warte/schlafe 15 Sekunden
  tuerAufAlarm();
}

Das Ganze läuft mit Batteriebetrieb. In meinem Fall sind es vier handelsübliche AA Batterien (6V) die vermutlich mehrere Jahre halten werden.
Als Sensor am Gefrierschrank dient ein Reedkontakt mit einem Öffner. (andere sind möglich)
Betätigt wird der Kontakt durch einen Magneten an der Tür. (andere sind möglich)
Solange die Tür richtig verschlossen ist, ist der Reed Kontakt offen und die gesamte Schaltung stromlos. (Null Stromverbrauch !!)
Wenn man die Tür öffnet gibt es einen kurzen Hinweiston der nur dazu dient den Batteriezustand zu überwachen. Bleibt der Hinweiston beim öffnen der Tür aus, sind die Batterien leer.
Ist die Tür nach zwei Minuten (einstellbar) nicht wieder richtig verschlossen beginnt ein Alarmton der sich alle 15 Sekunden (einstellbar) wiederholt.
Als kleines Gimmick legt sich der ATtiny85 in der Wartezeit zwischen den Alarmtönen in den Tiefschlafmodus.
Im Tiefschlaf beträgt die Stromaufnahme der Schaltung ca. 82µA wovon sich der Spannungsregler (LP2950ACZ-3.3) selbst laut Datenblatt ca. 75µA genehmigt.

Der Einsatzbereich der Schaltung ist natürlich nicht nur auf Gefrierschränke begrenzt. Man könnte damit natürlich auch x-beliebige Türen oder Fenster überwachen.

Wenn die Lautstärke des Piezosummers nicht ausreicht muss man mit der Versorgungsspannung höher gehen. Denkbar wäre auch eine 12V Batterie wie sie in vielen Funkfernbedienungen von schaltbaren Steckdosen verwendet wird. Mit einer solchen Batterie habe ich aber nicht getestet.

Für den Schlafmodus habe ich mich nach der Anleitung auf dieser Seite gerichtet.

Gruß Arne
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13.07.2018, 21:50
Beitrag #2
RE: Tür-Auf-Alarm mit Batteriebetrieb.
Klingt sehr gut. Gefällt mir.

Hast du beim Reedswitch einen Wechsler oder einen Öffner genommen?

Öffner findet man ja sogut wie garnicht. Habe jedenfalls noch keine gefunden.

Als Spannungsregler kannst du einen HT7333 nehmen, den gibt es als TO-92 und SOT-89.

Dieser hat einen Quiescentcurrent von nur 4µA.

Deine 75µA finde ich schon happig.

In meinen Lowpower-Projekten wird nur noch der HT7333 eingesetzt.

Den gibt es noch als HT7833, der liefert dann statt 250mA, 500mA.

Hast du ein Bild vom aufbau?

Die Idee mit der 12V Batterie wäre ja interessant, weil diese natürlich deutlich kleiner als die 4 AA Batterien, damit kann man das ganze ja fast Münz-groß gestalten.

Oder 2 3V CR2032 Zellen in Reihe sind auch 6V, und Knopfzellengröße.
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13.07.2018, 23:02
Beitrag #3
RE: Tür-Auf-Alarm mit Batteriebetrieb.
Es ist ein Reedswitch mit Wechsler (oben verlinkt), nur Öffner hatte ich auch nicht gefunden.
Wegen der 75µA für den Spannungsregler mache ich mir keine Sorgen, die fließen ja nur wenn die Tür offen ist. Ansonsten ist die Stromaufnahme 0,0 weil der Kontakt bei geschlossener Tür offen ist. Ist die tür offen fließen auch Peakströme von 25mA durch den Summer.
Den LP2950ACZ-3.3 hatte ich noch in der Bastelkiste.

Den HT7333 könnte ich mir mal ins Lager legen falls es mal eine Anwendung mit Batterie gibt die dauernd Spannung braucht.

Ein Bild vom Aufbau habe ich nicht, es ist einfach eine Lochrasterplatine mit ca. 4x6cm. Ein Abfallstück das ich noch hier liegen hatte. Auf Batteriehalter und Platine habe ich kleine Neodym Magnete geklebt und beides damit an eine Seitenwand des Gefrierschranks gehängt.

4x AA Batterien sind wirklich recht groß und überdimensioniert, aber dafür hatte ich noch einen Batteriehalter greifbar. 4x AAA würden auch locker reichen, oder halt 2x CR2032. Es sollten nur mindestens 6V sein sonst hört man den Summer kaum.

Aber wie gesagt, bei der Batterie hat man fast freie Auswahl weil die Schaltung bei ordentlich geschlossener Tür keinen Strom verbraucht. Auch ein 9V Block würde gehen.

Gruß Arne
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15.07.2018, 09:26
Beitrag #4
RE: Tür-Auf-Alarm mit Batteriebetrieb.
Hab ja gelesen, dass nur Strom fließt wenn die Tür offen ist, aber dann hast du in der Zeit zwischen dem piepen ja einen 15-fach geringeren Strom als mit dem jetzigen Regler.

Gut, aber wie oft macht man einen Gefrierschrank schon auf, bzw die Batterien halten ja quasi ewig.
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