Montag, 9. September 2019

Auszieh-Alarm




Dieser Auszieh-Alarm ist für meinen dreizehnjährigen Sohn, der an Autismus leidet.

Da er uns nicht mitteilen kann, ob er auf die Toilette muss, kommt es immer wieder vor, dass er in die Windel macht. Wenn er alleine in seinem Zimmer ist und das passiert, dann wird er sich ausziehen. Das heißt es meistens: Zimmer putzen.
In letzter Zeit kam das öfters vor, besonders in der Nacht.

Es musste also ein Warnsystem her.


Die Grundidee basiert auf einer einfachen Funkfernsteuerung, wie man sie für Funksteckdosen oder die Garagentür nimmt.
Der wichtigste Aspekt ist allerdings die Sicherheit für meinen Sohn.
Er darf auf keinen Fall die Möglichkeit haben zugriff auf die Elektronik oder die Batterie zu bekommen.

Lithium Akkus waren auch ausgeschlossen, wegen der Feuergefahr.

Die Sende-Elektronik sollte also mit einer fest eingebauter 3V Batterie über mehrere Monate oder Jahre funktionieren.

Ich entschloss mich für einen Attiny85 den ich auf seinem internen Oszillator auf 1Mhz laufen lasse. Ebenfalls würde die Sleep Funktion mit ins Spiel kommen. Ich hatte mehrere Digistump Module bei denen ich zuerst die Fusebits resettete (https://www.instructables.com/id/How-to-unlock-Digispark-ATtiny85-and-convert-it-to/) und dann alle Bauteile abnahm, die ich nicht brauchte, und die nur Strom zogen.




Zum Senden Nahm ich billige 433Mhz Sende- und Empfangsmodule. Bei diesem Model beträgt die Spannung für das Sendemodul 2V-3,6V und die für das Empfangsmodul 3-5V.
Die Bezeichnung sind WL101-341 für RX und WL102-341 für TX.




Versuch Nr 1:

Aber wie das Senden auslösen? Bei meinem ersten Versuch scheiterte das ganze, weil er mitbekam, dass da etwas befestigt wurde, also zog er daran und es meldete nur einmalig und war dann entschärft. Also nutzlos. Eigentlich sollte das Kissen an der Hose und das T-Shirt zwischen den Magneten befestigt werden. Vorteil: Kein Stromverbrauch im Standby. Nachteil: Konnte nur einmal Auslösen.



Versuch Nr 2:

Am Anfang hatte ich die Idee mit dem Zieh-Schalter. Die erste Idee, war wie immer die Beste.
Zuerst musste ich die Software ändern, da ich jetzt mit einem Interrupt am Attiny arbeite.

Die Sendeschaltung sieht nun wie folgt aus:

An die CR2032 wurden 2 Drähte mit selbstklebendem Kupferband befestigt und das ganze dann mit Gewebeband abgeklebt.



Es wurde keine Lochrasterplatine verwendet, um das ganze flexibel zu halten. Die ganze Schaltung braucht 0,14uA im Standby und max. 70mA für ein paar Millisekunden beim Senden.

Ich würde schätzen, dass die Batterie 5-8 Jahre halten wird.


Als Schalter benutze ich einen einfachen Endschalter, über den ich ein Stück PVC von einem Kabelkanaldeckel. Es wurde erhitzt und so gebogen, dass es über den Schalter passt. Jetzt kann er nicht vom Schaumstoff oder Stoff behindert werden. An dem Metall wurde ein Stuck Gummiband mir 2 Komponenten Kleber befestigt.



Testaufbau an einer alten Hose. Läuft :)




Der Empfänger:


Ohne Empfänger wäre das ganze Nutzlos. Für meinen Prototypen, habe ich meinen "Arduino Quick Project" genommen, das Rx Modul und einen Piezo angeschlossen und ein paar Zeilen Code später war das ganze einsatzbereit.


Werde aber eine kleinere Version, ohne Display bauen, mit Akku.
Hier ist die erste portable, akkubetriebene Version. Nicht schön aber funktioniert.
Bei Alarm piept der Pager 4x und die rote Onboard Led blinkt so lange bis, der Taster gedrückt wird.
 Die Akku-Überwachung läuft auch. Benutze die interne 1,1V Referenzspannung und habe einen Spannungsteiler an den analogen Eingang A0 gelötet. Fällt die Spannung, unter 3V, blinkt die Onboard Led alle 20sec, ein mal. Ich werde noch genauere Werte ermitteln, wie lange dieser Pager auf Akku läuft. Werde wohl ein Paar Stromsparmaßnahmen ergreifen müssen :)

Jetzt wird noch ein Gehäuse hergestellt.





Einbau:

Diesen Prototyp habe ich einfach in ein Stück Stoff von einem alten T-Sirt eingebaut. (Jeans ist nicht elastisch genug).
Zuerst wurde das Stück Stoff zu einem Rohr mit +-25mm Durchmesser zusammengenäht.

Die Elektronik wurde mit Heißkleber auf ein Stück Schaumstoff geklebt und dann mit Gewebeband umwickelt. Das Gummiband und der Schalter müssen natürlich frei beweglich bleiben.




Das Ganze wird jetzt in dem Stoffschlauch befestigt und dann an der Hose angenäht.





Das ist jetzt nicht die beste Lösung, aber zu Testen reicht diese Konstruktion aus.
Jetzt muss das Ganze nur noch am Testobjekt versucht werden.

Erster Testbericht:

Die Hose wurde von meinem Sohn in der Nacht getragen.



Dreimal wurde der Alarm ausgelöst. Zweimal am Abend und einer Morgens um acht Uhr. Jedes Mal, kam ich rechtzeitig in seinem Zimmer an um seine Windel zu wechseln oder um mit ihm zur Toilette zu gehen,

Jedes Mal, konnte so, eine Katastrophe vermieden werden.

Zweiter Testbericht:

Die Hose ist jetzt seit drei Tagen im Einsatz und funktioniert genau so, wie sie soll.

Einen Fehlalarm gab es, wegen auf dem Bett springen 
und einmal gab es keinen Alarm beim herunterziehen der Hose. (weiß nicht, ob es am Funk oder am Schalter lag.
Es wird im Moment mit der Hilfe eines zweiten Empfängers in der Nähe, überwacht ).

To Do:

  • Einen kleineren Empfänger bauen.
  • Das ganze austauschbar für uns als Eltern machen, aber unmöglich für meinen Sohn es abzunehmen.
  • Die Sende-Elektronik besser integrieren und noch etwas verkleinern.
  • Einige Reichweiten Test machen.
  • Ein Funktions-Video drehen.



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