Zentralalarmanlage

Die Zentralalarmanlage hat nicht viel mit Einbrechern zu tun, eher mit der Überwachung von verschiedenen Ereignissen am Boot. Bei uns besteht sie aus

1. Überspannungsalarm
2. Unterspannungsalarm
3. Bilgenwächter
4. Motortemperaturwächter
5. 4 zusätzliche externe Eingänge für zB Öldruckalarm und Erdungsfehleralarm

Wenn eine der Alarmquellen auslöst, werden neben einem eingebauten Summer auch zwei FETs durchgeschaltet um externe Signalmittel anzusteuern. Zum Beispiel habe ich eine Sirene an Bord installiert, die dann von der Alarmanlage angesteuert wird. Die Sirene habe ich dabei richtig groß – und laut – gemacht, da hatte ich nämlich auf den Kanaren mal ein unschönes Erlebnis.

Wir waren bei glatter See unter Motor unterwegs, als wir plötzlich Delfine ums Boot hatten. Natürlich sind wir vor zum Bug gegangen, um sie besser zu sehen. Wegen der Kamera ging ich nach 5 Minuten wieder nach hinten ins Cockpit, als ich ganz leise den Motoralarm hörte – es ist uns wirklich genau in diesen 5 Minuten ein Ölschlauch geplatzt und wäre ich nicht um die Kamera gegangen, wäre der Motor in wenigen Minuten ein Fall für den Schrottplatz gewesen. Seither habe ich eine sehr laute Sirene für solche Fälle.

Die Alarmquellen sind einzeln abschaltbar – damit man sich in Ruhe um das eine Problem kümmern kann und gleichzeitig die anderen Bereiche weiter überwacht werden.

Technisch ist alles über einen LM324, also einen 4-fach Operationsverstärker aufgebaut, die einzelnen OPVs agieren dabei als einfache Schwellwertschalter. Dazu wird mittels der Z-Diode eine gleichbleibende Referenzspannung gemacht und die verschiedenen Alarmquellen damit verglichen. Die exakten Schaltpunkte von Überspannung, Unterspannung und Motortemperatur werden dann mittels Spindeltrimmer eingestellt.

 

Betrachten wir zB den Überspannungsalarm – hier wird die 5,6 Volt Referenzspannung mit den beiden Widerstände R14 und R15 auf 5,1 Volt heruntergeteilt. Diese Spannung liegt am invertierenden (-) Eingang des OPV und stellt unsere Schaltschwelle dar. Die Batteriespannung wird über die Widerstände R16, R17 und R18 auch heruntergeteilt, der genaue Teilungsgrad wird dabei mit dem Trimmer eingestellt und die daraus resultierende Spannung liegt am Nichtinvertierenden (+) Eingang des OPVs. Ist jetzt der - Eingang höher als der + Eingang wird am Ausgang ein LOW (0V) ausgegeben, ist es jedoch umgekehrt und der + Eingang hat eine höhere Spannung als der – Eingang, dann wechselt der Ausgang auf HIGH (+12V) und es wird ein Alarm ausgegeben.

Der Bilgenwächter braucht nicht so genau eingestellt zu werden, da gibt es nur 2 Zustände, nass oder trocken. Den Bilgensensor habe ich übrigens auch sehr simpel gestaltet, einfach 2 dicke Drähte (am besten Niro oder Alu) nebeneinander aber isoliert voneinander so in die Bilge gehängt, daß unten noch etwas Luft bleibt. Sobald beide Enden in Wasser eintauchen verringert sich der Widerstand drastisch (von Unendlich auf ein paar Kilo-Ohm) und das schaltet dann den OPV um und es wird Alarm ausgelöst.

Zur Einstellung der Schaltgrenzen verwendet man am besten eine einstellbare Spannungsquelle, am besten ein Labornetzteil. Damit habe ich mir den Überspannungsalarm auf 14,4 Volt eingestellt, um ein Überladen der Batterien rechtzeitig zu melden. Der Unterspannungsschutz springt bei 11,7 Volt an, also bevor die Batterie wirklich tief-entladen wird. Die Einstellung des Temperaturalarms ist etwas aufwendiger, weil viele verschieden Temperatursensoren in Motoren verbaut sind und von wiederum vielen verschiedenen Instrumenten mit Strom versorgt werden. Man kann natürlich den Motor starten und die Spannung am Sensordraht mit der angezeigten Temperatur notieren – aber solange die Kühlung des Motors normal funktioniert ist da bei zB 80°C halt Schluß und man kann die Spannung bei zB 90°C nur grob schätzen. Ich habe den Wert also anders bestimmt. Indem ich der Temperaturanzeige über ein Potentiometer verschiedene Spannung eingespeist habe, konnte ich leicht rausfinden, bei welcher Spannung meine 90°C angezeigt werden. Diese Spannung legt man an den Temperatursensoreingang der Alarmanlage und schon kann man mit dem Regler die Schaltspannung ganz leicht einstellen.

Der extra Transistor am Ausgang des Temperaturwächter OPVs dient dazu, daß der Temperaturalarm vom Motor nur ausgelöst werden kann, wenn die Zündung des Motors eingeschaltet ist. Bei ausgeschalteter Zündung geht die Spannung am Sensordraht nämlich auf Null zurück, was immer einen Alarm auslösen würde.

Die 4 Ausgänge der OPVs werden zusammen mit den 4 externen Eingängen zur Bedieneinheit weitergeleitet. Dort wird der Zustand aller Alarmquellen per LED angezeigt, die Weiterleitung des Alarmsignals kann aber mit jeweils einem Schalter pro Alarmquelle unterdrückt werden. Die Ausgänge werden über Dioden zusammengeführt und an die Verstärkerstufe mit den beiden FETs weitergeleitet.

 

Die Verstärkerstufe hat übrigens 2 positive Schaltausgänge und einen, der auf Masse durchschaltet. Letzteren verwende ich für meine Sirene (die mit der Plusseite an einem Schalter am Schaltpaneel hängt), die beiden anderen kann man für diverse andere Signalmittel verwenden.

Wenn sich jemand über den 5V Ausgang an der Alarmanlage wundert – den brauche ich um meine Anzeigeinstrumente im Schaltpaneel zu betreiben, das hat mit der Alarmanlage eigentlich nichts zu tun, irgendwo musste ich es aber unterbringen und auf dieser Platine war noch schön viel Platz.

Hier findet Ihr wieder Schaltplan und Platinenlayout im Eagle Format.

Der Nachbau ist wie immer erlaubt, erfolgt aber auf eigene Gefahr und ich übernehme wie üblich keine Garantie oder Haftung für gar nichts und über Anregungen und Verbesserungen freue ich mich.