Schaltungsbeschreibung

Bei der oben gezeigten Schaltung (Bild 1) handelt es sich um einen Metalldetektor, der dafür sorgt, dass bei geöffnetem Garagentor (oder einem bestimmten Zustand einer beliebigen anderen Anordnung) ein Signal ausgelöst wird.

Der Metalldetektor besteht im Wesentlichen aus zwei identischen Spulen mit jeweils etwa 200 Windungen, die Teil einer Wheatstone-Brücke sind. Nähert sich einer der beiden (getrennt montierten) Spulen ein Stück Metall, so ändert sich das Gleichgewicht der Brücke und, über ein wenig Elektronik, wird ein Ereignis (z.B. Alarm) ausgelöst. Je nach Größe der Spule kann die Schaltung in flexibler Weise auch als Metalldetektor verwendet werden. Im hier vorgestellten Beispiel wird, sobald sich das Garagentor öffnet und sich mit seiner Metallmasse der ersten Spule nähert, ein fergesteuerter Haustürgong etwa alle 30 Sekunden betätigt, so lange das Tor geöffnet ist. Solche Gongs mit Sender (im Klingelknopf) und Empfänger (zum direkten Einstecken in eine Steckdose) kann man mit etwas Glück in diversen Billigläden sogar schon für 5 Euro bekommen. Wie man solch einen Gong "hackt", um ihn mit der hier vorgestellten Schaltung zu kombinieren, erfahren Sie ebenfalls in diesem Kapitel.

Im Einzelnen

IC1 und seine Peripherie arbeiten als Oszillator, der sinus-ähnliche Schwingungen im Audiobereich erzeugt. Über den Stromverstärker und Buffer IC2 gelangt die Wechselspannung des Oszillators auf die beiden identischen, in Serie geschalteten Spulen L1 und L2. Beide Spulen müssen jedoch so montiert werden, das sich die zu detektierende Metallmasse nur einer Spule nähert.
Trimmpoti P1 ist ebenfalls Teil der Brücke und wird so abgeglichen, dass sich die Brücke nicht ganz in Nullstellung befindet. Das von der Brücke gelieferte Signal wird den beiden Eingängen des Differenzverstärkers IC3 zugeführt, gleichgerichtet (D3), verstärkt (IC4) und dann an einen Trigger weiter geleitet (IC5). Sobald sich, bei richtigem Abgleich von P1, P2 und P3, ein Metallstück der Spule nähert, schaltet der Trigger um. Die grüne LED erlischt und die rote LED beginnt zu leuchten.
Dies dient natürlich nur zur Kontrolle der Schaltung,  denn wem hilft es, wenn sich diese LEDs in der nicht einsehbaren Garage befinden? Wer jedoch keine Lust mehr hat, die Schaltung weiter zu vervollständigen, kann die beiden LEDs natürlich auch über ein dreiadriges Kabel ins Innere des Hauses verlegen, doch mit der folgenden Erweiterung ist auch eine wesetlich elegantere Lösung möglich:

Digitale Stufe

Bei IC6A handelt es sich um einen mit einem NAND-Gatter aufgebauten Rechteck-Oszillator mit einer Periodendauer von ca 30 Sekunden - je nach Wert von C9 bzw. R16. Das zweite Gatter, IC6B, wirkt wie ein Tor, das den Zustand "LED grün aktiv" nur dann durchlässt, wenn der Oszillator-Ausgang eine positive Periode erzeugt. Die ein NAND-Gatter eine invertierende Wirkung besitzt, muss das Signal am Ausgang von IC6B noch einmal mittels IC6C invertiert werden. Die LED D7 dient zur Kontrolle.
Der Trick der Schaltung besteht darin, dass bei geöffnetem Garagentor und gleichzeitiger positiver "Halbwelle" des Oszillators eine positive Spannung von 3 V am Ausgang anliegt (durch P4 auf diesen Wert eingestellt). Diese Spannung wurde gewählt, weil sie der Versorgungsspannung des Türgong-Klingelknopfes (Senders) entspricht. Dieser Sender wird also durch die Ausgangsspannung von IC7 (Buffer) versorgt - also ein- und ausgeschaltet. Damit das Gong-Signal auch wirklich ins Haus zum Empfänger übertragen wird, muss der Klingelknopf durch einkleines Drahtstückchen überbrückt werden. Zusätzlich wurde die Knopfzelle entfernt. An die Kontakte wurden die Verbindungsdrähte zum Ausgnag von IC7 und der entsprechenden Masse angelötet. Ein kleiner "Hack" also, der natürlich, je nach verwendetem Gong, auch anders ausgeführt werden muss (Bild 2). Mit jeder positiven Flanke des Oszillators IC6A verhält sich die Schaltung also so, als würde der Klingelknopf gedrückt, was zur Folge hat, dass das gewählte Tonsignal (z.B. Gong) ein Mal ertönt. Es ist völlig ausreichend, wenn dies nicht öfter als zwei Mal pro Minute oder noch seltener geschieht.

Bild 3 zeigt die Platine, und Bild 4 einen Vorschlag zur Montage der Einheit: Platine der Schaltung kann in der Garage über ein Netzteil von plus-minus 12 bis 15 V von der Steckdose versorgt werden, an der auch die Tor-Elektronik zum ferngesteuerten Öffene angeschlossen ist. Bei der Montage der Sensorspule ist etwas Fingerspitzengefühl erforderlich. Sie sollte nicht weiter als ca. 2 cm von der Endposition des geöffneten Garagentors entfernt sein, darf aber nicht vom sich öffnenden Tor berührt werden.

Ist das Metall des Garagentors nicht ausreichend zum Auslösen des Alarms, so kann ein zusätzlich am Tor montierter Ferritstab Abhilfe schaffen. Zur Not genügt auch ein kleiners Stück Eisen.

Abgleich

Text folgt

Sicherheitshinweise:

1. Achten Sie darauf, dass das oben erwähnte Hilfsmittel (am Tor montiertes Eisenstück) nicht den Mechanismus des Garagentors blockiert.

2. Die Schaltung ist permanent in Betrieb. Sorgen Sie dafür, dass alle Beuteile ausreichend dimensioniert sind und die Schaltung sauber und ordnungsmäß aufgebaut und verkabelt wurde, so das keine Brandgefahr durch Überhitzung entsteht.

Bilder 2, 3 und 4 folgen

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