Eine wesentliche Sicherheitsfunktion wäre zum Beispiel eine Überwachung des Küchenherdes. Nicht nur Senioren vergessen schon mal einen Topf bei angeschalteter Kochstelle, und wenn dann der Rauchmelder anspricht ist es eigentlich etwas spät. Dann ist bestenfalls nur das Essen verkokelt und der Hängeschrank schwarz, schlimmstenfalls brennt es wirklich.
Die auf dem Markt befindlichen "Seniorenschalter" bestehen aus einem dicken Schaltknopf am Herd und einem Installationsschütz, das nach vorwählbarer Zeit den Strom zum Herd unterbricht. Smart sieht anders aus!
Ich hasse Denglisch, aber für meine Konstruktion ist mir als griffige Bezeichnung nur "herdcontrol" eingefallen, schließlich mußten die Module in FHEM ja auch irgendwie benamst werden.
Was wird gebraucht für eine halbwegs smarte Herdüberwachung? Zunächst eine Einrichtung, die ohne Eingriff in den Herd selbst feststellen kann, ob Strom fließt. Herde sind üblicherweise an drei Phasen angeschlossen, die müssen alle überwacht werden. Als passend erwiesen hat sich ein handelsüblicher Zwischenzähler mit Impulsausgang, der durch einen eingebauten Optokoppler vom zu messenden Strom getrennt ist.
Der Zähler gibt je 100 Watt einen Impuls aus, das reicht völlig für unsere Zwecke aus.
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| Zwischenzähler 3-phasig mit Impulsausgang |
Der Zähler wird in den Schaltschrank eingebaut, das darf nur der Elektriker oder eine Person mit entsprechender Ausbildung. Die Leitung vom Optokoppler wird nach außen geführt, da liegt keine Spannung an und man kann gefahrlos hantieren.
Der Anschluß an den Raspi erfolgt auf einen GPIO, der als Eingang definiert wird.
Schaltbild:
Dann brauchen wir noch einen Sensor, damit der Raspi weiß, ob jemand in der Küche ist. Dazu können wir einen Funk-Bewegungsmelder nehmen, ich hab es lieber per Leitung und deswegen einen ganz einfachen aus dem Baumarkt genommen. Der gibt natürlich nur 230 Volt aus, die schalten ein entsprechendes Relais ( Finder mit Sockel z.B.) , der Schließer davon geht auch an den Raspi und einen GPIO-Eingang.
Schaltbild:
Als drittes wird eine Alarmeinheit benötigt, dem Stand der Technik enstsprechen kein Summer oder keine Tröte, sondern ein Lautsprecher, zum Beispiel ein Computerlautsprecher, die haben nämlich schon einen Verstärker eingebaut und sind schön laut. Der Lautsprecher wird an passender Stelle im Haus montiert und und an den Klinkenausgang vom Raspi angeschlossen.
Schaltbild:
Zu guter Letzt kommt noch ein Installationsschütz mit dreipoligen Öffner und einem einpoligen Schließer. Dieses wird selbsthaltend verdrahtet, d.h. es bleibt angezogen, auch wenn der Schaltstrom wieder weg ist.
Das ist aus Sicherheitsgründen so gedacht, denn wenn schon der "GAU" eintritt, daß der Herd abgeschaltet werden muß weil niemand reagiert, soll er auch aus bleiben, bis jemand ihn per Hand wieder einschaltet. Für das Wiedereinschalten dient ein Taster mit "Öffner", der den Haltestrom unterbricht. Dieser wird außerhalb des Schaltschranks an geeigner Stelle montiert. Man könnte ihn auch weglassen und die Sicherung, welche den Auslösestrom führt, kurz stromlos machen.
Das Schaltschütz wird neben dem Zwischenzähler im Schaltschrank montiert, macht der Elektriker gleich mit. Installationsschütze sind nichts weiter als Relais, die hohe Ströme schalten können, leider gibt es die nur mit 230 Volt Spulenspannung, also muß noch ein 12 Volt Relais davor, welches wir vom Raspi GPIO betätigen können.
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| Schaltschütz mit Betätigungsrelais |
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| Schaltbild ( Beispiel ) GPIO über Optokoppler an Relais |
Damit ist eine saubere Trennung von "Hochspannung" und Niederspannung gewährleistet.
Funktionsweise:
Der Zähler liefert Impulse, die vom Raspi über die Zeit aufsummiert werden, d.h. kommt bei kleinster Kochstufe länger als 1 Minute kein Impuls ( muß ggfls für den jeweiligen Herd angepaßt werden ) geht der Raspi in "Herd ist aus") .
Erkennt der Raspi ausreichend Impulse, geht er in "Herd ist an". Gleichzeitig wird der Bewegungsmelder abgefragt. Der hat eine einstellbare Zeit, nach welcher das Relais abfällt, wenn keine Bewegung detektiert wird.
Nun muß nur die Regel abgearbeitet werden: wenn Herd=on und Zeit Relais Bw > X dann aktiviere Sprachausgabe1 "Bitte denken Sie daren, daß der Herd noch angeschaltet ist."
Jetzt läuft im Raspi die zweite Zeit ab, nach X Minuten wird die Ansage generiert "Bitte gehen Sie in die Küche und kontrollieren Sie den Herd, ich schalte ihn sonst aus." Damit wird die dritte Zeit aktiviert, nach deren Ablauf die Meldung kommt: "Achtung. Ich schalte in einer Minute den Herd aus".
Nach Ablauf dieser Minute wird das Installationsschütz über das vorgeschaltete 12 Volt-Relais aktiviert, dieses geht in den Selbsthaltemodus und das Schütz bleibt dauerhaft aus, bis es manuell zurückgestellt wird.
Sofern vernetzte Rauchmelder im Haus sind, werden diese auch über den Raspi geleitet und aktivieren ebenfalls das Abschaltschütz.
Diese Konstruktion ist relativ aufwendig, aber sehr betriebssicher auch für den GAU, d.h. der Herd ist an und der Anwender hat das Haus verlassen.
Die Ansagetexte werden als MP3 gespeichert und abgerufen, es ist also keine Internetverbindung notwendig.
Mit Eintritt der Abschaltung wird eine email generiert, dafür muß natürlich eine Verbindung vorhanden sein.
