Schlagwort: Licht

Own Hue Endpoint

Own Hue Endpoint

ZigBee Light Link sample application

Der Türöffner in die Hue-Welt

Mit der ZigBee Light Link sample application stellt NXP Semiconductors, ein niederländischer Halbleiterhersteller, eine perfekte Basis für die Entwicklung von ZLL kompatibler Hardware bereit. Mit ein paar Knifen lassen sich somit auch eigene Lösungen in das Hue-System integrieren.

Hardware

Die Hardware gliedert sich im wesentlichen in zwei Teile. Rudimentär ist natürlich das RF-Modul, im konkreten Fall das JN5168-001-M00Z von NXP Semicoductors. NXP selber beschreibt das Modul als “ultra low power, high performance surface mount standard power, integrated antenna module”. Der eigentliche Controller auf dem Modell (JN5168) lässt sich über den integrierten Bootloader per UART programmieren, was zusätzliche Hardware und/oder Beschattung überflüssig macht. Dennoch ist das Modul in der reinen Handhabung nicht gerade unkritisch. Durch die sehr kleine Bauform ist ein Arbeiten auf dem Breadboard nicht wirklich schön. Daher Bedarf es idealerweise einer Trägerplatine.

Hue PWM-Driver

Um schnell und einfach was zum Leuchten zu bringen ist die Trägerplatine nicht nur als Breakoutboard ausgeführt, sondern bietet Platz für einen 4-Kanal-PWM-LED-Treiber (Common Anode) sowie eine Stromversorgung für das JN5168-001-M00Z.

Hier nicht bestückt: Die Treiberstufe, bestehend aus MOS-FET und integrierten Stromtreiber, für den vierten Kanal.

Das JN5168-001-M00Z Modul wird rückseitig bestück. Außerdem ist auf der Rückseite Platz für die optionale Bestückung weiterer Stützkondensatoren vorgesehen.

Über 100 W Treiberleistung

Mit einer Gesamtleistung von über 100 W, beim Betrieb mit 24 V, bieten die Treiberstufen ausreichend Reserven auch für leistungsstärkere, respektive längere, LED-Strips. Die Versorgung der angeschlossenen LED-Strips erfolgt dabei direkt über das an der Platine angeschlossene Netzteil.

Dieser Artikel ist zurzeit in Bearbeitung und wird bald fortgesetzt.

Hue FlatMount

Hue Dimmer Switch
FlatMount

Der originale Halter für den Philips Hue Dimmschalter ist an und für sich nicht schlecht, er macht an der Wand auch einen edlen Eindruck. Klebt man den Halter aber auf eine ebene Tischplatte, zum Beispiel auf den Nachttisch, sieht das schon nicht mehr so schön aus.

3D Druck macht’s möglich

  • Vorderansicht

    CAD Modell vom Halter

  • Rückansicht

    CAD Modell vom Halter

Nach ein paar Minuten am CAD gab es dann den ersten Entwurf eines Halters, mit welchen sich der Hue Dimmschalter nahezu flächenbündig montieren lässt. Der Halter ist so ausgeführt, dass der Dimmschalter sich nicht ohne weiteres Entfernen lässt. Ein Herausnehmen ist nur noch möglich, wenn man von hinten durch die Aussparungen drückt. Da ich den Halter im Nachttisch einbauen möchte, wo die entsprechende Zugänglichkeit gegeben ist, stellt dies jedoch kein Problem dar.

Frisch Gedruckt

Eingebaut wird der Halter, in meinem Fall, in eine 22 mm starke beschichtete Spannplatte. Erforderlich ist dazu eine Aussparung mit den Abmessungen 35 x 95 mm. Für einen festen Sitz sorgt neben den keilförmig gestaltetetn Seiten etwas Montagekleber.
  • Schalter im Halter eingesetzt

    Leider deutlich zu sehen, die Stufung des Drucks.
  • Halter von hinten

    Die Magnete aus dem original Halter sitzen in den dafür vorgesehen Aussparungen.
Bedingt durch den schichtweisen Materialaufbau und den großen Radius auf der Oberseite sieht man doch sehr deutliche Stufen, zumindest unter Licht und Schatten. Im eingebauten Zustand, bei normaler Helligkeit im Zimmer fällt das ganze schon weniger auf.

Fertig eingebaut

Eingebaut ist der FlatMount bei mir in der Ikea MALM Kommode, welche auch als Nachttisch dient.
  • Fertig Eingebaut

  • Fertig Eingebaut

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Hue Stromstossschalter

Hue Stromstossschalter

Stromstoßschalter sind elektromagnetisch betätigte Schalter. Bei jeder Tasterbetätigung erhält der Stromstoßschalter einen elektrischen Impuls, der eine Schaltzustandsänderung bewirkt, welche bis zum nächsten Impuls mechanisch oder elektronisch gespeichert wird.

Motivation

Um die Vorzüge des Philips Hue Systems auch im Flur zu nutzen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Der konventionelle Weg, wie in jeden anderen Raum auch, wäre sicherlich, alle Leuchtmittel gegen Hue kompatible Adequate auszuwechseln und an den gewünschten Schaltstellen Hue Dimming Switches oder Ähnliches zu installieren. Hat man einen großen Flur mit entsprechend vielen Lampen und benötigten Schaltstellen, erhöht sich natürlich der Investitionsumfang nicht unerheblich.
Ich zumindest brauchen im Flur keine besonderen Szenen. Was ich aber nicht missen möchte, gerade im Flur, ist die Coming-Home Funktion. Genau diese Funktionalität, sowie die einfache Hue On/Off Steuerung ist mit der hier vorgestellten Lösung möglich. Die klassische Bedienbarkeit per installierter Tester bleibt dabei erhalten. Einzigste Voraussetzung ist, dass die vorhandene Installation mittels Stromstoßschalter realisiert ist.

Ausgangssituation

Mein Ausgangspunkt sieht wie folgt aus. Flur mit zwei Lampen á drei GU10 Leuchtmittel, installiert sind in meinem Fall Standard-LED-Lampen aus dem Hause Philips (warmweiß, 2700 K, 250 Lumen, nicht dimmbar). Des Weiteren gibt es im Flur 4 Schaltstellen, in Form von einpoligen Installationstastern. Verdrahtet ist das Ganze ohne Abweichungen nach dem Prinzip der Stromstoßschaltung.

230 Volt – Lebensgefahr!

Der gezeigte Schaltplan zeigt schemenhaft die Installation. Als Elektrofachkraft sind mir die Risiken und Gefahren des elektrischen Stomes bekannt und ich warne elektroteschnische Laien ausdrücklich davor, hier selber Hand anzulegen.
Die Phase (L1) liegt parallel an allen Tastern (S*:13) und am Schalteingang (K1:13) des Stromstoßschalters (K1). Wird jetzt ein Tester (S*) betätigt liegt auch am Spuleneingang (K1:A1), des Stromstoßschalters Phase (L1) an und er wechselt seinen Schaltzustand, von AN auf AUS oder von AUS auf AN. Am Schaltausgang (K1:14) sind die zu schaltenden Lampen (H*) in Parallelschaltung angeschlossen.

Gedanke zur Umsetzung

Herzstück der neuen Schaltung soll der Osram Lightify Plug sein. Ein mit dem Philips Hue System kompatibler, schaltbarer Zwischenstecker. Vorteil am Lightify Plug ist der integrierte Taster zur Direktschaltung. Dieser Taster wird genutzt um die bestehende Installation weiterhin nutzen zu können, was auch eines der primären Ziele ist – keine Änderungen an der bestehenden Installation (nur der Stromstoßschalter wird ersetzt). Dem neuen Schaltplan ist dies auch zu entnehmen. Der neue Hue-kompatible Stromstoßschalter verfügt über die selben Anschlüsse und ist somit eins zu eins austauschbar. Zur Ansteuerung steht also ein 230 V Impuls zur Verfügung. Nun könnte man damit einfach ein Relais schalten… Mein Ziel ist es jedoch alles kontakt- und geräuschlos zu halten. Somit wird der Taster am Lightify Plug durch ein PhotoMOS-Relais ersetzt, welches es nun gilt anzusteuern. Es gibt sicherlich verschiedene Wege, die PhotoMOS-Relais Ansteuerung zu bewerkstelligen. Ich habe mich für den Einsatz eines 3 Watt AC/DC Wandler entschieden. Der Wandler aus dem Hause Vigortronix kommt im vergossenen Gehäuse zur Leiterplattenmontage (THT).

Erster Testaufbau

Teardown
Osram – Lightify Plug

Zu Deutsch, jetzt geht´s den Lightify Plug an den Kragen.
Überrascht hat mich beim Öffnen des Gehäuses, dass dies problemlos möglich war, ein passender Torx-Schlüssel genügt. Nicht´s ist verklebt oder gar vergossen. Selbst auf Einweg-Verrastungen hat man verzichtet. So kommt nach dem auseinanderziehen des Gehäuses das Innere zum Vorschein, eine Art Würfel aus Leiterplatten. Im einzelnen sind drei Platinenen je senkrecht aufeinander gelötet.
Auch Qualitativ gibt es keine Überraschung. FA4 Doublelayer-Platinen, zum Teil Reflow- als auch Wellengelötet und per Handlötung zur kompakten Einheit verbunden.
  • Das Innenleben

    Keine Überraschung nach dem Öffnen des Steckers. Die Platinen sind in gewohnter Consumer-Elektronik-Qualität ausgeführt und weißen, soweit sichtbar, keine Mängel auf.
  • Und los geht´s

    Zuerst wurde der Schukostecker entfernt, welcher mittels zwei Kontaktzungen auf der Leiterplatte verlötet ist.
  • Die nackte Platine

    Auch die ausgangsseitigen Anschlusselemente der Schuko-Dose wurden entfernt, sowie die Drahtbrücke zur Schaltplatine.

Projekt verworfen

Inzwischen habe ich das Projekt verworfen. Da ich eine wesentlich eleganteren Lösungsansatz gefunden habe – ein völlig eigener Hue Teilnehmer auf Basis des NXP JN5168, welcher natürlich frei programmierbar ist. Somit konnte auf die Adaption des Osram Plugs verzichtet werden und beim Hardwaredesign gab es auch keine Restriktionen.

Weiterführende Links

Hersteller und Bezugsquellen

  • Osram Lightify

    Smart Home Produkte von LEDVANCE

    Smarthome Lösung von Osram. Eingeschränkt Kompatibel zum Philips Hue System.

    Internetseite

  • Philips Hue

    Personal Wireless Lighting

    Das Philips Hue System stellt, unter den nachrüstbaren Smarthome Derivaten zur Lichtsteuerung, wohl eines der am weitesten verbreiteten Systeme dar.

    Internetseite

  • Farnell element14

    Anbieter von elektronischen Bauteilen

    Gut sortierter Händler für elektronische und elektrische Bauteile. Versand über Partnershops auch an Privatabnehmer.

    Internetseite

  • Osram Lightify Plug

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