Funkzündanlage für Pyrotechnik
Durch den Kontakt zu einigen professionellen Pyrotechnikern entstand im Laufe der Zeit ein eigenes Open Source Funkzündsystem welches einige spezielle Anforderungen erfüllt und leicht um weitere Komponenten und Ausbauten erweitert werden kann. Eine Projektdokumentation.
Inhaltsverzeichnis
Die Empfänger
Die Empfänger sind über Funk und/oder Kabel angebundene Einheiten an die die Brückenanzünder angeschlossen werden können. Je nach Einsatzzweck und -ort gibt es die Empfänger in verschiedenen Größen und Ausführungen.
Empfänger „Mini 3“
Für den Bühneneinsatz war es notwendig ein möglichst kompaktes und robustes Gerät zu haben um so besondere Einsatzfälle zu ermöglichen. Die gesamte Elektronik und die Batterien finden in einem Standard-Aluminium-Profilgehäuse von Fischer-Elektronik platz. Durch Lösen einer Schraube am Gehäuse kann das Gehäuse aufgeschoben werden um so die Batterien wechseln zu können.
- Befestigung an einem Grütel oder in einer Hostentasche für den transportablen personengebundenen Einsatz um z. B. einen Blutbeutel platzen zu lassen.
- Unauffällige Befestigung an Bühnentrussings oder an/in Bühnenrequisiten.
- Befestigung an Feuerspielgeräten (Feuerstäbe)
Technische Merkmale
- Zündspannung: 24 V (geeignet für 3 Brückenanzünder Typ A oder U)
- Schneller und einfacher Anschluss der E-Anzünder über Hebelklemmen
- Anbindung über verschlüsselte 868 MHz Funkstrecke, Reichweite ca. 150 m freifeld
- Betrieb über 2 AAA Batterien
- Kanaltest direkt am Gerät durchführbar, Kanalzustände werden über LEDs angezeigt
- Abmessungen: 80 mm x 41 mm x 24 mm, Gewicht: 110 g
Empfänger „Modulo“
Der Empfänger „Modulo“ ist der große Bruder des „Mini 3“. Er besteht intern aus einem Mainboard, an den 1 bis 8 Zündmodule á 8 Kanälen angebunden werden können.
Technische Merkmale
- 8 – 64 Kanäle, Zündspannung 60 V mit Boostkonverter, geeignet für 3 Brückenanzünder Typ U oder 6 Brückenanzünder Typ A in Reihenschaltung pro Kanal
- Zündstromschaltung kombiniert mit Relais und MOSET mit Strombegrenzung
- Anbindung über verschlüsselte 868 MHz Funkstrecke, Reichweite ca. 150 m freifeld
- Anbindung über XLR Kabel RS485 (DMX Kabel geeignet)
- DC Stecker in Frontplatte zur Stromversorgung (12 V) ermöglicht flexible Auswahl von Akku- oder Batteriepacks und schnellen und einfachen Wechsel
- Widerstandsmessung der Zündkreise
- Zündkreismessung direkt am Gerät durchführbar, Kanalzustände werden über LEDs angezeigt
- Zündkreis-Freigabe über eingebauten Schlüsselschalter
Mainboard
Das Mainboard beherbergt Mikroprozessor, Funkmodul, Spannungsregelung, Zündspannungserzeugung, Zündungselektronik und Schnittstellen.
Zündmodule
Jedes Zündmodul bindet 8 Zündkanäle an das Mainboard an. Bis zu 8 Zündmodule können parallel über ein 20-poliges Flachbandkabel an das Mainboard angeschlossen werden. Es enthält pro Kanal ein Relais und eine LED zur Anzeige des Kanalzustandes. Der Mikroprozessor auf dem Funkmodul steuert die Relais und LEDs und ist über den I²C-Bus an das Mainboard angebunden. Das Leiterplattenlayout ist so angelegt dass die Zündmodule direkt hinter der Frontplatte montiert werden können so dass keine weitere Verkabelung zu LEDs oder Kanalbuchsen notwendig ist.
Frontpanel
Auf der Frontpanel-Leiterplatte sind die Status-LEDs (Power, Arm, Radio, Com, Status) und die Bedienelemente – 3 Taster für Power, Kanalwahl, und Kanaltest – untergebracht. Das Frontpanel wird über ein 26-poliges Flachbandkabel mit dem Mainboard verbunden. Über das Flachbandkabel werden auch die RS485 Schnittstelle für die kabelgebundene Kommunikation zum Gateway oder weiteren Empfängern, sowie die I²C-Schnittstelle geführt. So können im Gerät noch zusätzliche Komponenten wie Display oder weitere IOs angesteuert werden.
Das Gateway
Das Gateway ist ein Umsetzer von WiFi auf 868 Funk. Auf das Gateway kann mit jedem WLAN-fähigem Gerät mittels eines Webbrowsers zugegriffen werden und so die einzelnen Empfänger angesteuert werden. Zusätzlich bietet das Gateway eine dokumentierte API (Softwareschnittstelle) so dass die Empfänger auch von andere Systeme universel angesteuert werden können und eigene Implementierungen gebaut werden können. Das Gateway wird über eine USB-C Buchse mit Strom versorgt, so dass eine Power-Bank, ein USB-Ladegerät, ein Notebook u. v. a. verwendet werden kann.
Das Gateway spannt einen Access-Point mit konfigurierbarer Passphrase auf. Über den integrierten Webserver stehen mit einem WiFi-fähigem Gerät alle Funktionen der Empfänger über eine grafische Oberfläche zur Verfügung:
- Pairing von Empfängern; befindet sich ein Empfänger im Pairingmodus, kann dieser vom Gateway gefunden werden und mit einem individuell einstellbarem Schlüssel programmiert werden, so dass kein unerlaubter Zugriff auf die Empfänger möglich ist
- Scharf- / sicherschalten; erst beim Scharfschalten wird im Empfänger der Zündspannungsgenerator aktiviert um so die Standby-Zeit zu erhöhen. Die Zündspannung steht je nach Empfängermodel in wenigen Sekunden zur Verfügung
- Kanäle testen; alle Empfänger verfügen über einen integrierten Kanaltest mit dem der Widerstand des jeweiligen Zündkanals angezeigt werden kann
- Kanäle zünden