Nicht jede Antenne ist für jede Frequenz zu gebrauchen. Möchte man herausfinden, was eine Antenne leisten kann, oder selbst eine Antenne bauen und für einen gewissen Einsatzzweck optimieren, kommt üblicherweise ein „Vector Network Analyzer“, kurz VNA, zum Einsatz. Professionelle Geräte sind gerne im 4-stelligen Euro-Bereich angesiedelt. In vielen Fällen kann man das Ziel jedoch auch mit einem abgespeckten Gerät erreichen, einem „Vector Impedance Analyzer“. Ein solcher, genauer der NS1201SA, ist mir günstig bei einer Auktion begegnet. Also schauen wir mal, was die hiesigen Antennen so können.
Achtung: Preise können stark Schwanken. Wenn du sowas wirklich kaufen willst ist es besser sich Zeit zu lassen und zu schauen, wie sich die Preise entwickeln. Denk bei Händlern aus dem EU-Ausland daran, dass Einfuhrumsatzsteuer und ggf. Zollgebühren dazu kommen. Solltest du hohe Frequenzen wie z.B. WLAN nicht benötigen ist ein Blick auf andere, günstigere Geräte wie z.B. NanoVNA sicher keine schlechte Idee.
Wenn man Daten drahtlos übertragen möchte ist mit den üblichen Funkmodulen für Arduino & Co meist nach wenigen hundert Metern Schluss. Zwar gibt es mit Handymodulen einfache Möglichkeiten, jedoch ist hierzu eine entsprechende Datenkarte samt Vertrag notwendig. An dieser Stelle kommt die proprietäre Modulationsart „LoRa“ (Long Range) ins Spiel: Hiermit können draußen im frei Nutzbaren 868MHz-Bereich Strecken von mehreren Kilometern überbrückt werden. Wem das nicht reicht kann auf LoraWAN zurückgreifen. Hierbei betreiben Freiwillige und Firmen LoRa-Empfänger, welche empfangene Datenpakete ins Internet weiterleiten.
Den Plan und den Aufbau der Platine hatte ich ja bereits gezeigt, dieses mal geht es um die Software und den Einbau des Moduls in einen „echten“ Rauchmelder. Eigentlich keine große Sache, aber Murphy hatte offenbar seinen Spaß: FIFO-Bedenken, falsch hergestellte Kabel und ein paar Fehler im Platinenlayout machten daraus dann doch etwas mehr Aufwand. Am Ende läuft der Prototyp weitestgehend, nur der Stromverbrauch ist noch nicht dort, wo ich ihn vermuten würde.
Immer Batterie leer, Keiner bekommt Alarme mit und getestet wird ohnehin nie – auch wenn Heimrauchmelder einen wichtigen Job zu erfüllen haben, so hat die Umsetzung doch in vielen Fällen ziemliche Lücken und Nachteile. Für ein paar abgelegene Räume, die nur als Lager genutzt werden, soll jetzt hier etwas praktischeres her.
RF24-Module sin ein guter Kompromiss um günstig und einfach Daten mit einem Mikrocontroller wie dem Arduino per Funk zu übertragen. Das Modul übernimmt dabei viele Aufgaben zur Sicherstellung einer korrekten Übertragung, sodass der µC weniger Aufgaben erledigen muss.
Nicht immer kann ein ein Kabel legen um Daten eines Mikrocontrollers wie dem Arduino zu ihrem Ziel zu bringen. Hier zeige ich die bekanntesten Möglichkeiten um mit Mikrocontrollern Daten drahtlos zu übertragen.
tl;dr: Am Ende des Artikels kann man Tonfolgen abspielen
Kennt wer 5-Ton-Folgen? Nein? Dann holen wir mal wieder aus: Viele Rettungsorganisationen (DRK, ASB, JUH, MHD, Feuerwehren, THW, DLRG, Polizei, etc) arbeiten nach wie vor mit analogen Funkgeräten um untereinander zu kommunizieren. Auch die Alarmierung ist vielfach hierüber geregelt. Um eine selektive Alarmierung zu ermöglichen werden diese in Gruppen zusammengefasst und erhalten eine „Rufnummer“ (ID, Schleife). Um diese anzusprechen werden auf dem jeweils zuständigen Funkkanal Töne gesendet, welche den Zahlen entsprechen. In Deutschland sind diese Nummern 5 Ziffern lang und nach dem Standard des Zentralverbandes Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) kodiert. Eine Sonderstellung nehmen Sirenen ein, diese reagieren – im Gegensatz zu den Sonstigen Funkempfängern – nicht direkt auf die Nummern, sondern benötigen einen zusätzlichen Doppelton um die Auslösung zu bestätigen. Zwar soll das Konzept bis spätestens 2010 auf ein digitales Verfahren (TETRA) umgestellt werden, offensichtlich machen sich in vielen Bereichen jedoch diverse Schwächen dieses Systems, welches auf der Handytechnik der frühen 2000er basiert, bemerkbar.
Warum ich mich damit beschäftigte? Nunja, einige Arbeitskollegen sind etwas Feuerwehrverrückt, in den jeweiligen Funkzentralen aktiv und können die für sie zuständigen Tonreihenfolgen aus dem Kopf. Und zucken so schön zusammen, wenn diese unvermittelt durch das Büro hallen. Also zumindest bis sie realisieren, dass dies technisch gar nicht möglich ist, denn in einem echten Alarmfall würde ihr Melder erst mal einen Alarmton generieren. Trotzdem: Praktischer Wecker.
Programme um diese Tonreihenfolgen zu erzeugen gibt es vielfach im Netz, aber ich wollte halt mal etwas Anderes, flexibel sein und war ohnehin für meine Wohnungsbeschallung mit HTML5 am experimentieren. Ergebnis ist ein HTML5-Basierter Tongeber – alles läuft im Browser, keine vorberechneten Töne.
Technischer Hinweis: Das Script ist schon etwas älter, einige Befehle des HTML5-Codes sind inzwischen als deprecated markiert und müssten mal erneuert werden.
Rechtlicher Hinweis: Kollegen über die Boxen nerven OK, sich am Funk zu vergreifen gefährdet jedoch Menschenleben und führt zu entsprechenden Strafen.
Rechtlicher Hinweis 2: Das Script hat keine Zulassung, also liebe FEZs: Bleibt bei eurer Software/Testsendern, auch wenn sie nicht so stabil sind 😉
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1">
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="author" content="2014 Florian Knodt - www.adlerweb.info">
<meta http-equiv="content-language" content="de">
<meta name="generator" content="OnlineZVEIGenerator 0.1">
<title>Online ZVEI Generator</title>
</head>
<body>
<script>
var osc1,osc2;
var sendstr = [];
var cur = -1;
var contextSwitcher = (
window.mozAudioContext ||
window.webkitAudioContext ||
window.AudioContext ||
window.oAudioContext ||
window.msAudioContext
);
if (contextSwitcher) {
var context = new contextSwitcher();
}
function toneStart(freq1, freq2) {
osc1 = context.createOscillator();
osc1.type = 'sine';
osc1.frequency.value = freq1;
gainNode = context.createGain ? context.createGain() : context.createGainNode();
osc1.connect(gainNode,0,0);
gainNode.connect(context.destination);
gainNode.gain.value = .1;
osc1.start ? osc1.start(0) : osc1.noteOn(0)
if (freq2 > 0) { //Wenn Doppelfrequenzton
osc2 = context.createOscillator();
osc2.type = 'sine';
osc2.frequency.value = freq2;
gainNode = context.createGain ? context.createGain() : context.createGainNode();
osc2.connect(gainNode);
gainNode.connect(context.destination);
gainNode.gain.value = .1;
osc2.start ? osc2.start(0) : osc2.noteOn(0)
}
}
function toneStop() {
if(osc1) osc1.disconnect();
if(osc2) osc2.disconnect();
}
function toneSequence() {
toneStop();
if (sendstr.length <= 0) {
return;
}
ncur = sendstr.shift();
if (cur == ncur) {
cur = "R";
}else{
cur = ncur;
}
wait = 0;
if (cur == "p") {
//Pause 600ms
wait = 600;
}else if (cur == "F") {
//Sirenenton Feueralarm
toneStart(675,1240);
wait = 5000;
}else if (cur == "P") {
//Sirenenton Probe
toneStart(675,1860);
wait = 5000;
}else if (cur == "Z") {
//Sirenenton Zivilschutz Alarm
toneStart(675,825);
wait = 5000;
}else if (cur == "W") {
//Sirenenton Zivilschutz Warnung
toneStart(675,2280);
wait = 5000;
}else if (cur == "E") {
//Sirenenton Zivilschutz Entwarnung
toneStart(675,1010);
wait = 5000;
}else if (cur == "w") {
//Weckton
sendstr.unshift("WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP", "WT", "WP");
}else if (cur == 0) {
toneStart(2400,0);
wait = 70;
}else if (cur == 1) {
toneStart(1060,0);
wait = 70;
}else if (cur == 2) {
toneStart(1160,0);
wait = 70;
}else if (cur == 3) {
toneStart(1270,0);
wait = 70;
}else if (cur == 4) {
toneStart(1400,0);
wait = 70;
}else if (cur == 5) {
toneStart(1530,0);
wait = 70;
}else if (cur == 6) {
toneStart(1670,0);
wait = 70;
}else if (cur == 7) {
toneStart(1830,0);
wait = 70;
}else if (cur == 8) {
toneStart(2000,0);
wait = 70;
}else if (cur == 9) {
toneStart(2200,0);
wait = 70;
}else if (cur == "R") {
toneStart(2600,0);
wait = 70;
}else if (cur == "WT") {
toneStart(2600,0);
wait = 200;
}else if (cur == "WP") {
wait = 200;
}
setTimeout(toneSequence, wait);
}
function toneFromForm() {
str = document.getElementById("alarmstr").value;
for (var i = 0, len = str.length; i < len; i++) {
sendstr.push(str[i]);
}
toneSequence();
}
function strAdd(str) {
document.getElementById("alarmstr").value += str;
}
</script>
<h1>Javascript/WebAudioAPI ZVEI Generator</h1>
<hr>
<button id="feuer" class="beginDial" onclick="strAdd('F')">Feuer</button>
<button id="probe" class="beginDial" onclick="strAdd('P')">Probe</button>
<button id="zsa" class="beginDial" onclick="strAdd('Z')">Zivilschutzalarm</button>
<button id="zsw" class="beginDial" onclick="strAdd('W')">Zivilschutzwarnung</button>
<button id="zse" class="beginDial" onclick="strAdd('E')">Zivilschutzentwarnung</button>
<button id="zse" class="beginDial" onclick="strAdd('w')">Weckton</button>
<button id="zse" class="beginDial" onclick="strAdd('p')">Pause</button>
<hr>
<input type="text" id="alarmstr" name="alarmstr" size="100" value="p12345p12345pFp54321p54321pw">
<button id="zse" class="beginDial" onclick="toneFromForm()">Alarm senden</button>
<hr>
<h2>Bedienhinweise</h2>
Für ein korrektes Format folgendes beachten:
<ul>
<li>Vor dem Alarm müssen ~600ms Stille sein - ggf. Pause einfügen</li>
<li>Eine ID besteht aus 5 Stellen</li>
<li>Nach einer ID müssen ~600ms Stille sein - Pause einfügen</li>
<li>IDs werden üblicherweise zwei mal wiederholt</li>
<li>Nach zwei Aussendungen der ID kann optional ein Weckton oder Sirenenton gewählt werden</li>
<li>Probe sowie Zivilschutzalarme sind abgekündigt</li>
</ul>
<hr>
<h2>Technische Hinweise</h2>
<ul>
<li>Eine ID entspricht 70ms</li>
<li>Eine Pause entspricht 600ms</li>
<li>Folgen 2 gleiche Zeichen aufeinander wird automatisch ein Widerholton generiert</li>
<li>Als Weckton wird der Wiederholton (2600Hz) mit 200ms-Muster verwendet</li>
<li>Töne werden per WebAudioAPI generiert, die Qualität ist vom Browser abhängig</li>
</ul>
</body>
</html>
…und direkt zum Testen:
Javascript/WebAudioAPI ZVEI Generator
Update 2018-03-16: Chrome hat die numerische Typzuordnung entfernt, statt osc*.type = 1 muss es nun osc*.type = 'sine' heißen. Danke an Stappi für den Hinweis.
