6-fach UP Taster mit RGB LEDs und Näherungserkennung

Version 11.1 by Olli S. on 2019/10/23 08:37

6-fach Taster für die Unterputzmontage mit 6 RGB LEDs zur Funktionsanzeige und Näherungssensorik (Artikel in Arbeit...)

Beschreibung

Für die Anzeige, welcher Taster für welche Funktion vorgesehen ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine davon ist, eine Farbe für eine Funktion im gesamten Haus durchgängig zu haben. Für die Realisierung dieser Idee habe ich einen eigenen Taster entworfen.

Der Taster reagiert auf die Annäherung eines Objektes (meistens Hand) mit dem Aufleuchten der 6 RGB LEDs, die hinter den einzelnen Tasterflächen angebracht sind. Die Farbe kann pro Taste per KNX parametriert werden. Die LEDs werden für eine ebenfalls einstellbare Zeit an- und wieder aus-gedimmt.

Zusätzlich ist es möglich eine weitere Farbe für alle 6 LEDs als Nachtlicht zu parametrieren. Dieses Nachtlicht hat einen eigenes Kommunikationsobjekt.

Die Helligkeiten der Funktions- sowie der Nachtlichtbeleuchtung kann separat parametriert werden.

Hardware

Die Hardware besteht aus der Tasterplatine, die beidseitig bestückt ist (SMD). Als Controller wurde der lpc1115_io16_up gewählt. Diese beiden Platinen werden mit einem Flachbandkabel verbunden und lassen sich somit einfach montieren.

Die Abdeckung und somit auch die eigentlichen Tasterwippen wurden mit einer CNC Fräse hergestellt.
Dazu wurde der Unterbau aus einer 4mm Hartschaumplatte hergestellt und ist passend für einen Gira System55 Rahmen.
Die Oberteile sind 3 Wippen, wobei die äußeren ein wenig abgerundet sind. Diese Teile wurden aus einem speziellen truLED Plexiglas für hinterleuchtete Bauteile hergestellt, sodass der Leuchtpunkt nicht so sehr sichtbar ist und das Licht gleichmäßig verteilt wird.

Herstellung der Tasterwippen

Die Teile der Tasterwippen habe ich in Freecad erstellt. Daher habe ich die FCStd Daten hier hochgeladen. Aus diesen Daten können sämtliche Datendateien erstellt werden, sodass jede CNC Fräse damit gefüttert werden können sollte.

Das Unterteil
Das Unterteil besteht aus 4mm Hartschaum. Dieses kann als Plattenmaterial z.B. beim großen Internet-Auktionshaus erworben werden. Wichtig ist, dass dieses eine gewisse Dichte hat, da die äußeren Arme als Spannvorrichtung diesen, um das Teil im Rahmen zu halten. Ist das Material zu weich, kann keine ausrechende Spannkraft erreicht werden.

Die Tasterwippen
Die 3 Tasterwippen werden aus truLED Plexiglas hergestellt. Dieses hat hervorragende Eigenschaften für die Hinterleuchtung mit LEDs. Auch dieses Material ist als 3mm starkes Plattenware zu erwerben.

Der Zusammenbau
Die Oberteile werden auf das Unterteil geklebt. Da die Kurzhub Taster nur einen Hub von 0,25mm haben, wird auch nur dieses als Spiel zwischen Ober- und Unterteil benötigt.
Für den Zusammenbau wird das Unterteil in einen Gira System55 Rahmen eingelegt. Darauf kommen über die Freiflächen 2 Pappstreifen mit der Dicke von ca. 0,25mm.
Der Steg in der Mitte muss dabei für den Kleber frei bleiben. Für den Abstand zu den Seiten und zwischen den Wippen habe ich mir passende Pappstreifen zurechtgesucht, sodass die Abstände immer gleichbleibend werden.
Nun wird Heißkleber (meiner ist von Pattex) für die erste Tasterwippe auf das Unterteil aufgetragen. Mit den Pappstreifen als Abstandshalter wird die erste Wippe aufgeklebt. Die beiden weiteren Wippen folgen ebenso.
Zuletzt musste ich noch eine sehr dünne Schicht Heißkleber auf die Außenseiten der äußeren Arme des Unterteils aufbringen. Die Haltekraft im Rahmen war nicht ausreichend und der Heißkleber hat eine sehr gute "Anti-Rutsch" Wirkung.

benötigte Bauteile

Leider sind nicht alle benötigten Bauteile in einem Shop bestellbar.

Zusätzlich ist mir beim Erstellen dieses Artikels aufgefallen, dass man den von mir verwendeten LED Controller WS2803 nicht mehr bekommen kann. Zumindest habe ich ihn nicht mehr finden können. Eventuell gibt es ihn zukünftig wieder zu kaufen, oder es gibt einen Ersatzbaustein?!
Sollte dies nicht der Fall sein, könnte man evtl auf RBG LEDs mit integriertem WS2811 Controller umschwenken. Dazu wäre natürlich eine veränderte Hardware und Software nötig.
Die benötigten strengen Timings für den WS2811 Controller sollten einzuhalten sein, da die Ausgabe der LED-Werte mit der SPI-Hardware im ARM Controller realisiert wurde.

Teil	Wert	Package	Beschreibung	Shop	Bestellnummer
C1	1n	C0805	Kondensator	Reichelt	NPO-G0805 1,0N
D1	SFH4640	SFH4640	IR-Diode	Mouser	720-SFH4640
D2	BPW34FAS	BPW34FAS	IR-Empfänger	Mouser	720-BPW34FAS
JP1	PINHD	2X13SMD	Stiftleiste	Reichelt	SL 2X40G SMD2,54
LED1	RGB	RGBLED5050	RGB LED	led-stübchen	5050 RGB SMD LED PLCC6 3-Chip
LED2	RGB	RGBLED5050	RGB LED	led-stübchen	5050 RGB SMD LED PLCC6 3-Chip
LED3	RGB	RGBLED5050	RGB LED	led-stübchen	5050 RGB SMD LED PLCC6 3-Chip
LED4	RGB	RGBLED5050	RGB LED	led-stübchen	5050 RGB SMD LED PLCC6 3-Chip
LED5	RGB	RGBLED5050	RGB LED	led-stübchen	5050 RGB SMD LED PLCC6 3-Chip
LED6	RGB	RGBLED5050	RGB LED	led-stübchen	5050 RGB SMD LED PLCC6 3-Chip
R2	2k	R0805	Widerstand	Reichelt	RND 0805 1 2,0K
R4	1M	R0805	Widerstand	Reichelt	RND 0805 1 1,0M
S1	Taster	TASTER_9314	Taster	Reichelt	RND 210-00203
S2	Taster	TASTER_9314	Taster	Reichelt	RND 210-00203
S3	Taster	TASTER_9314	Taster	Reichelt	RND 210-00203
S4	Taster	TASTER_9314	Taster	Reichelt	RND 210-00203
S5	Taster	TASTER_9314	Taster	Reichelt	RND 210-00203
S6	Taster	TASTER_9314	Taster	Reichelt	RND 210-00203
U1	WS2803	SOP-28	LED Controller	-	leider nicht mehr bestellbar

Software

Die Software wurde aus der in8-bcu1 Software abgeleitet.
Die Produktdatenbank ebenso aus der Jung 2118 VD. Da für die LEDs und neuen Funktionen einige Kommunikationsobjekte benötigt wurden, sind zur Zeit nur maximal 6 Taster und eben 6 RGB LEDs möglich (begrenzt durch die BCU1 Kapazität)