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Im Zuge der Erneuerung einer vorhandenen Läutanlage sollte im Nachbarort die elektronische Kirchenglocke modernisiert werden. Da eine professionelle Läutanlage sowohl einerseits zu umfangreich, als auch andererseits zu kostspielig gewesen wäre (teilweise bis zu 2500,-€), entwarf ich kurzerhand auf Basis des KLS360 Architekturbeleuchtungssystems folgende Läutanlage. In einem kleinen Hutschienengehäuse steuert ein ATmega32 ein mp3-Soundmodul, welches mp3s von einer Mikro-SD-Karte abspielen kann. Es können derzeit bis zu 20 verschiedene Klänge abgespielt werden, wobei die Abspiellänge nur von der Speicherkarte selbst beschränkt ist. Eine stattliche Anzahl an programmierbaren Speicherplätzen für das zeitgenaue Abspielen der Glockenklänge und ein 433MHz Funkempfänger runden die Anlage schließlich ab. Bei einem reinen Komponentenpreis von rund 100,-€ (Auflistung der Preise siehe weiter unten) ist das eine feine Sache.

 

Hier ein Bild und einige Daten der elektronischen Kirchenglocke:

 

Aufwarten kann das Gerät mit den folgenden Daten:

  • 2x16 Zeichen LC-Display mit Menüstruktur zum Einrichten der Läutanlage
  • Funkuhrempfang per DCF77-Empfänger
  • 433MHz Funkempfänger mit 4 Tasten und bis zu 10 einzelnen Fernsteuerungen
  • mp3-Soundmodul auf Basis des VS10xx Chipsatzes der Firma VLSI
  • Relaisausgang zum Ein- und Ausschalten eines externen Verstärkers
  • 32 programmierbare Timer-Plätze zum wochentags- und zeitabhängigen Läuten

 

Bedienungsanleitung

Eine vollständige Bedienungsanleitung mit Anschlussplan kann hier heruntergeladen werden:

eGlocke Anleitung v1.0 vom 14.05.2012

 

Schaltplan

Der Schaltplan besteht eigentlich hauptsächlich aus einer Grundschaltung für einen Atmel-Prozessor (Mitte), einem kleinen Spannungswandlerteil zur Erzeugung von +5Vdc aus einem Spannungsbereich von 7V bis 30V (Links) und der Peripherie. Hierzu zählen zum Einen die vier Taster für die Menüführung (Rechts oben), die drei Status-LEDs (Mitte rechts), dem LCD-Anschluss nebst Transistor für die Displaybeleuchtung und Kontrastregler (Mitte), sowie dem DCF77-Empfänger mit einer kleinen Spannungsteilerschaltung zur Erzeugung von 3Vdc. Zusätzlich ist noch ein Transistor zum Ansteuern eines kleinen +5Vdc Relais vorgesehen.

Der hier gezeigte DMX512-Sender ist in dieser Fassung des Schaltplans noch enthalten, da es sich um den Originalplan der Architekturbeleuchtung handelt. Für die eGlocke wird der SN75176 allerdings nicht benötigt. Stattdessen werden insgesamt 10 einzelne Steuer-Leitungen vom Mikrocontroller zum mp3-Modul gelegt, um die einzelnen mp3-Dateien starten und stoppen zu können (siehe weiter unten). Zusätzlich wird der Steuerausgang des Mikrocontrollers für den Relais-Transistor auch an das mp3-Modul gelegt, da dieses über einen Einschalteingang verfügt, sodass man das mp3-Modul zu 95% der Zeit komplett ausgeschaltet lassen und nur während des Läutens vom Mikrocontroller aus einschalten kann.

 

eGlocke Schaltplan

 

Die groben Komponentenpreise:

  • 25,-€ MP3 Modul von ELV
  • 25,-€ 433MHz 4-Kanal Empfänger von Pollin
  • 10,-€ LC Display mit Hintergrundbeleuchtung
  • 5,-€ DCF77 Empfänger von Pollin
  • 5,-€ Hutschienengehäuse
  • 30,-€ µController, Bauteile und Montagematerial

 

Mikrocontroller und Firmware

Als Mikrocontroller wird ein ATmega32 verwendet, welcher mit der BASCOM Version 2.0.7.2 programmiert wurde. Der Flash wird derzeit ca. zur Hälfte ausgenutzt, sodass man die Firmware noch durchaus erweitern kann. Auch kann man ggfs. sogar noch einen ATmega16 verwenden. Es muss dann lediglich die Definitionsdatei in BASCOM geändert werden. Der Sourcecode kann hier heruntergeladen werden:

Download des Sourcecodes (BASCOM v2.0.7.2 - Achtung: für BASCOM vor v2.0.7.x muss der Code ggfs. angepasst werden)

 

mp3-Soundmodul

Zum  Abspielen der Glockenklänge wird ein mp3-Chip der Firma VLSI verwendet. VLSI bietet hierzu mp3-Decoderchips an, welche über ein SPI-Interface bequem vom Mikrocontroller aus angesteuert werden können. Da ich beim Suchen leider nur auf Quellen für diesen Chip gestoßen bin, wo mich der Decoder knapp 16 Euro gekostet hätte, habe ich ein fertiges Modul von ELV verwendet, auf dem bereits ein VLSI-Chip, sowie ein fertig programmierter ATmega32 und ein SD-Kartenslot enthalten ist. Somit ist das Modul bereits vollständig einsatzfähig und kann über 10 einzelne Taster angesteuert werden.

Leider verwendet das Modul ein gemultiplextes Tastenfeld, sodass man insgesamt 10 BC54x Transistoren benötigt, um diese Matrix von einem anderen µController aus ansteuern zu können. Jedoch lässt sich das noch fliegend verdrahten. Das Modul besitzt weiterhin einen kleinen NF-Verstärker, sodass man auch gleich einen kleinen Lautsprecher anschließen kann. Ein Stereo Line-Out ist natürlich ebenfalls enthalten, welchen ich schließlich verwendet habe. Das Modul hier bei ELV unter der Artikelnummer 68-092853 bzw. unter der Bezeichnung "MP3 Sound-Modul MSM 2" für rund 20,-€ zu bekommen.

Nachdem das Modul auf die aktuelle Firmware v1.1 upgedated wurde, konnte ich per Tastenkombination das Modul auf "Dauer-Ein" und "Stereomodus" stellen, sodass zwischen Umschalten von Klängen keine Knackser mehr auftraten. Ein- und Ausschalten des Moduls wird dann vom Hauptprozessor aus über den "Enabled"-Eingang zusammen mit dem kleinen 230V-Relais für den eigentlichen Verstärker vorgenommen.

 

Der Anschluss sieht schließlich wie folgt aus:

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