Universal-Schalter mit 5 Schaltausgängen
Manchmal ist es praktisch, mit einem einzigen Taster mehrere Gerätschaften ein- und ausschalten zu können. Ob Amateurfunk, Elektronik-Projekte, Modellbau, Kfz-Bereich, Haussteuerung oder sonstige Spielereien - der nachfolgende Universal-Schalter mit 5 Schaltausgängen kann vielseitig eingesetzt werden und basiert kostensparend auf einem PIC12F675. Mit nur wenigen, preisgünstigen Bauteilen kann mit geringem Aufwand eine effiziente Schaltung realisiert werden, die nicht nur einfach zum Nachbauen, sondern auch extrem leicht zu bedienen ist. Nachfolgend werden 2 Varianten vorgestellt - einmal ohne und einmal mit Speicherfunktion.
Schaltplan
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Verwenden sollte man einen entprellten Schalter. Wer keinen entprellten Schalter zur Verfügung hat, kann man sich ersatzweise auch mit einem zusätzlichen 10k Widerstand und einem Kondensator (1 bis 10nF) wie in Schaltbild 2 behelfen.
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Ist ein Schaltausgang eingeschaltet, liegen dort 5V an. Im ausgeschalteten Zustand sind es 0V.
Der PIC12F675 selbst kann Endgeräte nur bis max. 25mA schalten. Für größere Verbraucher wird empfohlen, einen MOSFET, BUZ, oder einen Transistor mit Relais an den Schaltausgang anzuschließen. Damit kann die Schaltlast auf mehrere Ampere - je nach Spezifikation der verwendeten Bauteile - erhöht werden.
Bedienung und Funktionen
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Bei der ersten Verwendung sind alle Schaltausgänge standardmäßig ausgeschaltet.
Das Bedienkonzept ist denkbar einfach: Drückt man den Taster einmal, wird das Gerät am ersten Schaltausgang (PIN7 des PIC12F675) eingeschaltet. Drückt man den Taster noch einmal, wird es wieder ausgeschaltet. Drückt man erneut 1 Mal den Taster, wird es wieder eingeschaltet und so weiter.
Um den zweitem Schaltausgang an PIN6 zu steuern, drückt man 2 Mal hintereinander den Taster. Wenn das angeschlossene Gerät ausgeschaltet wird, wird es dann eingeschaltet und umgekehrt. Wenn es eingeschaltet ist und man drückt 2 Mal, wird es ausgeschaltet.
Der Schaltausgang 3 (PIN 5 am PIC) wird durch 3 Mal drücken ein-/ausgeschaltet, der Schaltausgang 4 (PIN 3) mit 4 Mal und der Schaltausgang 5 (PIN 2) mit 5 Mal drücken.
Betätigt man den Taster 7 mal nacheinander, werden alle Schaltausgänge eingeschaltet. Bei 8 Mal drücken sind alle Schaltausgänge aus.
Selbstverständlich können die einzelnen Schaltausgänge in beliebiger Reihenfolge geschaltet werden. Man kann z.B. Ausgang 2 und 5 einschalten und 1, 3 und 4 aus oder umgekehrt. Kombiniert man alle 5 Ausgänge ergeben sich insgesamt bis zu 32 mögliche Schaltstellungen.
Je nach Anwendungszweck kann es unter Umständen sinnvoll sein, die Schaltausgänge um 5 LEDs zu erweitern, die dann die jeweilige Schaltstellung EIN/AUS zusätzlich optisch signalisieren.
Wie lange man den Taster für jeden einzelnen Tastendruck gedrückt hält, spielt keine Rolle; die Zeit beginnt erst mit dem Loslassen des Tasters zu laufen. Dann sollte die Zeit zwischen den einzelnen Tastendrücken zwischen 10mS und 500mS liegen. Vergehen 0,5 Sekunden ohne neuen Tastendruck, wird der Tast-Vorgang als abgeschlossen betrachtet.
Es wird nur dann eine Funktion EIN/AUS ausgeführt, wenn auch eine Funktion zugeordnet ist. D.h. wenn der Taster 6 mal oder 10 mal betätigt wird, bleibt dies folgenlos.
Das nachfolgende Video zeigt kurz die Funktionsweise.
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Wird der PIC/Universalschalter von der Spannungszufuhr getrennt und dann wieder zugeführt, ist alles auf Null-Stellung, d.h. alle Schaltausgänge sind aus, unabhängig davon ob sie vorher ein- oder aus waren. Dies ist die Variante 1. Die zweite Variante verfügt über eine Speicherfunktion.
Variante 2 - mit Speicherfunktion
Bei der zweiten Variante werden die Schaltausgänge von 1 bis 5 einzeln genauso ein- und ausgeschaltet wie bisher, sie wurde aber erweitert um eine Speicherfunktion.
Für manche Zwecke kann es sinnvoll sein, dass sich der 5-fach Universalschalter die jeweils letzte Schaltposition dauerhaft merkt. Wenn der Strom getrennt und anschließend wieder zugeführt wird, dann ist alles wieder in dem Zustand wie es zuvor war. Waren bspw. der Schaltausgang 2 und 5 ein und fällt der Strom aus, dann sind diese beiden Schaltausgänge wieder eingeschaltet, sobald wieder Spannung zugeführt wird.
Der Speicher behält für mindestens 40 Jahre seinen Inhalt und ist mindestens 1 Million Mal beschreibbar. Bei 20 Schaltzyklen pro Tag ist die Funktion damit mindestens 13 Jahre lang gegeben. Bei 10 Schaltvorgängen täglich sind es mindestens 27 Jahre. Im Test von Afug-Info.de hat ein PIC12F675 über 2 Millionen Schaltzyklen unbeschadet überstanden und ist für Testzwecke immer noch im Einsatz.
Um diese Speicherfunktion zu steuern, gibt es 3 weitere Befehle, die dem PIC ebenfalls per Tastendruck erteilt werden.
7x Taster betätigen: Alle Schaltausgänge werden ausgeschaltet, der Speicher mit den vorherigen Schaltstellungen (welche PINs EIN/AUS waren) bleibt aber erhalten.
Bsp.: Schaltausgang 1 und 5 sind ein, alle anderen aus.
Der Taster wird 7 Mal betätigt. Alle Schaltausgänge werden ausgeschaltet.
Trennt man danach die Spannungszufuhr zum PIC/Universalschalter kurz und führt sie dann wieder zu, ist die ursprüngliche Schaltstellung wiederhergestellt und Schaltausgang 1 und 5 im Beispiel sind wieder ein.
8x Taster betätigen: Die gespeicherten Schaltstellungen werden gelöscht, die aktuell vorhandenen Schaltstellungen aber werden noch bis zum Ausschalten der Spannungszufuhr zum PIC/Universalschalter beibehalten.
Bsp. Alle Schaltausgänge sind ein.
Der Taster wird 8 Mal betätigt. Der Speicher ist gelöscht.
Es sind aber nach wie vor noch alle Schaltausgänge eingeschaltet bis die Spannungszufuhr zum PIC/Universalschalter getrennt wird. Wird die Spannungsversorgung wiederhergestellt, ist alles auf Nullstellung (AUS).
9x Taster betätigen: Es werden der Speicher und alle aktuellen Schaltstellungen gelöscht.
Bsp. Schaltausgang 2 und 4 sind ein, alle anderen aus.
Der Taster wird 9 Mal betätigt. Anschließend werden alle Schaltausgänge ausgeschaltet und der Speicher gelöscht. Alles ist ausgeschaltet und bleibt auch nach Trennen und Wiederherstellen der Spannungszufuhr zum PIC ausgeschaltet (bis neue Schaltstellungen manuell per Tastendruck eingestellt werden).
Die Funktion dieser drei zusätzlichen Schaltmöglichkeiten tritt teils erst beim nächsten Aus-/Einschalten des PICs/Universalschalters in Kraft.
Werden nach dem nächsten Einschalten neue Schaltstellungen gedrückt, bleiben diese wiederum solange erhalten, bis sie mit 7, 8 oder 9 Tastendrücken gelöscht werden.
Die Beschreibung klingt zwar leider ein wenig kompliziert, die Bedienung ist aber in der Praxis ganz einfach zu bewerkstelligen wie das nachfolgende Video zeigt.
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Microcontroller
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