OpenKNX Wiegand-Converter

[SvenB]

Ich bin mit dem Wiegand-Converter gestartet und hab noch ein paar Fragen zur Verdrahtung, dass es so ist, wie es sein soll: Galvanisch getrennt.
Laut meinen Informationen läuft Wiegand mit 5-24VDC und hat D0, D1 sowie GND in der Leitung. (D0/D1 sind hier nicht Phasenverkehrt). Da der Bus auch aus dem Haus heraus geführt wird, ist in meinen Augen eine galvanische Trennung nötig und ich hab von Spannungswandler auf Optokoppler gewechselt.

Hier ein erster Versuch:
Wiegand_OpenKNX_v1.png
Da der Optokoppler auf der Eingangsseite keine extra Spannung braucht, konnte ich auf die Schaltung zu Erzeugung ner stabilen Spannung auf der Wiegand-Seite verzichten. Ich hielt aber TVS-Dioden noch für sinnig. Der Optokoppler hat ne Vrms von 3750V. Das muss reichen ;-)
Aber muss ich hier noch Pull-Ups oder ähnliches einbauen? Bietet sich ein anderer Koppler / Technik an? Sonstige Verbesserungen?

Danke, dass ihr mir Elektronik-Laie in die Schuhe helft.

[tobiasr]

Soll das Bord 'vollständig' werden? Wiegand arbeitet idr. auf der Datenleitung mit 5V. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass die Eingangssignale durch Leitungslänge sehr schnell kaputt gehen. Einen schmitt-trigger oder etwas ähnliches (dafür fehlt mir der technische Hintergrund) vor den Eingängen könnte das vielleicht verbessern.

Ich habe seit ca. 10 Jahren ein Arduino Mega USB sowie ein Netzwerk-Board mit Wiegand laufen.

Hätte GROßES Interesse an dieser Lösung. Brauche kurzfristig privat eine Platine und hätte auch Bedarf für mindestens vier weitere (bis zu 8). Zwei Wechlser-Relais (Ansteuerung Dorma Motorschlösser) bzw. ein Schließer (normaler Türöffner, Drückersperrschloss) wären cool. Sowie 3-6 Binäreingänge (Tür offen/zu, Riegelkontakt, Drücker betätigt, Klingeltaster, etc.) Zwei elektronische Ausgänge (Beeper und LED des Lesers) würden das ganze abrunden. Soll das ein Add-In für die REG1/UP1 Lösung von Ing-Dom werden?

Theoretisch hätte ich sogar Lust an der Firmware mitzuarbeiten. Habe mich aber noch nicht so ausführlich damit beschäftigt, dass ich das aktuell als 'ich werde es auch können' versprechen kann.

Falls notwendig, im Rahmen ein paar Platinen, etc. würde ich mich auch an den Prototyp Kosten beteiligen.

[SvenB]

Danke für die Ideen, soweit hab ich noch garnicht gedacht :-)

Also sammeln können wir. Ich wollte es eigentlich in 1TE Reg bauen. UP hab ich nicht vorgesehen bisher. Bei den zahlreichen klemmen wird es aber eher 2TE und man sollte die Platinen stapeln. Ich würde auch die Relais nur für 50V freigeben (wenn auch größer planen), da ich für Abstände etc. nicht gut genug und keine Garantie gebe. Sollte ja reichen.

Feature-List:

• Wiegand-Bus lesen (Must Have) - 3 Klemmen
• KNX-Anschluss - 2 Klemmen (KNX)
• 6 Binäreingänge (Should) - 7 Klemmen
  • Muss mir dann mal überlegen, woher ich die Spannung nehme.
• 2 Wechsler-Relais (Should) - 6 Klemmen
• RP2040 on Board mit USB-Ausgang (Could) (Beispiel zum Spicken)
• NanoBCU on Board (Could)

Fummel mich grad in KiCad rein und versuche mich an Elektronik. Letzteres ist eher meine Herausforderung.

Zum Wiegand-Bus: 5V hab ich am öftesten gefunden. Aber find keine SPEC. Wikipedia meint "usually +5 VDC" und die Leser brauchen mal 12, mal 24V. Wollte daher lieber sicher gehen, wenn möglich - außer jemand nennt mir die SPEC. Mein Test-Equipment macht auch 5V.

[BadSmiley]

Wenn die Kiste wiegand und knx macht, kann man die Relais ja über einen Aktor selber bereit stellen. Knx tp oder evtl knx net ip?

[Ing-Dom]

wenn du REG bauen willst, könntest du wie auch beim UP1 eine Applikationsplatine für das REG1 machen. Die hat schon einiges an Platz und du musst dich um Gehäuse, Controller, BCU, Frontplatte etc... nicht kümmern. Damit bist du viel schneller und hast auch weniger Fehlerquellen.

Für die Mechanik nimmst du einfach das App-Universal KiCAD Projekt und passt es an:
https://github.com/OpenKNX/OpenKNX-R...-App-Universal

Wenn du Hardware zum Testen brauchst melde dich.

mit den beiden Wechslern UND 6 Binäreingängen wird es aber knapp, da wäre ich dann eher bei Roman mit der Idee

Wenn die Kiste wiegand und knx macht, kann man die Relais ja über einen Aktor selber bereit stellen.

Ich würde sagen 3 Binäreingänge und 2 Wechsler würde man drauf bringen.

Versorgung über isolierten DC-DC Wandler aus dem Bus... gibts auch fertig. RECOM, ROE, GAPTEC etc...

[Techi]

Ich bin mir nicht sicher ob das mit dem direkten Optokoppler so ein gute Idee ist.
Leider hab ich jedoch auch keine offizielle Hardware Spec zu Wiegand gefunden.

Grundsätzlich soll es aber doch möglich sein auch mehrere Reader auf einer Wiegand Schnittstelle betreiben zu können.

Hierzu darf jeder Reader nur aktiv auf Low ziehen können, der High Pegel sollte vom (einzigen und gemeinsamen) Wiegand Empfänger definiert werden.
Würde es mehrere Stromquellen für den Highpegel geben (also Highpegel Erzeugung in den Readern) , dann würde mit jedem Reader der Strom für den LowPegel steigen.

Die optimale Auslegung wären demnach zwei Stromquelle (mit definierbaren Strom (bei fixer Spannung und nicht extremen Leitungslängen also einen simplen Pullup) für den Highpegel, eine für D0 und eine für D1) und eine Eingangsbeschaltung mit sauber definierter Schaltschwelle incl. Hysterese. Erst danach könnte man sich überlegen das ganze in eine eigene Domäne mit galvanischer Trennugn zu verlegen.

Von den elektrischen Anforderungen wäre das einem galvanisch getrennten I2C Bus sehr nahe.

[BadSmiley]

Für mich muss der eigentlich nur dumm die Zahlen und rfid Codes weiter geben. Für Auswertung der PIN und rfid Codes würde ich rein im Homeserver machen. Darum schalten bei mir dann so oder so KNX Schaltaktoren die Befehle, das ist auch bereits so baulich gelöst. Darum brauche ich keine Auswertung oder Relais auf der Platine.

[Ing-Dom]

Ich bin mir nicht sicher ob das mit dem direkten Optokoppler so ein gute Idee ist.

dito

die Reader werden OpenCollector sein.

bei fixer Spannung und nicht extremen Leitungslängen also einen simplen Pullup

genau

und eine Eingangsbeschaltung mit sauber definierter Schaltschwelle incl. Hysterese. Erst danach könnte man sich überlegen das ganze in eine eigene Domäne mit galvanischer Trennugn zu verlegen.

ADUM1250 oder sowas in die Richtung?

[SvenB]

Techi: ich finde diese Doku ganz gut: https://docs.baltech.de/developers/wiegand.html
Wenn ich mir die Produkte von denen ansehe, gehen die auch nur von 5V aus: https://docs.baltech.de/hardware-spe...ector-and-pins
Mir fehlt auch ne genaue Spec. Leitungslänge gibt es 30/50m als Richtschnur und bei dicken Querschnitten auch 150m (1,5mm²).

Das was dir vorstrebt verstehe ich nicht so ganz: Jedes Gerät arbeitet mit unterschiedlichen Arbeits-Spannungen und formt daraus dann die Wiegand-Spannung. Meine Test-Hardware (PIN + RFID (Danke BadSmiley ) nimmt z.B. 12V, andere will 24V.
Ich glaube unsere Annahme ist falsch, dass mehrere Geräte auf dem "Bus" sind. Sieht für mich danach aus, als wäre es eine Point2Point-Verbindung. So finde ich zahlreiche Wiegand-Controller, die mehrere Wiegand-Eingänge haben. Zudem gibt es auch Splitter.

Ich möchte kein Netzteil bei mir integrieren. Gern aber 1TE (dickes danke Ing-Dom , prüfe ich!) Converter + 1TE 12V/24V Netzteil von z.B. Meanwell. Die können das besser und ist dann auch sauber getrennt.

[BadSmiley]

bei den billigen China auswerten Einheiten kann man mehrere Zugang Geräte anschließen. Aber mit 1:1 kann ich auch leben.

[SvenB]

Ich teste das heute Abend nochmal auf nem breadboard. Hatte letztes Mal da abgebrochen beim Wechsel von Arduino auf den Pico. Nicht, dass ich Den Spannungsteil von Wiegand verdreht hab. Melde mich dann zurück.

OpenCollector: Wieso ist das doof? Danke. Verstanden.

[tobiasr]

Wiegand hat nur EINEN Reader pro Kanal. In meinen Arduino Boards hatte ich die Möglichkeit für bis zu drei Reader. Genutzt habe das bei einem von vier Boards.

Die beiden Wechsler sind etwas tricky miteinander verschaltet, sodass man nicht alle 6 PINs nach Außen benötigt. Falls das Hilft Klemmstellen zu sparen.

Die Reader und auch das Schloss benötigen je nach Schloss/Reader extern 12V oder 24V. Damit könnte man auch die Binäreingänge betreiben und sich somit das integrierte Netzteil sparen.

[Techi]

Hatte heute irgendwo eine Beschreibung zu Wiegand gefunden wo auf das Thema mit mehreren Geräten pro Anschluss eingegangen wurde.
Da war dann auch beschrieben, daß diese bei korrekter Hardware Auslegung funktionieren muß.
In der Software muss dazu dann noch nicht mal etwas spezielle vorgesehen werden, da sich die Reader nur mit Datenmischmashc in die Quere kommen wenn sie halt gerade gneau gliechzeitig senden, was aber ja nur bei genau gleichzeitiger Kartenerkennung bzw. korrekter Pin Eingabe .... passieren könnten.

Mist, hab die Seiten heute nicht gespeichert, wenn ich es wieder finde post ich es hier.


Zur Versorgung, die sollte bei Open Collector Betrieb eh relativ egal sein. Die word halt für den Cardreader selbst verwendet.

[tobiasr]

mehreren Geräten pro Anschlus

Und wie unterscheide ich dann, ob ich an der Tür Garage->Haus oder Garten->Garage die PIN eingegeben habe?

[SvenB]

Hab gemessen und ja, der Reader erzeugt keine Spannung. Die muss vom Controller kommen. Wie CTS/RTS gemacht wird hab ich aber auch nicht verstanden - scheint so zu laufen wie du sagst (Pech gehabt ;-) )

Hier ein Versuch es in das Projekt von Ing-Dom einzubauen. Ich hab nicht verstanden, wieso du J10 und J11 sowie J20/21 hast. Weil sehe Platztechnisch nur die Möglichkeit 6 Klemmen oben und unten an deiner Erweiterung zu haben. Wenn ich es richtig verstehe habe ich 7 Kanäle vom RP2040 zur Verfügung. Die nutze ich nun alle:

image.png

Gedanken dahinter:

• Optokoppler entfernt und erstmal gegen nen TXS0108 getauscht - also keine Entkopplung aktuell.
  • ADUM1250 sieht ganz gut aus, aber ich brauche eigentlich die Rückrichtung nicht.
• APE1707-50-HF als Spannungsversorgung genommen. in meinen Augen müssten 7-40V gehen und er macht daraus 5V
• TVS-Dioden gesetzt
• Hoffentlich die Widerstände korrekt eingebaut, um die Binärkontakte zu realisieren.

Danke für eure Geduld.