Hardwareentwicklung

Durch den modularen Aufbau von MED lässt sich die Hardware in 3 Abschnitte unterteilen: die Türklingel mit Display, den Tür-Sensor und den Briefkasten-Detektor. Im folgenden Beitrag wird die verwendete Hardware sowie der genaue Aufbau jedes Moduls beschrieben und die jeweilige Funktionsweise vorgestellt.

Die Türklingel

Die in Abb.2 gezeigte Türklingel ist aus Hardware-Sicht das komplexeste Modul. Sie besteht aus einem Mikrocontroller, dem Klingelknopf, dem LCD-Display zum Anzeigen der Nachrichten sowie einem Akku-Pack zur Energieversorgung. Außerdem wurde ein Widerstand benötigt, da die am Knopf anliegende Spannung sonst zu hoch wäre. Wie man dem in Abb. 1 gezeigten Schaltplan entnehmen kann liegt dabei das LCD-Display an den Pins D1 und D2 an, der Knopf ist mit Pin D5 verbunden. Beim drücken des Knopfs sendet dieser nun ein Signal an den Mikrocontroller, wodurch eine Benachrichtigung beim jeweiligen Endgerät des Nutzers ankommt. Dieser kann nun als Reaktion eine eigene Nachricht schreiben, welche über WLAN vom Mikrocontroller empfangen wird und anschließend am LCD-Display angezeigt wird.

Abb. 1: Schaltplan Türklingel
Abb. 2: Die fertige Klingel

Der Tür-Sensor

Für den in Abb. 4 dargestellten Türsensor wurde ein Raspberry Pi 3B als Mikrocontroller verbaut. Dieser hat gleichzeitig die Funktion, die Konfiguration von NodeRED sowie das dort gestaltete Dashboard zu verwalten. Außerdem verbaut sind zwei Widerstände, welche dazu dienen, die Spannung auf einen für die Reed-Switches brauchbaren Wert zu verringern. Für die eigentliche Funktion des Tür-Sensors wurden schließlich Reed-Switches verwendet. Davon befindet sich einer am Raspberry Pi, der andere muss vom Nutzer gegenüber an der Tür angebracht werden. Wird nun die Tür geöffnet, so wird das Magnetfeld des Reed-Switches unterbrochen, wodurch eine vom Mikrocontroller eine Benachrichtigung an den Nutzer geschickt wird.

Abb. 3: Schaltplan Tür-Sensor
Abb. 4: Der fertige Tür-Sensor

Der Briefkasten-Detektor

Die Erkennung von Posteinwürfen findet hier über eine Lichtschranke statt. Diese besteht aus dem in Abb.1 gezeigten Widerstand und einer Infrarot-Diode, sowie dem in Abb.2 gezeigten IR-Shield und dem dazugehörigen Mikrocontroller. Dabei wird die Diode auf einer Seite des Briefkastens angebracht und über ein Kabel mit dem Mikrocontroller verbunden. Dieser empfängt nun das IR-Signal am Receiver und sendet wenn die Lichtschranke durchbrochen wird per WLAN eine Benachrichtigung an den Nutzer, dass Post gekommen ist.

Abb. 5: Schaltplan Lichtschranke
Abb. 6: IR-Shield
Abb. 7: Der fertige Briefkasten-Detektor