Lichtschalter mit Funk erweitern

Wer ein größeres Wohnzimmer oder einen anderen großen Wohnraum in seiner Wohnung hat, wird sicherlich das Problem der wohnlichen Beleuchtung kennen. Ein dickes direktes Licht würde den großen Raum zwar ausleuchten, jedoch ungemütlich machen. Eine funzelnde Lichtquelle reicht jedoch nicht aus. Hier wird in aller Regel ein Mix aus mehreren Beleuchtungen benötigt:

  • ein dickes Hauptlicht, das bei Bedarf den ganzen Raum gut ausleuchtet
  • kleine Akzentbeleuchtungen, die möglichst indirekt leuchten oder auf Dekorationen ausgerichtet sind und den Raum in interessante Hell-Dunkel-Zonen tauchen
  • Zweckbeleuchtungen, wie z.B. Leselampen, die auf einen kleinen Bereich hell konzentriert sind.

Hat man dann einmal dieses Lichtszenario herbeigezaubert, kenne ich von vielen Leuten, dass sie im Alltag dann zu faul sind, die Akzentbeleuchtungen zu schalten, weil es sich oft um 4 oder 5 Lampen handeln kann. Uns geht es da wohl auch nicht anders. Darum habe ich mir überlegt, wie ich ohne aufwändige und unschöne Verkabelung alles mit den vorhandenen Lichtschaltern schalten kann – und zwar Hauptlicht und Akzentleuchten bei Bedarf auch separat. ;)

Obsolet!

Die in diesem Artikel vorgestellte Schaltung ist durch eine verbesserte Schaltung in einem neuen Artikel auf SpaceFlakes.de abgelöst worden. Die Schaltung hier funktioniert zwar, aber es empfiehlt sich der Nachbau der verbesserten Version 2.

Siehe: Lichtschalter mit Funk erweitern – Version 2

Konzept

Alles baut auf einem Funksteckdosenset auf. Man kann es natürlich dabei belassen, aber das ist erstens nicht DIY und zweitens muss man ja immer noch die Fernbedienung bedienen, die sicher wieder irgendwo unter dem Sofa liegt oder deren Batterie leer ist.

Diese Funksteckdosen sind nicht die allerbilligsten, aber auch nicht teuer. Das Set mit 3 Steckdosen kostet 20 €. Noch billigere Produkte sehen oft nicht vertrauenswürdig. Jedenfalls würde ich nicht zu Produkten greifen, für die keine Verlustleistung spezifiziert ist. In diesem Fall ist die Verlustleistung mit <0,5 Watt je Steckdose angegeben. Das ist ok.


Eine solche 12 V-Batterie wird üblicherweise bei Funksteckdosenfernbedienungen eingesetzt.


Die Fernbedienung habe ich mal geöffnet. Die enthaltene Platine ist nicht sonderlich eng gefüllt. Sie verfügt über 8 Leiterschleifen, die zusammen mit der Gummitastatur elektrische Taster ergeben. Wichtig ist hier, dass jede Funksteckdose über eine Taste auf der Fernbedienung eingeschaltet und über eine zweite Taste abgeschaltet wird.


Die andere Seite der Platine. Mit dem Schalter lässt sich ein Kanal kodieren, so dass von diesem Typ 4 Fernbedienungen im gleichen Sendegebiet unabhängig voneinander funktionieren sollen.


Die Funksteckdosen können nun ohne Kabel zu verlegen bei den jeweiligen Verbrauchern platziert werden. Jetzt muss nur der Sender so modifiziert werden, dass er an den vorhandenen Lichtschalter angeschlossen werden kann und zudem in der Lage ist, die gesamte Beleuchtung inklusive oder exklusive Hauptlicht einzuschalten.

Elektronik

Die Elektronik ist nicht kompliziert. Wie man im folgenden Schaltplan sieht, ist es mit ein paar Standardtransistoren und Widerständen fast erledigt.

Gefahr!

Vorsicht, die hier gebaute Platine steht im Betrieb unter lebensgefährlicher Spannung! Nachbau auf eigene Verantwortung! Fern halten von anderen Personen, insbesondere Kindern!

 

Folgendes muss die Elektronik leisten:

  • 230 V Wechselspannung (durch den Lichtschalter geschaltet) gleichrichten, heruntertransformieren und so 12 V für die Schaltung und die Platine aus der Fernbedienung bereitstellen, so dass die Batterie entfallen kann
  • Bei Einschalten der 230 V über den Lichtschalter ist für einen kurzen Moment ein Licht-An-Kommando zu senden, z.B. für eine Sekunde, wie man auch die Taste auf der Fernbedienung drücken würde
  • Beim Ausschalten muss analog ein Licht-Aus-Kommando abgesetzt werden. Achtung: In diesem Fall ist bereits die Netzspannung weg, wenn das Funkkommando abgesetzt werden soll.
  • Über einen speziellen Lichtschalterbefehl, nämlich Ein- und sofort wieder Ausschalten, soll das Licht-Aus-Kommando unterdrückt werden. Das bewirkt, dass die Funksteckdosen dann alle eingeschaltet sind und gleichzeitig das Hauptlich abgeschaltet ist.
  • Die Funksteckdosen sind mit einem Kanalwahlschalter alle auf den gleichen Kanal einstellbar, d.h. alle 3 Funksteckdosen können gemeinsam mit einem Taster auf der Fernbedienung ein- und mit einem weiteren Taster ausgeschaltet werden. Die Schaltung muss also nur einen Ein- und einen Aus-Taster bedienen.

Im folgenden Bild ist die Schaltung abgebildet. Klicke das Bild zum Vergrößern an. Da viele meiner Leser sich für die Funktion interessieren, erkläre ich sie im folgenden Absatz:

Im oberen Teil der Schaltung ist die Gleichrichtung und Transformation der Netzspannung zu sehen. Auf eine Sicherung (F1 und optional auch F2) sollte hier nicht verzichtet werden. Der 12 V-Trafo TR1 reduziert die Spannung auf rund 20 V~. Da hier keine Belastung des Trafos vorliegt und der ausgewählte Minitrafo furchtbar weich ist, hat man es hier mit der wesentlich höheren Leerlaufspannung als der aufgedruckten Nennspannung zu tun und erzielt darum keine 12 V~. Aber das ist natürlich einkalkuliert. Der Gleichrichter D2 schafft mithilfe des Kondensators C2 eine genügend saubere Gleichsspannung. Der Festspannungsregler U1 macht nun endlich eine definierte 12 V-Gleichspannung daraus. Da für das Licht-Aus-Kommando keine Spannung mehr anliegt, da man ja den Lichtschalter und somit die Versorgung abschaltet und erst dann das Kommando gefunkt wird, muss ein Puffer realisiert werden. Das ist hier ganz einfach über die Diode D3 und den verhältnismäßig dicken Elko C5 realisiert. Wenn die Spannungsversorgung abgeschaltet wird, ist der Elko C5 noch geladen, kann sich aber nicht rückwärts über die Diode D3 entladen. Daher behält er seine Ladung, die dann von der restlichen Schaltung für das Funkkommando verwendet wird.
Rechts unten bei den Klemmen „BAT +“ und „BAT -“ wird die Platine aus der Fernbedienung angeklemmt und somit mit den gepufferten 12 V versorgt.
Die beiden Klemmen „SW_ON“ und „SW_OFF“ werden mit der Fernbedienung verbunden, dort wo die Leiterschleifen ansonsten durch einen Tastendruck geschlossen würden. Die Signalleitungen auf der Platine sind gegen die Versorgungsspannung hochgezogen und werden bei einem Tastendruck auf GND heruntergezogen. Analog dazu muss meine Schaltung nur ebenfalls die Signalleitungen auf GND ziehen, was durch die Transistoren T2 und T5 passiert, sobald jeweils ein Basisstrom fließt.
Das Licht-An-Kommando muss nach herstellen der Spannungsversorgung für einen kurzen Moment gesendet werden, d.h. die Signalleitung des entsprechenden Tasters auf der Fernbedienungsplatine muss für einen Moment auf GND gezogen und dann losgelassen werden. Sobald die Spannungsversorgung steht, liegt oberhalb vom Widerstand R3 12 V an. Über R3 und R4 fließt ein Basisstrom in T2 und zieht somit die Signalleitung für das Licht-An-Kommando auf GND. Mit etwas Verzögerung schaltet nun auch Transistor T1 und zieht das Potential zwischen R3 und R4 auf GND, wodurch dann kein Basisstrom mehr in T2 fließt und dieser die Licht-An-Taste auf der Fernbedienung loslässt. Die Verzögerung kommt dadurch zustande, dass nach Anliegen der Spannungsversorgung über den hochohmigen Widerstand R1 der Kondensator C1 langsam geladen wird. Das dauert einen Moment, etwa 1 Sekunde oder 2. Erst dann schaltet T1.
Nun muss noch das Licht-Aus-Kommando erklärt werden: Sobald die Versorgungsspannung nach Einschalten anliegt, wird der Transistor T4 durchgeschaltet und sorgt dafür, dass das Potential zwischen R6 und R7 niedrig bleibt und daher kein Basisstrom in den Transistor T5 fließt. Die Licht-Aus-Taste ist somit losgelassen, wie es sein soll. Wird nun die Versorgung abgeschaltet, hat auch R8 sofort keine Spannung mehr anliegen, da dort nur die ungepufferte 12 V-Versorgung angeklemmt ist und der Transistor T4 schließt, wodurch sich das Potential zwischen R6 und R7 erhöht und schließlich der Transistor T5 durchschaltet. Die Licht-Aus-Taste wird solange gedrückt, bis der Kondensator C5 für die Pufferspannung leergenuckelt ist. Auch das dauert rund 2 bis 3 Sekunden.
Nun fehlt noch die kleine Trickschaltung, mit der nur das Dekorationslicht, aber nicht das Hauptlicht eingeschaltet wird. Man erkennt leicht, dass die Transistoren T3 und T4 parallel geschaltet sind. Sobald mindestens einer von beiden durchschaltet, fällt das Potential zwischen R6 und R7 ab und die Licht-Aus-Taste wird nicht betätigt. Oder umgekehrt: Beide Transistoren dürfen nicht geschaltet werden, damit die Licht-Aus-Taste betätigt wird. Wird nun der Lichtschalter eingeschaltet und in der Zeit von 1 bis 2 Sekunden, solange das Licht-An-Kommando gesendet wird, wieder ausgeschaltet, schaltet das Potential zwischen R3 und R4, welches für’s Lichteinschalten verantwortlich ist, gleichzeitig den Transistor T3 durch und unterdrückt somit das Licht-Aus-Kommando. Die Folge ist nun, dass die Funksteckdosen eingeschaltet bleiben, während der Lichtschalter und damit das Hauptlicht aus ist. Will man die Funksteckdosen dann wieder abschalten, muss man einmal das Licht ein- und wieder ausschalten.

Schön ist, dass die Schaltung bei Nichtbetrieb natürlich keine Verluste hat, da ja keine Spannung anliegt. D.h. man holt sich damit keinen weiteren Standbyverbraucher ins Haus (die Funksteckdosen hingegen haben wie oben erwähnt kleine Verluste). Im Betrieb nimmt die Schaltung eine verschwindent geringe Leistung auf, zusätzlich verbrät aber der Trafo rund 0,2 bis 0,3 Watt in Wärme. Das ist natürlich im grünen Bereich und tritt ja nur bei eingeschalteter Beleuchtung auf.

Hier gibt es die Stückliste zu der Schaltung. Alle benötigten Teile, einschließlich der Funksteckdosen, sind aufgelistet und bei Reichelt.de beziehbar. Lediglich Verbrauchsmaterial, wie Lochrasterplatine, Lötzinn, isolierte Litze oder versilberter Kupferdraht sind nicht aufgeführt und müssen bei Bedarf mitbestellt werden. Die Komponenten kosten in Summe knapp unter 25 €.

  Bestellliste für Reichelt.de (39,3 KiB, 2.265 mal heruntergeladen)

Die Schaltung wird zusammen mit der Platine aus der Fernbedienung (hier grün), die ich etwas kleiner gesägt habe, auf einer Lochrasterplatine untergebracht. Die Lötnägel mit Beschriftung kennzeichnen eigentlich Drähte, die an dieser Stelle in die Lochrasterplatine gelötet werden und mit dem gleich beschrifteten Lötpunkt auf der Fernbedienungsplatine verbunden werden. Das ist in späteren Bildern gut zu erkennen.