Welcher Sensor zur Überwachung von Fenster-Rolladen?

[Katara]

Meine Rolladen lassen sich von außen lautlos hochschieben, und die Fenster bieten keinerlei Schutz gegen aufhebeln o.Ä.
Ich würde mich gerne sicherer fühlen während ich Zuhause bin, insbesondere wenn ich nachts schlafe.

Ich weiß, dass es für Fenster auch (magnetische) Öffnungs-Sensoren gibt, allerdings geben die erst Alarm, wenn jemand das Fenster schon offen hat. Daher wäre es deutlich besser, wenn der Alarm bereits gegeben wird, sobald jemand die Rolladen hochschiebt.
Mir sind auch Rolladen-Blocker bekannt, die das Hochschieben verhindern. Allerdings muss man die jeden Abend in alle Fenster klemmen und morgens wieder rausnehmen; und da ich überall Insektenschutzgitter habe, geht das nicht ohne großen Aufwand.

Meine Idee wäre also einen Bezugspunkt (Magnet o.Ä.) unten an die Rolladen zu befestigen. Und innen einen Sensor, der erkennt wenn der Bezugspunkt in Bewegung versetzt wird. Dieser Bezugspunkt sollte aber dauerhaft an den Rolladen dran bleiben können, d.h. recht dünn sein und beim Hochlassen der Rolladen nicht stören. Ggf wäre es auch denkbar, dass ich die Rolladen nicht komplett einrolle, sondern 5cm "uneingerollt" lasse, wenn der Bezugspunkt sich auf den untersten 5cm befindet.

Was gäbe es noch für Möglichkeiten die Bewegung der Rolladen zu erkennen? Ein Hochfrequenz-Bewegungs-Sensor, der sich so einstellen lässt, dass er nur auf sehr kurze Distanz misst? Denn "normale" HF-Sensoren erkennen sonst durch's Fenster zu viel anderes Zeugs und geben zu häufig Fehlalarm, glaube ich.
Gibt es evtl. eine Art Laser- oder Licht-Sensor? Am Rolladen klebt bspw. ein reflektierender Aufkleber und innen ist ein Laser/Licht, der diesen Aufkleber anleuchtet und die Reflektionen wahrnimmt.

Es folgen einige Fotos von Fenster und Rolladen. In Foto #1 habe ich mal eine Querschnitt-Skizze gemacht. Die Längeneinheiten sind allerdings nicht exakt, und können bis zu 25% vom tatsächlichen Wert abweichen.

Foto #1:

Spoiler: Weitere Fotos

Foto #2:

Foto #3:

Foto #4:

Foto #5:

Foto #6:

Foto #7:

Foto #8:

 

[commandobot]

Was gäbe es noch für Möglichkeiten die Bewegung der Rolladen zu erkennen?
Denn "normale" HF-Sensoren erkennen sonst durch's Fenster zu viel anderes Zeugs und geben zu häufig Fehlalarm, glaube ich.
Gibt es evtl. eine Art Laser- oder Licht-Sensor?

Ein optischer Sensor, der außen zwischen Fensterrahmen und Rolladen montiert wird:
https://homematic-ip.com/de/produkt/fenster-und-tuerkontakt-optisch-plus
https://homematic-ip.com/sites/default/files/downloads/hmip-swdo-pl-153734a0-produktdatenblatt.pdf
https://homematic-ip.com/sites/default/files/downloads/hmip-swdo-pl_um_web.pdf

HF-Sensoren basieren auf Mikrowellenstrahlung und detektieren nur größere Resonanzkörper wie Personen, Fahrzeuge oder Fahrstühle.

 

[Twostone]

Du kannst ein- oder zweiweg-Lichtschranken verwenden, Lichttaster, Gabellichtschranken oder, je nach Material der Rolläden, kapazitive oder induktive Näherungsschalter. Selbst mit mechanischen Endlagenschaltern könntest Du arbeiten, oder mit Wegaufnehmern.

Wenn Du eine industrielle Steuerung nutzt, steht dir die gesamte Palette der Automatisierungstechnik zur Verfügung. Zur Sicherheit empfiehlt es sich, zwei unterschiedliche Varianten zu kombinieren, aber das bleibt letztlich Dir überlassen.

Wenn Dir jedoch eine "maßgeschneiderte" (Spezial-)Variante besser gefällt, solltest Du Dich jedoch von einem Unternehmen in Deiner Nähe, welches sich auf Sicherheitstechnik spezialisiert hat, beraten lassen.

 

[0815burner]

Automatisierungstechnik ist toll (verdiene in der Branche meine Brötchen), allerdings gerne sehr teuer.
Das hier sollte doch ein klassisches Arduino Projekt sein.
Microschalter mit Kabel unter der Türdichtung und Arduino schaltet z.B. das Licht im Raum an. Das wäre sehr einfach und kostengünstig zu lösen.
Bei genügend Motivation liesse sich das dann noch perfektionieren und eweitern. Hier wären dann die schon angesprochene optische Erfassung möglich (dazu gibt es Spielgelfolie, die man an den Rolladen kleben könnte) und verfeinerte Alarmreaktion von SMS versenden bis Foto auslösen nbene der klassischen Alarmanlage.

 

[Tzk]

Rolladen haben am Ende meist zwei nach außen gerichtete Stopper, die das einziehen in den Rolladenkasten verhindern. Die sind oft mit einer Schraube befestigt. Folgende Idee: Man könnte nun auf der Innenseite einen weiteren Klotz/Stopper anbringen und auf der Fensterbank (zwischen Fenster und rolladen) eine Lichtschranke befestigen. Dünnes Kabel nach innen führen und innen z.B. mit einem Arduino den Zustand der Lichtschranke überwachen. Der Arduino löst dann eine Tröte aus, wenn er a) scharf geschaltet ist und b) die Lichtschranke unterbrochen wird.

Denke günstiger und einfacher wirds nicht...

 

[Katara]

Vielen Dank für all Eure Vorschläge!

Ein optischer Sensor, der außen zwischen Fensterrahmen und Rolladen montiert wird

Gute Idee! Doch wie sehr schadet Kälte den Batterien? Nachts, vor allem im Winter, wirds ja doch schonmal ziemlich kalt.

Und da der Sensor per Funk meldet, wäre noch eine Frage von mir, ob die Funkverbindung nicht durch Störgeräte von Einbrechern unterbrochen werden kann.
So wie ich das gelesen habe, arbeiten viele Einbrecher bereits mit Störgeräten für die WLAN-Frequenzen.
Aber was für Frequenzen nutzen solche optischen Sensoren?

Du kannst ein- oder zweiweg-Lichtschranken verwenden, Lichttaster, Gabellichtschranken oder, je nach Material der Rolläden, kapazitive oder induktive Näherungsschalter. Selbst mit mechanischen Endlagenschaltern könntest Du arbeiten, oder mit Wegaufnehmern.

Wenn Du eine industrielle Steuerung nutzt, steht dir die gesamte Palette der Automatisierungstechnik zur Verfügung.

Das klingt zunächst recht teuer und aufwändig. Mit industriellere Steuerung habe ich mich noch nie beschäftigt. Falls da aber eine günstige (unter 50€ pro Fenster) und einfache Lösung bei ist, lass es mich gerne wissen!

Microschalter mit Kabel unter der Türdichtung und Arduino schaltet z.B. das Licht im Raum an. Das wäre sehr einfach und kostengünstig zu lösen.

Könntest Du das noch etwas genauer erklären? Wenn ich das richtig verstehe, schaltet der Mikroschalter erst beim Öffnen des Fensters?

Man könnte nun auf der Innenseite einen weiteren Klotz/Stopper anbringen und auf der Fensterbank (zwischen Fenster und rolladen) eine Lichtschranke befestigen. Dünnes Kabel nach innen führen und innen z.B. mit einem Arduino den Zustand der Lichtschranke überwachen. Der Arduino löst dann eine Tröte aus, wenn er a) scharf geschaltet ist und b) die Lichtschranke unterbrochen wird.

Das klingt interessant. Da solch ein Stopper ja nur sehr klein ist, würde er die Lichtschranke nur sehr kurz unterbrechen. Ich müsste dann wohl den Arduiono so programmieren, dass er bei sehr kurzen Unterbrechungen bereits Alarm gibt. Könnt Ihr einschätzen wie häufig es da wohl einen Fehlalarm gibt?
Kann bspw. eine Fliege die Lichtschranke unterbrechen?

Ich habe drei Fenster, die ich sichern möchte. Zwischen den Fenstern ist jeweils 2m Distanz. Würde ich dann wohl alle Lichtschranken per Kabel zu einem Arduino führen? Oder mit Funk arbeiten?

Anmerkung: ich bin kompletter Arduino-Neuling... ich musste das vorhin erstmal googlen. Allerdings habe ich grundlegende Programmierkenntnisse in Java und Haskell, also mit ein paar YouTube-Tutorials könnte ich das wohl lernen, denke ich.

 

[commandobot]

Gute Idee! Doch wie sehr schadet Kälte den Batterien? Nachts, vor allem in Winter, wirds ja doch schonmal ziemlich kalt.

Und da der Sensor per Funk meldet, wäre noch eine Frage von mir, ob die Funkverbindung nicht durch Störgeräte von Einbrechern unterbrochen werden kann.
So wie ich das gelesen habe, arbeiten viele Einbrecher bereits mit Störgeräten für die WLAN-Frequenzen.
Aber was für Frequenzen nutzen solche optischen Sensoren?

Das ist ein Argument. Aus meiner Erfahrung halten Ni-Mh Akkus etwa ein Jahr eine ausreichend hohe Spannung.

Das verwendete Funk-Frequenzband steht in den technischen Daten des Sensors und liegt im 800Mhz-Bereich.

 

[0815burner]

Nein, der Mikroschalter (als Beispiel) säße zwischen Fenster und Rolladen In deinem Bild zw. oranger und blauer Linie) und würde von der untersten Rolladenlamelle ausgelöst/betätigt. Wetterfestigkeit wäre mir egal, könnte man grob mit einer Tüte schützen. Die paar Käbelchen werden dann nach innen geführt (einfach im Fenster einklemmen)und an den Arduino angeschlossen. Da das alles nur Centartikel sind, können die auch mal kaputt gehen.
Was der Arduino dann auslöst liegt bei dir. Du bekommst bis hin zu 230V Relais, mit denen du z.B. die Zimemrbeleuchtung anschalten könntest alles. Begrenzung liegt halt dann darin, wie weit du das Treiben magst. Link ist eie sehr vereinfachte Basislösung

 

[Twostone]

Könntest Du das noch etwas genauer erklären? Wenn ich das richtig verstehe, schaltet der Mikroschalter erst beim Öffnen des Fensters?

Du kannst den Microschalter (oder eben auch einen handelsüblichen Endlagenschalter) so montieren, daß er durch den Rolladen betätigt wird. Allerdings solltest Du für den einfachsten Gebrauch dann einen Öffner nutzen, wenn Du ohne Steuerung oder Koppelrelais arbeitest.

Du kannst auch, wenn die Laufschiene groß genug ist, eine Gabellichtschranke in der Laufschiene einlassen, ist dann zumindest Kontaktfrei und hat keinen mechanischen Verschleiß (sofern der Schaltausgang nicht doch ein Relaisausgang ist).

Eine andere Variante wäre eine optische Distanzmessung, die jedoch ein wenig mehr Kenntnisse der Automatisierungstechnik erfordern wird.

Um wie viele Fenster handelt es sich denn? Und was soll bei Auslösung geschehen?

 

[Katara]

der Mikroschalter (als Beispiel) säße zwischen Fenster und Rolladen In deinem Bild zw. oranger und blauer Linie) und würde von der untersten Rolladenlamelle ausgelöst/betätigt. Wetterfestigkeit wäre mir egal, könnte man grob mit einer Tüte schützen. Die paar Käbelchen werden dann nach innen geführt (einfach im Fenster einklemmen)und an den Arduino angeschlossen. Da das alles nur Centartikel sind, können die auch mal kaputt gehen.

Ok, verstehe. Ich habe drei Fenster, die ich sichern möchte. Zwischen den Fenstern liegen jeweils 3m Distanz.
Also vom äußeren Fenster im Badezimmer zum anderen äußeren Fenster im Schlafzimmer sind es ca. 8m Distanz.
Was für Möglichkeiten habe ich da?
Für jedes Fenster eine eigene Arduino kaufen?
Lange Kabel kaufen und alles an einen Arduino anschließen?

Allerdings solltest Du für den einfachsten Gebrauch dann einen Öffner nutzen, wenn Du ohne Steuerung oder Koppelrelais arbeitest.

Ich bin leider totaler Laie auf den Gebieten Arduino und Elektrotechnik. Daher weiß ich noch nicht genau was in diesem Zusammenhang mit Steuerung gemeint ist. Und "Koppelrelais" und "Öffner" sagt mir auch nicht viel.
Das brauch natürlich jetzt auch nicht alles hier erklärt werden. Ich suche ja nur eine möglichst einfache Lösung. Ich vermute mal mit einem Öffner wäre es am einfachsten. Was ist damit gemeint, bzw. wonach kann ich googlen, um da mehr drüber zu lernen bzw. mir so etwas mal anzusehen?

Du kannst auch, wenn die Laufschiene groß genug ist, eine Gabellichtschranke in der Laufschiene einlassen, ist dann zumindest Kontaktfrei und hat keinen mechanischen Verschleiß

Das hört sich auch gut an. Da schau ich mir morgen mal die Laufschiene genauer an.

Um wie viele Fenster handelt es sich denn? Und was soll bei Auslösung geschehen?

Frage 1 hab ich zu Beginn dieses Posts schon beantwortet.
Bei Auslösung sollte ich auf jeden Fall wach werden. Gut wäre auch, wenn die Nachbarn das mitbekommen würden, also wäre wohl eine 120db-Sirene gut geeignet.
Sollte es allerdings hin und wieder zu Fehlalarmen kommen können, dann würde ich wohl eher was anderes vorziehen, was nur mich alarmiert. Da es mich in jedem Fall wecken soll, sollte das aber wohl so oder so ein akkustischer Alarm sein.

 

[Twostone]

Na ja, für drei Fenster lohnt keine Steuerung, wenn sie nicht auch noch andere Aufgaben übernehmen soll. Da bist Du mit direkter Verschaltung besser bedient.

Allerdings ist die zentrale Alarmierung dann ein Problem, wenn Du nicht allzu lange Kabel ziehen möchtest. Da wäre es dann einfacher, wenn die einzelnen Datenpunkte z.B. per WLAN gesammelt auf eine einzelne Sirene geführt werden -> Bastellösung, da das Projekt zu klein für etwas Vernünftiges ist.

Arduinos sind da eine gute Lösung, denn die sind günstig. Raspberries würden auch noch gehen. Allerdings wärest Du bei beiden Lösungen, wenn Du nicht mit Koppelrelais und verschiedenen Spannungsebenen arbeiten willst, auf Mikroschalter oder weitere Bastellösungen beschränkt, da die handelsübliche Sensorik eher für 24Vdc (oder 12Vdc für Sicherheitstechnik im Heimanwenderbereich) ausgelegt ist. Damit würdest Du jedoch die digitalen Eingänge der Arduinos oder der raspberries zerstören.

 

[Katara]

Mir ist heute bei Tageslicht aufgefallen, dass meine Abmessung vom Fensterglas (außen) zu den Rolladen viel zu kurz bemessen wurde.
Das sind keine 2,0cm, sondern eher 4,0cm.
Es folgen noch einige Fotos. Ich glaube eine Gabel-Lichtschranke passt hier nicht in die Laufschiene meiner Rolladen, oder?

 

[0815burner]

Also WLAN Anbindung der Sensoren klingt zwar nach einem interessanten Ansatz, macht das ganze aber wohl zu Komplex. Einfacher in der Umsetzung wären 3 Arduinos, die jeweils identisch sind und dann halt irgendwelche Reaktionen auslösen. Von der reinen Rechenleistung her reicht einer aber völlig.
Sirene würde ich definitiv erstmal nicht einbauen, sondern würde das erst einmal lange testen (1 Jahr+).
Bedenke, wir reden hier erstmal von Basteltechnik, die Mikroschalter werden der Umwelt (kalt/WARM/Nass/WIND!!) ausgesetzt für das sie nie vorgesehen waren. Bevor dich alle Nachbarn hassen also erstmal mit Licht etc. über einen langen Zeitraum testen.
Da ich selber Automatisierungslösungen programmiere erlaube ich mir folgenden Rat: Soll da eine Sirene angebaut werden, kaufe professionelles Equipment bei einer Fachfirma. Gleiches gilt wenn du 100% Sicherheit in Bezug auf Funktion und Vermeidung von Fehlalarmen legst! Der Arduino wird das nur mit einem sehr langen Atem (bezogen auf deine geäusserten Vorkenntnisse) schaffen.

Bisher habe ich es aber eher als ein Hobbyprojekt zur "Nervenberuhigung" gesehen.

Also nochmal: Mit genügend Motivation/ Wissen kann ein Arduino sicherlich eine professionelle Lösung werden. Sind die eigenen Fähigkeiten aber begrenzt und keine Entwicklungszeit gewünscht -> Profi fragen.

Tipp: Die Polizei bietet z.B. in Rheinland-Pfalz kostenlose Einbruchberatung vor Ort an. Die kommen dann zu dir und schauen sich an wo Schwachstellen sind, kennen bewährte Technik für jeden Bedarf und zur Not auch Hersteller und Firmenadressen.

 

[Katara]

Okay, verstehe. Es muss nicht unbedingt eine professionelle Lösung dabei rauskommen, die nie Fehlalarme gibt. In der Anfangszeit (oder ggf. auch dauerhaft) würde ich die Sirene mit geringerer Lautstärke konfigurieren, so dass nur ich davon wach werde. Nach einigen Tagen testen und ausbessern, sollte sich die Fehlalarme aber auf max. 1-2x im Jahr beschränken. Also der Ansatz mit dem Mikroschalter ist dann eher keine Lösung für mich. Ich werde aber mal meinen Vater (handwerklich sehr begabt) fragen, ob ihm eine gute Möglichkeit zur geeigneten Anbringung eines Mikroschalters einfällt.

Spoiler: Ansatz Lichtschranke mit zusätzlichem Stopper auf der Innenseite der Rolladen

Folgende Idee: Man könnte nun auf der Innenseite einen weiteren Klotz/Stopper anbringen und auf der Fensterbank (zwischen Fenster und rolladen) eine Lichtschranke befestigen. Dünnes Kabel nach innen führen und innen z.B. mit einem Arduino den Zustand der Lichtschranke überwachen. Der Arduino löst dann eine Tröte aus, wenn er a) scharf geschaltet ist und b) die Lichtschranke unterbrochen wird.

Was haltet ihr von der Idee diesen Ansatz wiefolgt abzuwandeln:
Der zusätzliche Stopper unterbricht die Lichtschranke bei komplett heruntergelassenen Rolladen.
Der Alarm wird nun nicht mehr ausgelöst wenn die Lichtschranke unterbrochen wird, sondern wenn die Unterbrechung aufgelöst wird, also der Stopper sich nicht mehr zwischen Lichtquelle und Sensor befindet.
Könnte man hier mit eine Arduino/Raspberry dann bspw. programmieren, dass die Lichtschranke für 1 Sekunde "aktiv" sein muss, damit der Alarm ausgelöst wird? Das wäre doch dann sehr sicher gegen Fehlalarme, sofern der zusätzliche Stopper gut angebracht wird, dass er bei heruntergelassenen Rolladen präzise die Lichtschranke blockiert.