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Treppenhausautomat

Die Funktion eines Treppenhausautomaten ist allgemein bekannt. Man betritt ein Treppenhaus, meistens handelt es sich dabei um ein mehrstöckiges Gebäude, betätigt einen Licht-Taster und schaltet auf diesem Wege die Treppenhaus-Beleuchtung ein. Trotz dass man den Taster gleich losgelassen hat, bleibt die Beleuchtung weiterhin an, bis man seine Wohnung erreicht hat. Erst zu späterem Zeitpunkt geht das Licht automatisch aus.
Die Aufgabe eines Treppenhausautomaten besteht also darin, bei Bedarf für Flurbeleuchtung zu sorgen und diese, um Energie zu sparen, wieder automatisch abzuschalten.
Eine mögliche Lösung dieser Aufgabe wäre zum Beispiel unter Verwendung des Timerbausteins NE555 möglich. Die Schaltung kann man der Einfachheit wegen als eine 3teilige-Komposition ansehen.
Das erste Segment der Schaltung bilden die Taster, mit denen das Licht eingeschaltet werden soll.

Treppenhausautomat Teil1

Die Taster, in einer beliebigen Anzahl, werden parallel verschaltet und an die Klemmen X1 und X2 angeschlossen. Der große Vorteil dieser Lösung ist, dass an den Tastern, also in unmittelbarer Nähe zum Benutzer, keine gefährliche 230V Spannung anliegt, sondern völlig ungefährliche 12V.
Ein geschlossener Taster führt die Spannung über die Klemme X2 und den Vorwiderstand R3 zu dem Optokoppler IC2, der dann unsere eigentliche Schaltung aktiviert. Alternativ zu einem Optokoppler könnte die Einschaltung mit einem Signalrelais realisiert werden, oder direkt mit einem der Taster S1 .. S4. Mit einem Zwischenglied, wie in diesem Fall IC2, kann man die eigentliche Steuerelektronik von den externen Geräten trennen.
Ein weiteres Segment bildet die Lastseite. An den Klemmen X3 und X4 wird unsere Beleuchtung angeschlossen. Sie kann aus einer oder mehreren Leuchten bestehen, die dann ebenfalls parallel zu verschalten wären. Die Lampen werden hier mit dem Relais K1 eingeschaltet. Das Relais kann bei einer Spannung von 230 VAC eine Last bis zu 8A schalten. Die Spule des Relais ist für 12VDC ausgelegt. Um den unerwünschten Induktionsspannungen vorzubeugen, wurde parallel zu der Spule die Freilaufdiode D2 angeschlossen.

Treppenhausautomat Teil2

Das letzte Segment der Schaltung beinhaltet die Verschaltung des Timers NE555 (IC1). Er bildet den Kern der Steuerelektronik.

Treppenhausautomat Teil3

Sobald der Eingang des Timers (Pin2) gegen Masse gezogen wird, kippt die interne Kippstufe und schaltet den Ausgang OUT (Pin3) ein. Nachdem der Eingang wieder frei wird (High über R1) läuft die eingestellte Zeit ab und der Ausgang wird anschließend abgeschaltet.
Wird während die Ablaufzeit bereits läuft, erneut ein Taster betätigt, wird die Zeit resetet und beginnt, nachdem der Taster wieder losgelassen wurde, von Anfang an zu laufen.
Für die Nachlaufzeit sind der Kondensator C2 und der Widerstand R2 zuständig. Die Zeit wird nach der Formel

t = R * C * 1,1

berechnet. Bei meiner Dimensionierung (C=100µ, R=1.8M) ergibt sich dabei eine Verzögerungszeit von ca. 3,3 Min. Die komplette Schaltung sieht dann wie folgt aus:

Treppenhausautomat

Um die Schaltung im Video vorzuzeigen, habe ich den Widerstand R2 mit einem kleinen im Wert von 15k ersetzt. Damit ergibt sich eine Verzögerung von ca. 1,6 sek. Statt einer 230V Leuchte habe ich eine Leuchtdiode mit Vorwiderstand verwendet.

Treppenhausautomat


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