Jalousien-Schalter selbstgebaut

Endlich komme ich mal wieder dazu, ein paar Zeilen in diesen Blog zu schreiben. Grund dafür ist eine Bastelei, die ich euch nicht vorenthalten möchte.
Wir haben im Haus eine ganze Menge Jalousien, die mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet sind. Dieser Antrieb besteht aus einem Motor, der (vom Schutzleiter abgesehen) drei Anschlüsse hat: 230 Volt zwischen den Anschlüssen 1 und 2 rollt die Jalousie hoch, 230 Volt zwischen den Anschlüssen 1 und 3 rollt die Jalousie runter. Bei der Erstinstallation stand ich im Elektrofachmarkt vor der Wahl entweder einen ganz normalen Doppeltaster für 10€ oder einen Jalousienschalter für 50€ zu nehmen. Bei neun Schaltern kommt da schon einiges zusammen. Ich entschied mich aus finanziellen Gründen für die einfachen Doppeltaster, die bislang seit sechs Jahren ihren Dienst verrichten. Etwas nervig ist nur, dass die Motoren eben nur so lange laufen, wie man auf die Taste drückt. Ferner passiert es hauptsächlich mir immer wieder, dass ich mit meinen breiten Wurstfingern auch schon mal auf beide Taster gleichzeitig drücke, was ein hässliches Geräusch aus dem Jalousienkasten zur Folge hat. Und zu guter Letzt schwebte mir noch etwas vor, das ganze fernbedienbar zu machen (z. B. automatisiert nach Sonnenstand oder Temperaturdifferenz).
Das neue System sollte so funktionieren, dass ein kurzer Druck auf einen Taster dafür sorgt, dass die Jalousie selbständig ganz nach oben oder unten rollt. In dem Jalousiekasten sind Endschalter montiert, sodass der Motor die Jalousie nicht weiter drehen kann, als es mechanisch möglich ist. Betätigt man während dieser automatisch Fahrt eine der beiden Tasten, so soll der Motor sofort anhalten. Ein langer Druck auf den Taster soll genau dasselbe bewirken, wie die jetzigen Taster: Der Motor läuft nur so lange, wie man die Taste gedrückt hält. Werden irgendwann einmal beide Tasten gedrückt, dann hält der Motor sofort an und es müssen erst beide Taster losgelassen werden. Alles in allem ein Fall für einen Mikrocontroller.
Nun ist in einer Hohlwanddose nicht beliebig viel Platz, sodass 50Hz-Transformatoren von vornherein aussscheiden. Schaltnetzteile wären möglich, aber unnötig kompliziert und teuer. Da die gesamte Schaltung berührungssicher hinter dem Schalter in der Hohlwanddose eingebaut ist, fiel meine Wahl auf ein Kondensatornetzteil. Es ist simpel, einfach, jedoch ohne galvanische Trennung. Allerdings möchte ich niemanden ohne ausreichende Erfahrung im Umgang mit der Netzspannung empfehlen, dies nachzubauen.

Ich möchte nun erklären, wie dieses Netzteil funktioniert: Links oben wird die Zuleitung aus dem Sicherungskasten angeschlossen, dabei ist unerheblich, wo der Null-Leiter und wo die Phase angeschlossen sind. Vom Anschluss 1 ausgehend befindet sich als erstes eine Sicherung in der Zuleitung: Ein Kondensatornetzteil kann immer einmal durchschlagen. Man darf nicht denken, dass auf der Netzleitung ausschließlich eine reine 230V Sinus-Spannung anliegt. Hier gibt es aufmodulierte Zeitsignale für Nachtstromspeichersteuerungen, induzierte Spannungsspitzen in Höhen bis zu 2kV und andere kurze Impulse, die bis zu 6kV hoch sein können. Für ein herkömmliches Transformatornetzteil sind diese Spannungsspitzen quasi unsichtbar, denn der Transformator ist viel zu träge, um diesen Spitzen folgen zu können. Allerdings folgen daraus einige Konsequenzen für den Hauptakteur eines Kondensatornetzteiles, hier C1: Es muss sich um einen MKP-Typen handeln, die zum einen impulsfest sind und zum anderen über gewisse Selbstheilungseigenchaften verfügen. Die Spannungsfestigkeit muss 630V für Gleichstrom und 250V für Wechselstrom betragen.
Der Vorwiderstand R1 begrenzt noch einmal die hin und wieder auftretenden Spannungsspitzen. Ferner sorgt er dafür, dass beim Einschalten dieser Schaltung im Spannungsmaximum der Ladestrom des Kondensators nicht die Sicherung auslöst. Die Widerstände R2 und R3 (die keinesfalls durch einen einzelnen Widerstand ersetzt werden dürfen) tragen dafür Sorge, dass nach dem Abschalten der Netzspannung der Kondensator C1 innerhalb kürzester Zeit soweit entladen ist, dass man bei Berührung keinen elektrischen Schlag mehr bekommt.
Im weiteren Verlauf der Schaltung wird es eher altbacken: An eine Zenerdiode 12V/1,3W, welche die Spannung auf 12V nach oben und -0,7V nach unten erstmalig begrenzt, schließt sich eine normale Diode D2 an, welche die Spannung nochmals begrenzt auf 11,3V nach oben und 0V nach unten. Daran schließen sich dann der Siebelko C2, ein Spannungsregler, ein Ladeelko C3 und ein kleiner 100nF Kondensator C4 zur Unterdrückung von Schwingungen des Spannungsreglers.

Auch im rechten Teil der Schaltung ist keinerlei Magie zu erkennen: Links oben die +5 Zuleitung, darunter die 0V Leitung unten ganz unten links die 230V von der Sicherung.
Links am ATTiny kann man die drei Anschlüsse für den Doppeltaster erkennen. Auf der rechten Seite befinden sich zwei klassische Triac-Schalter, die ich noch kurz erläutern möchte. Sofern der ATTiny an seinen Port-Pins PB0 oder PB1 eine logische "1", also irgendetwas zwischen 4,5 und 5V  anlegt, befindet sich zwischen dem Gate-Anschluss des Triacs und dem Anschluss MT1 eine Spannung von kleiner als 0,7V. Diese Spannung braucht dieser Triac, der TIC206 zum Zünden. Sobald der ATTiny aber eine 0 an seinen Portpins schaltet, kann der Triac zünden und somit den Jalousienmotor mit Strom versorgen.
Ein weiteres Schaltungsdetail befindet sich rechts vom Triac, der sogenannte Snubber oder auch Boucherot-Glied: Es soll hochfrequente Störimpulse verhindern, die beim Schalten induktiver Lasten (Jalousienmotor) auftreten können. Diese Störimpulse können sich zum einen auf andere Geräte im Haushalt auswirken, den Rundfunkempfang (auch der Nachbarn) stören und auch dazu führen, dass der Triac "über Kopf" zündet, d. h. auch ohne Zündimpuls geht der Triac in den leitenden Zustand.

Dies war die erste Version meiner Jalousien-Steuerung, die ich anschließend noch einmal modifiziert habe: Der Doppeltaster war so angeschlossen, dass der gemeinsame Anschluss auf Pin 1, der Auf-Taster an Pin 2 und der Ab-Taster an Pin 3 des Steckers (zweites Bild ganz links) lag.
Den gemeinsamen Anschluss habe ich dann an den GND-Anschluss des ATTiny gelegt, während ich in den Ports die internen Pull-Up Widerstände eingeschaltet hatte. So kann ich auch mit zwei Anschlüssen beide Schalter abfragen. Nun ist ein Anschluss frei geworden, allerdings reichte das noch nicht: Ich hatte immer noch einen Anschluss zuwenig. Ich tauschte daher den ATTiny22 gegen einen ATTiny 25, dessen RESET-Anschluss sich auch als weiterer Portpin benutzen ließ. Des weiteren verfügt der ATTiny25 über eine SPI Schnittstelle, die ich zum Ansteuern des Funkmodul RFM01-433 Empfangsmodul benötigte. Damit habe ich nun endlich, was ich immer haben wollte: Eine intelligente Jalousiensteurung, bei der ein kurzer Tastendruck reicht, um die Jalousie vollständig hoch oder runter zu fahren, anstatt dass ich die ganze Zeit über mit dem Finger auf dem Taster dabei stehen muss. Und zum anderen konnte ich nun die Jalousie (oder auch mehrere) mit einem Funksignal steuern.
Wie ich das ganze Paket dann in die Hohlwanddose gequetscht habe, ist eine andere Geschichte.