Funkfernbedienung

Worum geht es

Datei:Funksteckdosen.jpg

Solche oder ähnliche Funksteckdosen

Es geht um die Funksteckdosen, die mit einem 12bit tristate Encoder ausgestattet sind (das sind die meissten). Solche Steckdosen gibt es in Sets oder einzeln von diversen Elektronikhändlern, Bau- und Supermärkten zu kaufen. Im Grunde haben alle intern so ziemlich die gleiche Technik und dementsprechend trifft die folgende Beschreibung auf eine große Anzahl dieser Steckdosen zu.

Codierung

Die Codes werden am Sender gesetzt, indem die 12 Codier-Pins des ICs auf GND oder VCC gelegt werden, oder offen gelassen werden.

Pegel  | Wert
-------+------
 GND   |   0 
 offen |   1
 VCC   |   2 

Dadurch ergibt sich ein Code im Trinärsystem. Dieser wird aber nicht trinär gesendet, sondern stattdessen binär.

Pegel  | trinär| binär
-------+-------+-------
 GND   |   0   |  00
 offen |   1   |  01
 VCC   |   2   |  11

Wenn man jetzt immer 2 Trinärstellen zu einer Hex-Ziffer zusammenfasst, ergibt sich folgende Kodierung:

trinär | hex
------ +-------
  00   |  0
  01   |  1
  02   |  3
  10   |  4
  11   |  5
  12   |  7
  20   |  C
  21   |  D
  22   |  F

Codes der verschiedenen Modelle

Pollin/Kangthai/etc.

zu Kangthai siehe auch Diskussion:Funkfernbedienung

Die 5 Doppeltasten sind folgendermassen codiert:

TASTE  | hex Code
-------+---------
  A    | 055
  B    | 115
  C    | 145
  D    | 151
  E    | 154

Zur Codierung der Dipschalter werden die ersten vier Schalter jeweils in Zweiergruppen zusammengefasst. Für diese Schalter gilt jeweils die gleiche Codierung:

  DIP  | 1 AN | 1 AUS
-------+------+------
 2 AN  |  0   |   4
 2 AUS |  1   |   5  

Tabelle 2: Dipschaltercodes

Der 5. Dip-Schalter addiert zu der ersten Stelle des Codes der An/Aus Schalter (s.o.) eine 4, wenn er aus geschaltet ist. (Wenn er auf Stellung an ist, passiert nichts.)

Der gesamte Code, der gesedet wird, ergibt sich aus den obigen Tabellen. Die erste Stelle repräsentiert den Code für die ersten beiden Dipschalter (s. Tabelle 2). Für die 2. Stelle gilt dies analog.
Die 3. Stelle ist die erste Stelle der Schalter aus Tabelle 1 plus die Codierung, die sich aus dem Dipschalter 5 ergibt.
Die 4. und 5. Stellen sind die übrigen 2. und 3. Codeziffern aus Tabelle 1.
Die 6. und letzte Stelle des Codes ergibt die Stellung der Schalter A bis E: 1 steht dabei für an, 4 steht für aus.

Verwirrend? - Hier ist ein Beispiel

Es soll die Steckdose A angeschaltet werden. Der Systemcode (=Dipschalterstellung) sei 01100. Daraus ergibt sich folgender Code:

   4   1    4    5    5    1

...und deren bitweise represaentation...

0100 0001 0100 0101 0101 0001

...und so setzt er sich zusammen:

  4 <-- Dip 1 aus und Dip 2 an
  1 <-- Dip 3 an  und Dip 4 aus
  4 <-- Erste Stelle des Schalters A ist 0. Dip 5 steht auf aus, also 0+4
  5 <-- Die 2. Stelle des Codes für Schalter A
  5 <-- Die 3. Stelle des Codes für Schalter A
  1 <-- Wir schalten das Gerät an

REV

Die guten REV Steckdosen haben die ersten 10 bits des Wortes einfach direkt auf die 10 Dipschalter geführt.

  DIP  | trinär  | binär
-------+---------+-------
 off   |    1    |  01
 on    |    0    |  00

Über die letzten beiden Bits wird die Dose an und aus geschaltet.

 Befehl | trinär  | hex
--------+---------+-------
   An   |    1    |  4
   An   |    1    |  6
   An   |    1    |  C
   An   |    1    |  E
  Aus   |         |  1
  Aus   |         |  3
  Aus   |         |  1
 schmuh |    0    |  F
 schmuh |    0    |  D
 schmuh |    0    |  7
 schmuh |    0    |  5

Gesendeter Code

Bevor der Code gesendet wird, wird dieser vorher nochmals codiert. Dabei wird jede Eins des obigen codes mit "110" und jede Null mit "100" codiert. Der resultierende Code aus hex 414551 wäre also 72 bits lang und sähe so aus:

100 110 100 100   100 100 100 110   100 110 100 100   100 110 100 110   100 110 100 110   100 100 100 110

Zu den Timings: Zwischen zwei flanken liegen in etwa 400 microsekunden.

Codes im Labor reverse-engineeren

Dank Peter hatten wir im Labor die Möglichkeit, die entsprechenden Funk-Codes auf relativ einfache Weise selbst herauszufinden, ohne dabei ein Oszilloskop aufzubauen. Der Hauptschalter sendete erkannte Codes einfach über den Canbus, sodass man mit Hilfe von lapcontrol diese einfach nur auslesen musste.

Dazu logged man sich entweder auf Roulette ein und tippt

 lapcontrol dump

Beim drücken eines Buttons auf der passenden Fernbedienung zu den Steckdosen, sollten nun die Codes in Hex auf dem Bildschirm erscheinen. Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

 20:29.45:  00:21 -> ff:21    5d 45 14 00 
 20:29.45:  00:21 -> ff:21    5d 45 14 00 
 20:29.45:  00:21 -> ff:21    5d 45 14 00 
 20:29.45:  00:21 -> ff:21    5d 45 14 00 
 20:29.45:  00:21 -> ff:21    5d 75 d5 00 

Die Hexwerte in der Spalte Rechts repräsentieren dabei die erkannten Funkcodes.

In der letzten Zeile erkennt man wie schlecht eigentlich diese Technik funktioniert: Um Übertragungsfehler zu kompensieren wird entsprechender Funkcode von den Fernbedienungen gleich mehrmals gesendet. Oft kommt beim Empfänger auch Quatsch an, wie hier deutlich zu sehen ist.

Quellcode im SVN

Im SVN gibt es eine Implementierung eines Gerätes mit RFM12, das zeitgesteuert eine Funksteckdose vor einer Kaffeemaschine an/ausschaltet. Code per Trac einsehen ...oder runterladen mit SVN:

svn co https://www.das-labor.org/svn/microcontroller/src-atmel/rfm12/coffeetimer

Ferner gibt es einen etwas älteren proof-of-concept Code, mit dem man Funksteckdosen schalten kann. Von dessen Verwendung wird allerdings abgeraten, da er in einer Vollmondnacht entstanden ist und ziemlich gefrickelt ist. Wer auf Schmerzen steht, ist jedoch gerne eingeladen, sich den Code mit Trac anzusehen oder direkt runter zu laden:

svn co https://www.das-labor.org/svn/microcontroller/src-atmel/rfm12/funkysteckdosen