Mulitmedia Steckdosen

 

Einleitung

Dieses ganze Unterhaltungsequipment im Wohnzimmer ist ein unglaublicher Stromfresser.  

  Ärgerlich dabei ist, dass die Geräte dabei Strom brauchen, auch wenn sie nicht genutzt werden. Einmal, weil man vergessen hat, sie auszuschalten - vielmehr aber, weil der Hersteller aus Profitgier keinen Netzschalter und auch kein sparsames Netzteil eingebaut hat.  

   

Meine Lösung

Jedes Gerät kriegt nun eine schaltbare Steckdose und über ein paar Tasten am Bedienpult kann ich genau die Geräte einschalten, die ich gerade brauche. Alle anderen sind richtig ausgeschaltet.  

  Dieses Projekt ist nicht neu - in meiner Studentenbude hatte ich das auch schon. Und der Krempel ist auch noch vorhanden.  

Die Elektronik dient hauptsächlich dazu, beim drücken auf "Alles aus" die Relais nacheinander auszuschalten.
Auch ein paar Verknüpfungen ließen sich durch Drahtbrücken konfigurieren. So was wie: Deckenlampe aus, wenn Schummerbeleuchtung ein.  

Den Drahtverhau werde ich durch 'nen Prozessor ersetzen. Nur die Relais sind noch brauchbar:  

 

   

Bauphase

Hier ein paar Impressionen aus der Bauphase  

  Die Steckdosenleiste:  

Montiert am Multimediazentrumsschrank:  

Im Kabelkanal werden später die Netzkabel versteckt.  

  Ein Relais im Detail:  

Oben rechts erkennt man eine der 4 an jedem Relais verdrahteten Dioden für Entkopplung und Freilauf.  

   

Bedienpult

Dafür hab ich mal wieder ein Sperrholzgehäuse schwarz gemacht:  

Da hinein kommt die Prozessorplatine und die Tastenfrontblende:  

 

  Der Mikrocontroller sorgt dafür, dass bei versehentlichem Vergessen des Abschaltens, nach einer gewissen Zeit alle Geräte automatisch abgeschaltet werden.
Der Controller beschert auch etwas Komfort: Er weiss, welche Geräte für welche Aufgabe gebraucht werden. Drücke ich auf DVD, so werden Fernsehmonitor, Audioverstärker und DVD-Player eingeschaltet. Alles andere bleibt aus.  

  Beim drücken auf AUS werden nacheinander alle Geräte abgeschaltet - nur das Licht bleibt noch 8s an - Zeit genug, den Raum mit Licht zu verlassen.  

  In der Frontblende ist neben den 9 Tasten noch ein Infrarotempfänger und eine Led eingebaut.
Wenn 2 Stunden lang keine Taste gedrückt wurde und auch kein Fernbedienungssignal zu sehen war, werden alle Geräte abgeschaltet. Als Warnung blinkt in den letzten 15 Minuten die rote LED in der Frontblende.  

  Nun soll meine Schaltung aber nicht selbst zum Stromfresser werden. Dazu habe ich einigen Aufwand betrieben. Die technischen Daten können sich sehen lassen: Schätzungsweise komme ich im Mittel mit 0,04 Watt aus - was zu etwa 1/3KWh im Jahr führt. Das ist so wenig, dass der Zähler dafür nicht losläuft!  

  Vorher hatte ich einen schönen Kabelsalat:  

Nachdem die Geräte einzeln angeschlossen waren, habe ich die  

Netzkabel soweit es geht im Kabelkanal versteckt und mit 'ner Tüte Kabelbinder Ordnung geschaffen:  

Sieht doch schon viel manierlicher aus! Und ist auch erheblich einfacher zu putzen...

 

 

 

   

Technische Details

Die Steckdosen werden von bistabilen Relais geschaltet. Diese haben zwei Spulen und brauchen nur zum umschalten einen kurzen Strompuls. Die Tasten werden von einem ATmega48 abgefragt, der über eine 4x4 Matrix die 16 Spulen der Relais und die Led in der Frontblende ansteuern kann.  

  Das Netzteil
Erst hatte ich einen niedlichen 0,08W Trafo vorgesehen. Der hat aber fast 1W Wirkleistung verbraten! Das Teil wurde mit und ohne Belastung richtig gut warm.
Das hatte ich mir ganz anders vorgestellt. Mehr als 0,1W wollte ich nicht verballern.
Da habe ich mal etwas besonderes ausprobiert: Der Prozessor hängt ohne galvanische Trennung direkt am Netz!
Bei sowas muss man etwas aufpassen, damit man die Rente noch erlebt. An der Schaltung sollte man nur mit Trenntrafo rummessen...  

Wichtigstes Bauteil ist C100 (das rote Rechteck auf der Controllerplatine): Der Kondensator wirkt wie ein Widerstand. Aber statt Wirkleistung in Wärme umzuwandeln, braucht der nur Blindleistung - und die wird vom Stromzähler nicht gezählt! Wichtig ist dabei, dass ein sogenannter https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm#x2_y2 verwendet wird, damit es ein Netzteil und kein Brandsatz wird. X2-Kondensatoren sind selbstheilend bei zu hohen Überspannungsimpulsen und sie haben eine definierte Impulsspannungsfestigkeit von 2500V.
Um den Einschaltstrom im Extremfall (Kondensator leer, Netzspannung im Scheitelpunkt auf 325V) zu begrenzen, ist ein 100Ohm Angstwiderstand drin.
Der 100nF Kondensator sorgt dafür, dass ca. 7mA durch die Schaltung fließen. Wird weniger verbraucht, muss das die Z-Diode schlucken.  

  Das Netzteil ist 2-stufig: Die oben abgebildete erste Stufe versorgt den 5V Teil und ist immer aktiv.  

  Die zweite Stufe liefert die 12V für die Relais und ist nur bei Bedarf aktiv.
Wenn ein Relais geschaltet werden muss, schaltet sich der Prozessor mal für 'ne Sekunde über ein Opto-Triac ein klassisches 2 Watt Trafo-Netzteil ein, welches 12V zur Verfügung stellt. Dannach ist der Trafo wieder aus.  

Im Leerlauf kommt das schon mal bis 25V - aber das ist für die 12V Relaisspulen kein Problem.  

  Die Relais-Matrix sieht so aus (Auszug):  

Die 4 Dioden je Relais sind direkt am Relais verbaut um die Verdrahtung einfach zu halten.  

  Angesteuert werden die Relais von insgesamt 4 Treiberstufen:  

Die Freilaufdioden in den High-Side Treibern sind überflüssig und können bedenkenlos weggelassen werden.  

 

 

  Welche Taste welche Steckdosen schaltet wird nicht mehr über Drahtbrücken, sondern bequem in der Software eingestellt.
Hier ein Auszug aus dem Quellcode:  

----------------------------------------------------------------------
        switch (tastencode){
        //Steckdosen:
        /*
         1= Receiver
         2= Monitor
         3= M3PO
         4= DVD
         5= WII
         6= VHS
         7= PS2
         8= Lampe
        */
        //1= Einschalten 0=Ausschalten x=don't care T=Toggle D=Ausschalten nach 8s
            case 1: g.pattern="1100000x"; break; //TV
            case 2: g.pattern="1010000x"; break; //MP3
            case 3: g.pattern="1101000x"; break; //DVD
            case 4: g.pattern="1100100x"; break; //Wii
            case 5: g.pattern="1100010x"; break; //VHS
            case 6: g.pattern="1100001x"; break; //PS2
            case 7: g.pattern="1000000x"; break; //Radio
            case 8: g.pattern="xxxxxxxT"; break; //Licht
            case 9: g.pattern="0000000D"; break; //Aus
        } 
----------------------------------------------------------------------

Schaltpläne und Layout hab ich als PDF-Dateien zusammen mit dem Quellcode der Software hier hinterlegt:
94_mediasteckdosen.zip