Der GSM-Fallenmelder nach den Fangjagd-Vorschriften der Niedersachsen

Was soll das?

Im ewigen Bestreben uns Jägern den Spass zu verderben wurden mal wieder die Vorschriften verschärft und gefordert, dass die Fallen der Fangjagd zweimal täglich zu kontrollieren sind - und damit ist vermutlich nicht 08:00 und 08:10 gemeint. Ziel des Ganzen (natürlich im Namen des Tierschutz) dürfte die Einstellung der Fangjagd sein, denn wer hat schon Zeit, mehrmals täglich das Revier abzugehen?

Also schlagen wir unsere Gegner mit ihren eigenen Waffen und bauen einen Fallenalarm auf, welcher uns morgens und abends verkündet, ob die Falle noch fängig ist und ggfs. einen Fang meldet. Als angenehmer Nebeneffekt werden die gesparten Treibstoffkosten wohlwollend mitgenommen und ins Hobby investiert.

Was kann der GSM-Fallenmelder bis jetzt?

Der Fallenmelder ruft zu zwei Uhrzeiten an und legt dann wieder auf. Meldet er sich nicht mehr, ist entweder der Akku leer oder die Falle voll - auf jeden Fall muss jetzt das entsprechende Fanggerät kontrolliert werden, und zwar genau dieses!

Wird die Falle ausgelöst, meldet sich das Telefon zweimal kurz hintereinander.

Nach der Fangmeldung kommen keine weiteren Anrufe.

Um Strom zu sparen, wird das Handy nur während der Anrufe eingeschaltet (und anschließend natürlich wieder aus). Der Prozessor läuft 16 Sekunden im Sleepmode, wacht kurz auf, wenn nichts zu tun ist schläft er wieder ein. Dadurch verzögert sich die Auslöseerkennung um max. 16 Sekunden, aber da der Verbindungsaufbau eine Minute dauert, ist das nicht weiter schlimm.

Die Schaltung

Benötigt wird ein altes Handy ohne Akku, welches nur zwei Voraussetzungen erfüllen muss

1. Kurzwahl durch Druck auf eine der Zifferntasten

2. On/Off auf der roten Taste

Mit Omas EiFon wird das also nichts.

Die Schaltung selbst ist recht übersichtlich, der eigentliche Trick besteht darin, die Tastendrücke durch Ansteuerung von Analogschaltern zu emulieren:

Was zur Zeit noch nicht geht:

1. Die Überwachung der Akkuspannung ist außer Funktion, da ich mit der Stromversorgung umdisponieren musste (der Text dazu kommt demnächst), diese wird aber mit den bestellten Akkus wieder laufen. Dann entfällt auch der Spannungsregler in der Schaltung.

2. Die beiden Meldezeiten und das Einstellen der Uhr (RTC) erfolgen über den Arduino, ich konnte mich nicht überwinden, der Schaltung ein Display und Tasten zu spendieren, tendiere aber mittlerweile doch dazu.

Die Software

Die Firmware ist zur Zeit noch Beta, da mir zur Zeit die richtigen Akkus fehlen und ich noch einige Funktionen einbauen will (Überwachung der Uhr und der Betriebsspannung), aber die 0.98er Version funktioniert schon und könnte auch produktiv gehen!

demnächst....

Der Umbau des Telefons

Anhand der Anforderungen (s.o.) habe ich mir ein günstiges Handy in der Bucht ersteigert. Es wurde ein LG KP100, welches neuwertig für sechs Euro fuffzich zu haben war (inkl. Porto).

Bevor man sich an der Hardware zu schaffen macht, sollte man zunächst das Handy konfigurieren und testen....

  1. Handy stumm schalten
    Falls ein Depp sich verwählt, klingelt ansonsten die Falle....
  2. Tastentöne ausschalten
    Der Fallenmelder betätigt die Tasten, und wer will sich schon verraten.
  3. Pin-Abfrage abschalten
    Aus diesem Grund sollte man nur Prepaid-Karten benutzen!
  4. Die eigene Rufnummer ablegen
    Irgendwo muss der Fallenmelder schließlich anrufen.
  5. Kurzwahl auf die Ziffer 7 legen
    Wenn man lange genug auf die 7 drückt, wählt das Handy und ruft an.
  6. TESTEN!
    Das Telefon ausschalten und einmal den gesamten Zyklus von Hand abspulen:
    Einschalten, abwarten bis eingebucht wurde, kurz auf on/off drücken, um den Bildschirmschoner
    zu deaktivieren, länger die 7 drücken, abwarten, ob der Anruf kommt,
    Verbindung trennen (on/off), abschalten (lange on/off)

Der eigentliche Umbau...

Dieses glückliche und praktisch neuwertige Handy ist jetzt fällig

Nachdem Batterie-Deckel, Akku und, ganz wichtig, die Sim entfernt wurden, kann es losgehen

Achtung, die Sim-Karte unbedingt entfernen, ansonsten geht sie beim Öffnen des Gehäuses zu Bruch!

Das Telefon wird von vier winzigen Schrauben zusammengehalten : raus damit!

Danach kann das Unterteil mit sanfter aber nachdrücklicher Gewalt abgenommen werden.

Die Platine ist nur durch Plastiknasen geklammert, man versuche diese heil zu lassen.... Mit einem scharfen Messer (Skalpell) können die Tasten aus der Folie extrahiert werden.
Unter der Folie befinden sich die Kontaktfächen für die Tasten. Zeit, den Lötkolben anzuwerfen und die beiden Kontaktpaare per Kabel nach draußen zu führen...
Nachdem die beiden Tasten auch aus der Gummimatte geschnitten wurden, können hier sehr schön die Kabel durchgeführt werden. Die Platine kann jetzt wieder eingebaut werden. Zur Versiegelung und Zugentlastung habe ich die Löcher mit Heißkleber (ich liebe Heißkleber) aufgefüllt. Sollte man aber erst nach einem Funktionstest machen :-)
Der Akku des Handys wird durch eine gemeinsame Stromversorgung ersetzt. Hierzu kann man Kabel an die Kontakte löten, besser ist es, direkt auf die Platine zu gehen und die Kontakte heraus zu reißen (geht etwas schwer).
Ein Blick auf den Akku zeigt, wo Plus und Minus sitzen, aber wozu ist da ein dritter Kontakt?

Eine Messung brachte es an den Tag, im Original-Akku befindet sich ein Temperatur-Sensor, genauer gesagt, ein NTC vom mittleren Kontakt zum Minuspol.

Ohne diesen Widerstand schaltet sich das Telefon sofort wieder aus....
Der Widerstand betrug hier etwa 64kOhm, welcher sich bei Erwärmung schnell verkleinerte. Ich habe aus der E12-Reihe einen einfachen 68kOhm Widerstand eingelötet, also ist der Akku immer schön kühl....
Im Gehäuse ist leider kein Platz für den Widerstand, deshalb habe ich zwei Kabel in das Batteriefach geführt (während ich das Unterteil wieder eingebaut habe), den 68kÖhmer eingelötet und mit einem Schrumpfschlauch isoliert. Mechanisch wird die Konstruktion erst durch Einsatz von Heißkleber stabil.
Jetzt muss nur noch der Batteriedeckel für die Versorgungskabel ausgeschnitten werden, dann kann auch er wieder an seinen Platz und das Handy ist bereit für den finalen Test.

Funktionstest

Zur Kontrolle der Umbauarbeiten sollte man das Handy wie oben beschrieben testen, diesmal jedoch mit den neu verlegten Kabeln und einer externen Batterie, womit wir beim Batterieproblem angekommen wären.

Welche Batterien/Akkus?

Ursprünglich hatte ich geplant, drei Monozellen in Reihe zu schalten und damit Handy und Elektronik zu versorgen. Am Labornetzteil funktioniert das auch, nicht aber mit Batterien, weder mit drei noch mit vier Zellen.

So ein Handy zieht offensichtlich reichlich Strom, wenn auch nur beim Einschalten/Einbuchen bzw. der Anwahl und dann auch nur sehr kurz, aber offensichtlich packen das die Monozellen nicht. Da das Handy meine Versuche an sechs Volt klaglos überstanden hatte, testete ich einen Bleigelakku mit eben jenen 6V und siehe da, es funktioniert. Leider ist der AVR nur bis 5,5V spezifiziert, weshalb ein Spannungsregler fällig wurde. Dieser versorgt die Elektronik mit 5V bis der Akku kurz vorm Tod steht, leider kann die interne Spannungsmessung des AVR so gar nichts messen!

Ich habe daher Lithiumzellen in China bestellt, aber bis die da sind, benutze ich die Bleibatterie und verzichte auf die Spannungsüberwachung. Dadurch bleibt die grüne LED auch abgeschaltet.

Das Ergebnis meiner Bemühungen in Sachen Lithium werde ich an dieser Stelle bekannt geben.

Nun aber zum Funktionstest!

Die Telefonspannungsversorgungskabel an Batterie oder Netzteil anklemmen und die Tastenkabel jeweils kurzschließen, also On/Off länger zusammendrücken und das Handy geht an, usw usf.

Aufbau der Schaltung

Bevor sich der geneigte Leser ans Löten macht, sollte er sich Gedanken über ein Gehäuse machen, ich z.B. durfte die Schaltung ein zweites Mal aufbauen, die erste passte einfach nicht in die Dose, welche unbegingt wasserdicht sein sollte.

Der Aufbau auf Lochraster ist ausgesprochen unkritisch, allerdings sollte der notwendige Platz für die Real-Time-Clock (RTC) beachtet werden, ich spreche da aus Erfahrung.

Die schicken Klemmen sind eigentlich maximal überflüssig, da sie nur zur Montage benutzt werden und danach in seeliger Ruh vor sich hin rotten, einfache Pfostenleisten tun es auch.

Nach dem Löten sollten alle Verbindungen durchgeklingelt, und Kurzschlüsse an den ICs gesucht werden, danach geht es ans ausprobieren!

Das Eindosen

Hier läuft noch die Versuchsphase, gesucht wird ein wasserdichtes, geräumiges Gehäuse zum Schottenpreis - schwierig. Zumal Schalter und LED noch erreichbar sein müssen, abgesehen von der Batterie. Ich habe mir ein (etwas zu kleines) Gehäuse für 9,90 € beim eBay geholt und als Bedienungsklappe eine abgesägte Trophäenbleiche-Dose aufgeklebt. Wer reich ist, nimmt einen wasserdichten Schalter und entsprechende LEDs...

Wie kommt das Programm auf den Rechner?

Viele Wege führen nach Rom....

Zunächst muss man sich entscheiden, ob man das Board via USB einfach programmieren will oder nicht. Im ersten Fall wird dann ein Arduino Uno fällig:

Der einfachste Weg ist einen Arduino Uno zu erwerben und die Peripherie daran anzuschließen, also alles was am AVR dran hängt, LEDs, 74HC4066, die RTC und den Sensor samt Widerstand. Kostenpunkt heute - 26.März 2014 - zehn schlanke Euronen bei eBay mit Lieferung aus Hongkong, ich habe gerade einen gekauft.

Alternativ kann man natürlich einen offiziellen Uno kaufen - für 21,50 bei Amazon zum Beispiel. Zumindest wird der schneller geliefert, besser ist der aber wohl eher nicht.

Oder aber man baut die Schaltung gemäß Plan komplett auf und verzichtet dafür auf die USB-Schnittstelle, was andere Maßnahmen zur Programmierung erfordert.

Ich habe das Programm auf den Arduino geladen, den Chip entfernt und mit einem Programmer (TL866 von eBay) dupliziert. Man kann auch das Hex-File der Arduino-Entwicklungsumgebung brennen, alles so, wie die Umstände es erlauben.

Letztlich kann natürlich auch der AVR aus dem Uno direkt in der Schaltung verbaut werden, soll der Uno danach aber noch benutzbar sein (wozu hat man ihn sonst gekauft?), muss dann allerdings ein AVR mit aufgespieltem Bootloader erworben werden - ein nacktes Modell funktioniert nämlich nicht.

So schlimm ist das aber auch nicht, ein AVR 328P-PU mit Bootloader kostet bei eBay 3,29€ (plus 1,80€ Porto) - ich verweise noch einmal auf das Angebot aus Hongkong, mein nächstes Projekt wird so einen Nachbau-Uno benutzen....

Letzte Möglichkeit: man baue Pfostenstecker ein, die die Verbindung zur ISP-Schnittstelle (siehe Atmel.com) des AVRs herstellen und programmiere den Chip mit einem einfachen ISP-Programmer.

Wie auch immer, wichtig ist, die beiden Weck-/Anrufzeiten im EEPROM des AVRs zu hinterlegen. Dies geht mit dem TL866 sehr einfach, man kann aber auch den Arduinosketch (s.o.) dafür benutzen:

Dazu dient die Funktion "void WriteAlarmtime() ", in meinem Sketch sind die Zeiten 0715 und 1837 hinterlegt. Diese Werte können nach den persönlichen Wünschen geändert werden. Danach muss die Funktion einmal aufgerufen werden, also die Funktion in der Sektion "void setup()" eintragen und einmal den Uno starten. Man kann die Zeile danach entfernen und das Skript neu aufspielen, oder man läßt sie drin, dann wird das EEPROM bei jedem Start neu geschrieben. Da das EEPROM 100.000 mal geschrieben werden kann, sollte das keine negativen Auswirkungen haben.

Spannende Frage, wieviel kostet der Spass?

Überschlägig gerechnet (Reicheltpreise vom 18.März 2014) um und bei 45 Euronen ohne Ladegerät. Sollten die Lithiumakkus wie erwartet eintreffen und klaglos funktionieren, sind es 45 Euronen inklusive Ladegerät!

Kostentreiber ist eindeutig das Gehäuse, hier bin ich für jeden Tipp zum Sparen dankbar!