Türglocken sehen altmodisch aus, machen immer das gleiche eintönige Klingelgeräusch und/oder müssen meist verdrahtet werden... Kurzum: Türglocken sind langweilige Massenprodukte.
Hier wird eine Alternative mit folgenden Features vorgestellt:
- Hinstellen, Stecker in die Steckdose, funktioniert.
- Stylischer Funktaster ohne aufwendiges Verdrahten
- Zusätzliche Option auf verdrahteten Taster
- Zwei individuell aufnehmbare Klingeltöne (maximal 6 und 10 Sekunden Spieldauer)
- Aufnahme über integriertes Mikrofon
- Unauffälliges „Gehäuse“
- Einstellbare Lautstärke
- Mute-Funktion
- Warnanzeige bei niedriger Batteriespannung
Der Funktaster...
...besteht aus einer Mausefalle für 0,99 Cent, einem Mikrotaster, einem Knopfzellenhalter und einem Funkmodul für den 802.15.4-Standard (zigbee-konformes Übertragungsprotokoll).
Als kleiner Gag sollte die Falle gespannt aussehen. Damit sich niemand wirklich verletzt, wird das Metallgestänge entfernt, die Feder durch drehen gegen den Uhrzeigersinn entspannt und das Gestänge wieder aufgesetzt. Durch kleine Lötpunkte an der Unterseite kann der Schlagbügel und die Haltestange in einer gespannt aussehenden Position fixiert werden (Bilder siehe weiter unten).
Auf dem Funkmodul befindet sich ein MSP430-Mikrocontroller von Texas Instruments, der sich für low-power-Anwendungen hervorragend eignet. Seine maximale Betriebsspannung liegt im Bereich zwischen 1,8 und 3,6 Volt - optimal für den Betrieb aus einer 3V-Knopfzelle. Die meiste Zeit befindet sich der Controller im Ruhezustand (ca. 12 Mikroampere Stromaufnahme) und wird nur durch den Tasterinterrupt bei Betätigung des Klingeltasters kurz aufgeweckt. Zusätzlich läuft ein Timer, der den Controller 3x am Tag aufweckt, die Batteriespannung prüft und bei zu niedriger Spannung ein Warn-Telegramm wegfunkt. An der Frontplatte leuchtet daraufhin eine rote LED.
Die Knopfzelle hat eine Kapazität von 210 mAh. Bei einer Stromaufnahme von ca. 12 uA reicht die Batterie für 17500 Stunden bzw. 2 Jahre.
Am Knopfzellenhalter werden die Abstandsnippel und die Kontakte für den Printanschluss abgeschnitten und flachgeschliffen um die Bauhöhe zu verringern. Batteriehalter und Mikrotaster werden mit Zweikomponentenkleber auf die Rückseite der Mausefalle aufgeklebt. Siehe nachfolgende Abbildungen.
Auf die Holzoberfläche wird zum Schutz gegen Feuchtigkeit eine dickere Kunststofffolie aufgeklebt. Auf diese Folie wird die Platine der Funkplattform mit einem Klebepunkt fixiert. Die Holzstäbchen am Rand dienen als Abstandshalter.
Weiterhin wird eine Nut eingefeilt, in die ein Stück Draht eingeklebt wird. Dieses Drahtstückchen fungiert als Antenne. Die Länge ergibt sich aus der Funkfrequenz. Die Mittenfrequenz liegt bei 2,4 GHz. Die Drahtlänge muss ein viertel der Wellenlänge (oder ungeradzahlige Vielfache davon) betragen. 3/4*Lambda von 2,4 GHz = 9,5 cm.
Die Hauptplatine...
...kommt mit einer handvoll Bauteilen auf einer Lochrasterplatine aus: Herzstück ist wohl ein etwa 10 Jahre alter Sprachspeicher-IC ISD1016. Dieser Voicerecorder kann 16 Sekunden Ton aufnehmen. Die Aufnahme kann über ein angeschlossenes Mikrofon oder direkt über einen entsprechend gekoppelten Eingang erfolgen. Das Mikrofon ist in diesem Fall wohl praktischer. Der Speicherbereich der aufgenommen Toninformationen ist adressierbar. Für diese Anwendung wird er in 2 Bereiche unterteilt, sodass ein Bereich für 6 Sekunden und einer für 10 Sekunden Aufnahme/Wiedergabe zur Verfügung steht.
Der IC ist schon längst obsolet und wurde durch Typen mit längerer Aufnahmedauer und besserer Wiedergabequalität ersetzt. Außerdem gibts die Firma entweder nicht mehr oder wurde umbenannt bzw. verkauft.
Als Audioverstärker wird ein TDA2822 eingesetzt. Der wurde vor langer Zeit mal aus irgendeinem Gerät ausgeschlachtet und wartet seit dem auf seinen Einsatz. Der TDA2822 macht bei 8 Ohm Last und einer Betriebsspannung von 6 V fast 0,5 Watt am Lautsprecher!
Das Ein- und Ausschalten der Audio-Endstufe sowie die Bedienung des Sprach-ICs (Umschalten des Speicherbereiches, Aufnahme, Playback, etc.) übernimmt der Mikrocontroller auf der Funkplatine. Diese wird im rechten Teil der Hauptplatine aufgesteckt.
Die Stromversorgung erfolgt über ein Steckernetzteil (irgendwas im Bereich von 4,5 - 6,5 V stabilisiert. Der ISD1016 packt nicht mehr als 6,5 V!). Die Spannung vom Steckernetzteil wird für den Mikrocontroller über einen LDO-Spannungsregler auf 3,3 V geregelt. Mir dient ein Ladegerät für ein nicht mehr vorhandenes Siemens-Handy als Netzteil. Daten: 5 V, 620 mA.
Mikrofon, Grundplatine und Lautsprecher werden in zwei ausgedienten Sportschuhen untergebracht, die per Zweikomponentenkleber seitlich miteinander verklebt werden. Die Schuhe werden „notfalls“ oder „bei Bedarf“ in der Waschmaschine noch ein letztes Mal einer Wellnessbehandlung unterzogen.
Die Frontplatte...
...besteht bei meiner Version aus einer FR4-Platine, von der die Kupferkaschierung heruntergeätzt wurde. Die Beschriftung wird auf Pergamentpapier gedruckt und mit Prittstift :-) aufgeklebt. Mal schauen, was die Luftfeuchtigkeit und die natürliche Alterung dem Prittkleber so antut. Eventuell gibt‘s hier später noch Handlungsbedarf.
So, anzeichnen, bohren und feilen, bis es in etwa so aussieht:
Das Layout wird am Computer erstellt und ausgedruckt. Pergamentpapier gibt‘s im besser sortierten Schreibwarenladen und lässt das Licht der LEDs durchscheinen. Der Ausdruck auf den A4-Bogen wird folgendermaßen auf die Grundplatte übertragen: Gebohrte Grundplatte mit Spiritus entfetten, Rückseite des Pergamentbogens im Klebebereich vollflächig mit dem Prittstift einpinseln. Vorsicht: Das Papier möchte sich dann gerne rollen! Nun die Grundplatte auflegen und in Position bringen. Zum Korrigieren der Position bleibt nur wenig Zeit und das Papier reißt leicht. Wellen glattstreichen und sofort mit schweren und planen Gegenständen (z. B. viele Bücher) beschweren und trocknen lassen. Mit einem scharfem Skalpell oder Teppichmesser lassen sie dich überstehenden Teile abschneiden und die Bohrungen für Taster, Schalter und Poti freischneiden. Die Aussparung für die LEDs bitte nicht befreien ;-)
Das Tolle: Hat‘s nicht geklappt, kann das Papier mit Wasser abgewaschen und alles wiederholt werden.
Nun können die Bedienelemente eingesetzt und ggf. verklebt werden. Die Frontplatte kann noch an die Zunge des Schuhs geklebt werden, durch Hochklappen kommt man dann wieder an die Kabel und die Platine.
Fertig!
10. April 2010
