Macht mehr aus FS20 – FS20-USB-Infrarot-Programmer FS20 IRP Teil 1/2
Aus ELVjournal
02/2007
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Technische Daten
| Spannungsversorgung | 5 V, über USB-Schnittstelle |
| Mittlere Stromaufnahme | 30 mA |
| Reichweite | max. 30 cm |
| Abm. (B x H x T) | 50 x 15 x 39 mm |
Der
neue FS20 IRP vereinfacht die Programmierung und Handhabung eines
FS20-Systems durch eine komfortable Konfiguration von entsprechenden,
mit einer Fotodiode nachrüstbaren FS20-Sendern über eine PC-Software.
Dadurch entfällt die aufwändige Programmierung über verschiedene
Tastenkombinationen, jede Taste ist nach eigenen Vorstellungen
programmierbar. Zusätzlich ist sogar die Programmierung von Makros mit
max. 3 Aktionen möglich. Die vorgenommenen Einstellungen können für eine
spätere Verwendung, z. B. zur Übertragung auf andere FS20-Sender, in
einer Datei gespeichert werden.FS20 mit neuen Möglichkeiten
Dass
in elektronischen Geräten, die von Mikroprozessoren gesteuert werden,
oft noch gewisse Reserven brachliegen, ist ja an sich nichts Neues.
Jeder, der sich etwas eingehender mit Computer-Betriebssystemen befasst,
wird den Begriff „undokumentierte Funktion“ kennen. Manchmal nutzen
Programmierer dies zu Späßen, wie es die berühmte Meldung früherer
Apple-Rechner war, die auf eine undokumentierte Tastenkombination hin
erschien und vermeldete, dass der Leser doch die Programmierer aus ihrem
Gefängnis in Cupertino befreien möge, in das sie von den Apple-Bossen
eingesperrt seien. Ein üblicher Programmierer-Scherz!
Vielfach werden von Programmierern aber auch Funktionen und Routinen für
die Realisierung späterer Erweiterungen und Ideen oder aber für
bestimmte Fehlersuch- und Service-Aufgaben implementiert. Gewiefte
Systemkenner können diese Funktionen mitunter „dechiffrieren“ und
nutzen, das Internet und Computerzeitschriften sind voll von solchen
Anleitungen.
Auch das FS20-System ist bei seiner Entwicklung, die bereits in den 90er
Jahren des vorigen Jahrhunderts begann, von der Programmierung her mit
Features versehen worden, die jedoch aus verschiedenen Gründen nicht bei
allen Sendern und im vollen Umfang zum Tragen kamen. Da spielen
Kostengründe genauso eine Rolle wie die Verfügbarkeit einfach
handhabbarer und preiswerter Schnittstellen für die Anbindung an den PC,
das Fehlen stromsparender und stabiler Homeserver-Lösungen usw. So war
damals z. B. USB als einfach handhabbare und kompakte PC-Schnittstelle
schlicht nicht verfügbar bzw. noch sehr teuer.
Trotzdem wurden sowohl auf der Sender- wie der Empfängerseite vieler
FS20-Komponenten vorausschauende Features implementiert, die ihrer
späteren Nutzung harrten. Während der Entwicklung entstand z. B. die
Idee, die Programmierung über ein zusätzliches Programmiergerät zu
erledigen. Hätte man allerdings (das gilt bis heute) jede
Handfernbedienung mit einem USB-Port ausgestattet, wäre der wohl teurer
geworden als der Rest des Gerätes. So hat der Programmierer also
vorausschauend neben „ein wenig“ Speicherraum auch eine auf das
FS20-Übertragungsprotokoll zugeschnittene Infrarot-Empfangsroutine
implementiert, die die Nachrüstung vorhandener Geräte mit einer
einfachen IR-Schnittstelle ermöglicht.
|
| Bild 1: Der FS20 IRP bildet das Bindeglied zwischen PC-Software und IR-nachgerüstetem FS20-Sender. |
Welche
Sender des FS20-Programms dies betrifft, zeigt Tabelle 1. Die als „neu“
gekennzeichneten FS20-Sender sind demnächst erhältlich, der mit „alt“
gekennzeichnete FS20 PIRI wird dagegen nicht mehr verkauft, ist aber in
großen Stückzahlen verkauft worden und nachrüstbar. Was kann der FS20 IRP?
FS20-Besitzer
wissen es, die Programmierung der Sender und mancher Empfänger ist,
insbesondere bei den Sendern mit komplexen Funktionen, relativ
aufwändig. Man hat eben nur einige Tasten und als Kontrolle eine
Leuchtdiode zur Verfügung. Insbesondere bei der Adressierung, aber auch
bei der Programmierung der komplexeren Funktionen wie Einschaltzeiten,
Filterzeiten, Schaltschwellen usw. kann man schnell durcheinander
kommen. Schnell ist auch einmal ein Tastenfeld verkehrt herum bedient,
weil man Beschriftung und Gerätelage übersehen hat, usw., usw. Probleme
kann es z. B. auch geben, wenn man Sendegeräte nutzt, die mit doppelter
Kanalzahl betreibbar sind – wie schnell hat man das bei der
Programmierung nicht bedacht und „verrennt“ sich. Wehe, wenn man dann
versehentlich einen (nach Murphy natürlich nicht dokumentierten)
Hauscode überschrieben hat! Dann bleibt es mitunter nicht aus, hinter
Verkleidungen eingebaute Empfänger „herauszuoperieren“, um sie neu
programmieren zu können.
Natürlich kann man eine Reihe dieser Probleme umgehen, indem man eine
der ELV-Hauszentralen einsetzt. Diese speichern natürlich alle Daten,
und die Programmierung ist übersichtlich. Zusätzlich ergeben sich hier
über Makros zahlreiche Verknüpfungsmöglichkeiten der Sender und
Empfänger. Dennoch – die Sender muss man nach wie vor per Hand
programmieren. Und nicht jeder will die Steuerung seiner FS20-Anlage dem
PC anvertrauen.
Und genau hier setzt der FS20 IRP an! Er macht, zusammen mit der
zugehörigen PC-Software, die Programmierung der Sender übersichtlich
und sehr einfach dokumentierbar. Die vorgenommenen Einstellungen können
in einer Datei gespeichert werden, wodurch neue Komponenten ohne großen
Aufwand mit bestehenden Konfigurationsdateien programmierbar sind. Eine
Editierung der gespeicherten Einstellungen ist ebenfalls möglich, um
einen FS20-Sender z. B. auf neue Anforderungen anzupassen.
Und natürlich war den Entwicklern und Programmierern allein dies zu
wenig – sie haben eine komfortable Makrofunktion eingebaut, mit der
einer Taste bzw. Funktion des Senders gleich mehrere Sendebefehle
zuweisbar sind. Das bedeutet, dass bei einem kurzen Tastendruck bis zu
drei Befehle mit unterschiedlichen Zieladressen gesendet werden und
damit komplexe Aktionen ausgelöst werden können. Wie gewohnt kann ein
langer Tastendruck eine weitere Aktion auslösen.
So kann etwa auf einen kurzen Tastendruck hin eine bestimmte
Raumhelligkeit eingestellt, die Lüftung für eine programmierbare Zeit
eingeschaltet und eine weitere Beleuchtung voll eingeschaltet werden.
Ein langer Druck auf dieselbe Taste kann über eine der Masterfunktionen
des FS20-Adresssystems alles zusammen abschalten bzw. in einem
einstellbaren Zeitraum herunterdimmen.
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| Bild
2: Einige bereits umgerüstete Sender des FS20-Systems. Oben im Bild
sieht man die recht einfach ausführbare Bestückung der IR-LED auf der
Platine eines Handsenders. |
Das PC-Programm
Wie
bereits erwähnt, erfolgt die Bedienung des FS20 IRP komplett über die
mitgelieferte PC-Software. Die Verbindung zwischen PC und Gerät erfolgt,
wie auch die Spannungsversorgung, via USB.Programmstart
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| Bild 3: Das Programmfenster des Konfigurationsprogramms |
Programmfenster
Das
Programmfenster wird dominiert durch die Eingabe- und Auswahlfelder im
unteren Teil, über die die einzelnen Tasten konfigurierbar sind.
Beim Öffnen des Programms werden automatisch eine neue
Standard-Tastenbelegung und ein neuer Hauscode erzeugt. Die Adressen
werden dabei, wie in Tabelle 2 dargestellt, gewählt. Das heißt, jedes
Tastenpaar ist einem Kanal zugeordnet. Die Befehle der Tasten sind so
konfiguriert, dass mit der linken Taste eines Tastenpaares ein Aktor
ausgeschaltet oder heruntergedimmt wird.Mit
der rechten Taste wird ein Aktor eingeschaltet bzw. hochgedimmt. Durch
Betätigen des Buttons „doppelte Kanalanzahl“ im Feld „Erzeugen“ werden
die Adressen so verändert, dass jede Taste einem Kanal zugeordnet ist
(Tabelle 3), dazu kommen wir noch detaillierter.
Die so erzeugten Standardbelegungen entsprechen allerdings nicht der
standardmäßigen Tastenbelegung eines FS20-Handsenders. Dabei gibt es
allerdings nur einen Unterschied bei den erzeugten Adressen, die Befehle
sind identisch. Um nun eine Standardbelegung für FS20-Handsender
zu erzeugen, muss vorher die Checkbox „Standardbelegung Handsender“
ausgewählt und dann der Button „normale Kanalanzahl“ bzw. „doppelte
Kanalanzahl“ betätigt werden. Durch Auswählen der Checkbox
„Standardbelegung“ wird wieder auf die Standardbelegung des
IRP-Programms umgeschaltet.
Natürlich bleibt es jedem unbenommen, die Zuordnung nach eigenen
Vorstellungen zu ändern.
Über das Eingabefeld „Hauscode“ wird der für die gesamte Fernbedienung
geltende Hauscode eingegeben, sofern der vom Programm generierte
Hauscode nicht übernommen werden soll.
Hinweis: Bei den bereits erhältlichen FS20-Sendern (siehe Tabelle
1) wird der Hauscode erst nach einem Hardware-Reset übernommen. Dies
bedeutet, dass nach der Programmierung die Spannungsversorgung des
Senders unterbrochen werden muss (Batterien herausnehmen oder Netzteil
abtrennen). Um einen sicheren Reset auszulösen, sollte nun eine Taste
betätigt werden, um vorhandene Elkos zu entladen. Danach kann die
Spannungsversorgung wieder hergestellt werden.
Das große Textfeld „Hinweise“ dient als Informationsfeld, hier werden in
Abhängigkeit von aktuell vorgenommenen Einstellungen Hinweistexte zu
den ausgewählten Befehlen dargestellt.
Mit dem Button „Speichern“ kann man die vorgenommenen Einstellungen in
einer eigenen Datei abspeichern.
Über den Button „Laden“ ist es möglich, bereits abgespeicherte
Tastenbelegungen wieder ins Programm zu laden.
Zu den weiteren Funktionen kommen wir im Folgenden detailliert. Tastenauswahl
Um
eine Unterstützung der Handfernbedienung FS20 S20 zu ermöglichen,
mussten die Eingabe- und Auswahlfelder für die Tasten auf drei „Seiten“
verteilt werden. Mit den Checkboxen im Feld „Tastenauswahl“ kann
zwischen diesen „Seiten“ gewechselt werden. Standardmäßig sind nach dem
Start der Software die Tasten 1 bis 8 ausgewählt. Auf der zweiten Seite
befinden sich die Tasten 9 bis 16 und auf der letzten Seite die Tasten
17 bis 20.
Hinweis: Die Software unterscheidet nicht zwischen unterschiedlichen
FS20-Sendern, da Sender mit weniger als 20 Tasten die überzähligen
Einstellungen ignorieren. Beispielsweise müssen für einen FS20-S8-Sender
daher nur die ersten 8 Tasten konfiguriert werden, da alle weiteren
Tasten vom Sender nicht beachtet werden. Dies betrifft in analoger Weise
auch die
4- , 2- und 1-Kanal-Sender.Anzahl Kanäle
Wie
FS20-Besitzern bekannt, sind viele FS20-Sender für normale oder
doppelte Kanalzahl konfigurierbar. Diese Funktion wird auch von der
PC-Software unterstützt. Die Buttons „normale Kanalzahl“ und „doppelte
Kanalzahl“ erzeugen eine Standardbelegung für einen FS20-S20-Sender mit
normaler bzw. doppelter Kanalzahl, wie bereits diskutiert, je nach
Wunsch mit der Handsender-Adressbelegung oder der vom IRP-Programm
vergebenen Adressbelegung.
Bei freier Programmierung der Tasten ist die Unterteilung
„einfache/doppelte Kanalzahl“ allerdings nicht mehr möglich, da hier
jeder Taste individuelle Befehle und Adressen zugewiesen werden können.Konfiguration der Tasten
Die
Konfiguration der Tasten erfolgt über die bereits erwähnten Eingabe-
und Auswahlfelder. Sie sind jeweils in 4 Zeilen pro Taster aufgeteilt.
Jede Zeile besteht aus einem Adress-, Befehls-, Faktor-, Basis- und
Zeitfeld.
Mit den ersten drei Zeilen werden die Adressen und die zugehörigen
Befehle eingestellt, die später bei einem kurzen Tastendruck der
Fernbedienung nacheinander ausgesendet werden.
In der vierten Zeile werden die Adresse und der Befehl für den langen
Tastendruck eingestellt.
Eine Übersicht der Befehle und deren Bedeutung sind in Tabelle 4
dargestellt. Einigen Befehlen können noch Einschalt- oder
Ausschaltzeiten zugeordnet werden. Diese Zeiten werden in Form eines
Faktors und einer Basiszeit eingestellt und berechnen sich wie folgt:
|
| Bild 4: Beispielkonfiguration für einen Sendekanal bzw. eine Taste |
Übertragen der Einstellungen
Um
einen FS20-Sender mit den vorgenommenen Einstellungen zu programmieren,
ist dieser in seinen Programmiermodus zu versetzen. Dazu werden die
Tasten 2 und 4 für 5 Sekunden gedrückt, die LED des FS20-Senders
leuchtet nun dauerhaft. Falls keine Daten empfangen werden, wird der
Programmiermodus nach ca. 1 Minute verlassen. Jetzt ist der FS20-Sender
so vor dem FS20 IRP zu positionieren, dass
Sende- und Empfangsdiode direkten „Sichtkontakt“ haben. Die maximale
Reichweite des FS20 IRP liegt bei etwa 30 cm, für eine sichere
Übertragung sollte sich der FS20-Sender allerdings möglichst nahe am
FS20 IRP befinden.
Mit Betätigung des Buttons „FS20-Sender programmieren“ im
Programmfenster werden die aktuellen Einstellungen an den FS20 IRP
gesendet und von dort weiter an den FS20-Sender. Während der Übertragung
leuchtet die Status-LED des FS20 IRP auf. Sobald die Übertragung
erfolgreich abgeschlossen ist, erlöscht die LED des FS20 IRP wie auch
die LED des FS20-Senders. Sollte die LED allerdings kurz blinken und
danach verlöschen, wurde ein Übertragungsfehler festgestellt und der
Programmiermodus verlassen. Falls nicht alle erwarteten Daten empfangen
und kein Übertragungsfehler festgestellt wurde, verbleibt der
FS20-Sender noch ca. 1 Minute im Programmiermodus und wartet auf weitere
Daten. In beiden Fällen kann nach der Beendigung des Programmiermodus
die Programmierung wiederholt werden.
Hinweis: Der FS20 S4U besitzt keine Status-LED, wodurch keine
Signalisierung, wie oben beschrieben, bei der Programmierung erfolgt.
Hier ist darauf zu achten, die Taster 2 und 4 ausreichend lange
(≥5 Sek.) zu betätigen. Nach der Programmierung kann ein Erfolg einfach
durch das Testen des FS20 S4U verifiziert werden.
Kommen wir nun zur Hardware.Schaltung
|
| Bild 5: Die Schaltung des FS20 IRP mit den vier Bestandteilen Stromversorgung, USB/TTL-Wandler, Mikrocontroller und IR-Sender |
Nachbau
Der
Aufbau des FS20 IRP ist schnell erledigt, denn alle SMD-Komponenten
sind bereits bestückt. Hier ist lediglich eine Kontrolle auf
Bestückungs- und Lötfehler anhand Stückliste, Bestückungsplan und
Platinenfotos vorzunehmen.
Bleibt noch die Bestückung der be-drahteten Bauteile. Beginnen wir mit
den Elektrolyt-Kondensatoren C 4, C 5 und C 10. Diese sind nach
Abwinkeln ihrer Anschlüsse liegend und entsprechend dem Bestückungsdruck
polrichtig zu bestücken und auf der Platinenrückseite zu verlöten. Die
Polungsmarkierung von Elkos erfolgt in den meisten Fällen am Minuspol.
Die Einbaulage des Transistors T 1 ergibt sich automatisch aus dem
Bestückungsdruck und der Lage der Bohrungen. Er ist so weit einzusetzen,
dass er den daneben liegenden Elko nicht überragt.
Die IR-Sendediode D 1 wird ebenfalls liegend montiert. Dazu sind ihre
Anschlüsse im Abstand von 7 mm zum Gehäuse rechtwinklig abzuwinkeln und
die IR-Diode polrichtig so zu bestücken, dass ihr Körper auf der Platine
aufliegt. Die Polung ist hier am längeren Anodenanschluss (im
Bestückungsdruck mit „+“ markiert) zu erkennen. Dies trifft auch auf die
Leuchtdiode D 2 zu. Diese ist allerdings stehend mit einer Einbauhöhe
von 10 mm (gemessen zwischen Platine und LED-Oberkante) zu bestücken.
Nach einer abschließenden Kontrolle der Lötarbeit und der Bestückung
erfolgt der Einbau in das passend bearbeitete Gehäuse. Die Platine wird
dazu kopfüber in die obere Gehäuseschale eingelegt, so dass die LED und
die IR-LED in die zugehörigen Löcher fassen. Abschließend erfolgt das
Auflegen der Gehäuseunterschale und das Verschrauben des Gehäuses.
Im nächsten Teil des Artikels wird die Inbetriebnahme und, wie bereits
erwähnt, die Umrüstung der FS20-Sender behandelt.
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| Ansicht der fertig bestückten Platine des IR-Programmers FS20 IRP mit zugehörigem Bestückungsplan |
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