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                                                                                       Wels, am 2015-11-04

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Elektronik-Bausätze im elektor Online-Shop erhältlich!


STAND
Projekt-Nr. 66: 2015-11-04
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Projekt-Nr. 01: 2013-03-08





Projekt-Nr. 66: Schneller IR-Roboter-Bumper


IR-Roboter-Bumper Erkennt Hindernisse in allen Richtungen

Die schnelle berührungslose Kollisionserkennung für ebenso schnelle Roboter zeigt nicht nur an, dass ein Hindernis auftaucht, sondern auch, in welcher Richtung sich das Hindernis befindet.
Bei dem Projekt spielen Schaltung und Software trickreich zusammen.
Den IR-Bumper kann man sich wie einen umgekehrten Scanner vorstellen.
Eine halb-kreisförmige IR-LED-Zeile sendet einen Scan aus, die IR-Dioden werden dabei von einem Mikrocontroller nacheinander angesteuert.
Ein IR-Sensor mit großem Blickwinkel fängt das IR-Licht auf, das von einem Hindernis reflektiert wird.
Der IR-Sensor hat nur einen digitalen Ausgang (Licht / kein Licht); ein Mikrocontroller muss anhand der zeitlichen Information ermitteln, zu welcher IR-Diode das Licht gehört.
Man könnte sich nun selbst eine passende Synchronisation überlegen, doch warum nicht ein Protokoll benutzen, das es schon gibt?
Wenn man die IR-LEDs mit UART-Timing blitzen lässt und den Ausgang des IR-Sensors mit dem UART-Eingang (RXD) des Controllers verbindet, dann empfängt man Bits, die jeweils einer IR-Diode zugeordnet sind.
So kann man sogar die Richtung von mehreren Hindernissen gleichzeitig erkennen...




Projekt-Nr. 65: Elektronische Halloween-Grüße


Bausatz im Online-Shop erhältlich!
Halloween wird auch im deutschsprachigen Raum zunehmend gefeiert.
Ein ausgehöhlter Kürbis mit einer Kerze drin sowie Kinder, die klingeln und „Süßes“ wollen – ganz wie in good old America.
Doch es geht noch deutlich besser:
Mit etwas Elektronik kann man einen gewöhnlichen Kürbis interaktiv machen und ihn Geräusche von sich geben und blinken lassen.
Um dieses Vorhaben zu vereinfachen, haben wir eine kleine Schaltung entworfen, die mit einem Näherungssensor versehen und mit LEDs, Lautsprecher und etwas Intelligenz bestückt ist.
Letzteres verdankt die Schaltung einem AVR-Mikrocontroller.
Selbstverständlich gibt es auch ein Video von Elektor, das den Kürbis in Aktion und seinen Aufbau zeigt.
Der Bausatz kann hier bestellt werden.





Projekt-Nr. 64: Tester für Temperatur-Sensoren




Dieser von einem Arduino gesteuerte Tester ermittelt die wesentlichen Kenndaten vieler Arten von Temperatursensoren, ob Silizium, PTC oder NTC, zum Vergleich mit den Datenblattangaben.
Er hilft auch einen fehlerhaften Sensor zu identifizieren oder zwei Sensoren zu einem Paar zusammenzustellen.
Das Projekt entstand, nachdem in der heimischen Solaranlage eine Fehlfunktion auftrat. Es basiert auf dem Joule-Effekt:
Eine Metallplatte, die thermisch mit dem DUT (device under test) und einem Referenzsensor gekoppelt ist, wird auf eine konstante, einstellbare Temperatur erhitzt.
So können Sie die Eigenschaften des Sensors bei unterschiedlichen Temperaturen messen.
Ein ARDUINO Uno steuert die Temperatur.




Projekt-Nr. 63: Türklingel mit Gedächtnis


Gelegentlich kann es nützlich sein, zu wissen, ob ein Besucher an der Haustür geklingelt hat.
Etwa, wenn der Postbote nicht zweimal, sondern überhaupt nicht geklingelt hat und man sich ärgern muss, wenn man das Päckchen mit den heißersehnten Elektronikbauteilen am nächsten Tag aus dem Paketshop abholen muss.
Eine Memory-Schaltung ohne Mikrocontroller und ausgebuffte Software – das kommt nicht so oft vor.
Dazu besteht sie nur aus wenigen Bauteilen (Bild 1), die samt und sonders der Grabbelkiste entnommen werden können.
Der 12V Klingeltrafo wird an K2, die Klingel oder ein Piezo-Summer an K1 angeschlossen.
S1 ist der Taster der Türklingel mit Arbeitskontakt.
Die Sekundärspannung des Trafos wird von D1 gleichgerichtet und von C1 gepuffert.
Fertig ist die Stromversorgung für die beiden Transistoren T1 und T2!
Drückt man den Reset-Taster S2 (mit Ruhekontakt), so wird die Basis von T1 über R2 auf Low-Potential gelegt.
Es kann kein Basisstrom fließen, so dass T1 sperrt. Am Kollektor von T1 liegt demnach ein hohes Potential, es fließt ein Basistrom über R3 und R4 zu T2.
Der Strom ist allerdings viel zu gering, als dass die LED leuchten könnte.
Transistor T2 leitet nun und sein Kollektor wird low. Jetzt kann auch dann kein Basisstrom zu T1 fließen, wenn man S2 loslässt.





Projekt-Nr. 62: Diagnose-Tool für drahtlose Fahrrad-Computer



Was tun, wenn der Fahrrad-Computer streikt? Genau vor dem Problem stand der Autor, als während einer Tour kein Tempo mehr angezeigt wurde.
Auch die einfache Lösung – ein Batteriewechsel – brachte nichts.
Um nun herauszufinden, ob der Sender oder der Empfänger schuld ist, entwickelte er ein passendes Messgerät.
Wenn etwas nicht funktioniert, dann muss man eben oft doch in den sauren Apfel beißen
und die Unterlagen zu Rate ziehen. Im Kleingedruckten zum Fahrrad-Computer des Autors stand zwischen Paragraphenerläuterungen die hilfreiche Info,
dass der Frequenzbereich der verwendeten Funksignale wohl wie vorgeschrieben zwischen 120 und 122 kHz liegen muss
und dass der Pegel der magnetischen Feldstärke dabei maximal -16 dBμA/m in 3 m Entfernung betragen darf.
Und da es sich um gesetzliche Regelungen handelt, dürften diese Werte nicht nur für diesen, sondern für die meisten einfacheren Fahrrad-Computer gelten.




Projekt-Nr. 61: KaraOkay-Mikrofon-Verstärker

Mit einstellbarem Klang, USB-Versorgung und Lautsprecher- Ausgang

Aus dem Elektor-Labor Indien
Hier ist ein völlig analoger, komplett mit Durchsteckbauteilen bestückter, quadratisch-praktisch-guter Vorverstärker als Lösung für das ewige Problem, eine Mikrofonverstärkung genau richtig zu wählen.
Das ist immer eine Herausforderung nicht nur bei der Wiedergabe der Lead Vocals bei Konzerten und Aufnahmen, sondern auch am Lagerfeuer bei Karaoke-Auftritten (besonders, wenn schon das eine oder andere Bier konsumiert wurde).
Die beiden Operationsverstärker IC1a und IC1b der Schaltung stecken in einem TLC272-Gehäuse.
Der TLC272 zeichnet sich durch einen extrem niedrigen Rauschbeitrag aus, was wesentlich für einen Mikrofon-(Vor-)Verstärker ist, da das Ausgangssignal eines Mikrofons nur relativ schwach daherkommt.
IC1a, an dem das (Elektret-)Mikrofon-Signal über den Koppelkondensator C1 angelegt ist, arbeitet als nichtinvertierender Verstärker.
Der Verstärkungsfaktor A des Opamps wird durch das Verhältnis von R8 zu den drei verschiedenen Req = R4||R7|| R5 oder R6 (oder nichts) bestimmt.
In Schalterstellung 1 (mit R5) beträgt der Verstärkungsfaktor zum Beispiel

Req = R4 || R5 || R7 = 449 Ω
A(1) = (1 + R8 / Req) = 223,7 ≡ 47 dB


Mit S1 in Mittelstellung beträgt die Verstärkung A(2) = etwa 14 (23 dB), ist dagegen Schalterposition 3 mit R6 gewählt, so liegt A(3) bei 60 (35 dB).
Auf diese Art bietet die Schaltung verschiedene Verstärkungsfaktoren, die ganz den unterschiedlichen Eingangspegeln, Mikrofonen, Sängern und auch dem Alkoholkonsum angepasst werden kann.
Hinweis: Früher Prototyp, entspricht nicht dem neuesten Stand.




Projekt-Nr. 60: Tiny-Würfel - Elektronischer Würfel mit ATtiny2313


Dieser einfache elektronische Würfel ist ein ideales Einsteiger-Projekt für Jugendliche oder Junggebliebene, die zum ersten Mal ein heißes Eisen in Form eines Lötkolbens anfassen.
Man kann sich bei diesem Projekt relativ gefahrlos darin üben, wie man eine Platine bestückt.
Lohn der Mühe ist ein elektronischer Würfel, bei dem man nicht einmal die Augen zusammenzählen muss, da die geworfene Zahl gleich dezimal angezeigt wird. Bequemer geht’s nicht!
Unsere Schaltung simuliert einen Würfel.
Auf Tastendruck startet das Würfeln mit der Anzeige verschiedener zufälliger Zahlen zwischen 1 und 6; nach einer Weile bleibt eine der Zahlen auf dem LED-Display stehen.
Zwecks Anfängerkompatibilität sind SMDs komplett verbannt und es kommen ausschließlich bedrahtete Bauteile vor.




Projekt-Nr. 59: Elektor-Lego-LEDs


Von Clemens Valens (Elektor-Labor)
Lego war nie bekannter als heute. Lego wurde sogar zur einflussreichsten Marke des Jahres 2015 nominiert.
Auch wenn es sich dabei nicht um eine Marke handelt, sind LEDs doch ähnlich populär.
Die Frage ist, was dabei herauskommt, wenn man Lego mit LEDs kreuzt.
Der populärste Lego-Baustein überhaupt?
Oder ist einfach alles, was mit den zwei Buchstaben „LE“ anfängt, zum Erfolg verdammt?
Probieren wir das doch einfach mal aus...
Lego-kompatible LEDs gibt es schon einige Jahre, doch sind sie teuer.
Dafür sind diese Lösungen besser in das Lego-System integriert als unsere kleine Platine, aber nicht so gut an eigene Wünsche anpassbar.
Die Elektor- Version hingegen ist die Anpassbarkeit schlechthin.
Die Elektronik von Bild 1 könnte kaum einfacher sein.




Projekt-Nr. 58: Karnevalstrommellicht

Von Stefan Kalbermatter (Die Schweiz)
Zugegeben, für einen echten rheinischen Fastelovensjeck, der nebenbei noch Elektor-Artikel übersetzt, gibt es Befriedigenderes, als im Frühsommer über eine „Karnevalsschaltung“ eines Immis zu schreiben.
Doch schauen wir mal, vielleicht lässt sich mit der Idee von Stevie in der nächsten Session (es ist ja bald wieder soweit!) doch etwas Aufsehenerregendes anfangen.
Vor einiger Zeit wurde Stevie nämlich gefragt, ob er nicht einmal eine schöne Schaltung für Karnevalsfeiern entwerfen könne.
Der Apparat solle jedes Mal hell aufleuchten, wenn et Trömmelsche jeht und so für einen schönen Lichteffekt bei nächtlichen Karnevalspartys sorgen.
Ursprünglich dachte Stevie daran, ein Mikrofon, gefolgt von einem Verstärker und einem Monoflop einzusetzen, um mit ein paar LEDs Licht zu machen.
Die Idee wurde verworfen, weil das Mikrofon zu viel Umgebungsgeräusche (davon gibt es im Karneval ja reichlich) auffängt, so dass die LEDs ständig leuchten würden.
Es ist eine Art von Triggervorrichtung erforderlich, um einen Trommelschlag korrekt zu erfassen.




Projekt-Nr. 57: Min/Max-Thermometer


Ich besitze eine Gastherme nach dem Prinzip eines Durchlauferhitzers und wollte die Warmwasserversorgung optimieren.
Dazu musste ich natürlich zunächst ermitteln, was in der Wasserleitung temperaturmäßig passiert. Flugs wurde ein kleines Min/ Max-Thermometer mit einem interessanten Sensor aufgebaut.
Ich bin kein Freund von fertig bestückten Mikrocontrollerboards, besonders nicht, wenn man ein mehr oder weniger mächtiges System für solch einfache Aufgaben wie ein Min/Max-Thermometer missbraucht.
Deshalb habe ich mich an diesen puristisch anmutenden Entwurf gemacht, der aus nicht mehr als einem Sensor, einem Mini-Controller und einem Display besteht.
Die TSic-Sensoren werden baugleich von drei Herstellern aus Deutschland und der Schweiz angeboten.
Es gibt verschiedene, bereits im Werk kalibrierte Versionen mit analogen, ratiometrischen und digitalen Ausgängen, vier Genauigkeitsklassen und zwei Gehäusebauformen.
Die TSic-Sensoren zeichnen sich bei einer Speisespannung von 3,0...5,5 V durch eine sehr niedrige Stromaufnahme von typisch 30 μA aus.
Unser Sensor trägt die Bezeichnung TSic306, gehört zu den genaueren (mit einem geringen Fehler von maximal 0,3 Grad im Kerntemperaturbereich von +10...+90 °C und 0,5 Grad im Betriebstemperaturbereich von -50...+150 °C), besitzt einen Digitalausgang und steckt in einem dreibeinigen TO92-Gehäuse.



Projekt-Nr. 56: LED nach Glühlampe Konverter


POST Artikel: LED nach Glühlampe Konverter
Wollten Sie schon einmal eine LED verstärken?
Hier machen wir es und ersetzen eine LED durch eine helle 100-Watt-Glühbirne.
Die Schaltung stellt das sichere Interface zwischen LED- und Netzspannung dar.
Zugegeben, Glühbirnen sind nicht besonders energieeffizient und sollten in jedem modernen Haushalt durch LED-Lampen ersetzt werden.
Wenn man aber eine einzelne, nicht besonders leuchtstarke LED durch eine helle 230V Glühlampe ersetzen möchte, benötigt man eine Schaltung, die mit der Betriebsspannung/strom der LED die Glühlampe an der Netzspannung ein- und ausschalten kann.
Mit der hier vorgestellten Schaltung kann man jeden Netzspannungs-Verbraucher mit einer Leistung von 15W bis 100W gefahrlos mit einem Mikrocontroller/RPi/ARM/Arduino ansteuern.
Der Optokoppler bietet die erforderliche elektrische Isolierung zwischen Ihrer kostbaren Treiberschaltung auf der einen und einer Lampe (oder einer anderen Last) auf der anderen Seite, die mit der für Mensch und Maschine gefährlichen Netzspannung verbunden ist.




Projekt-Nr. 55: Windstärke erfassen


Bild 2: Für den mechaniklosen Windstärkemesser haben wir eine Platine entworfen. Ohne Mechanik die Geschwindigkeit des Windes bestimmen, wie kann das gehen?
Ganz klar, das ist mit ausschließlich elektronischen Komponenten machbar. Wir beweisen, dass wenig Aufwand genügt.

Ohne Mechanik die Geschwindigkeit des Windes bestimmen, wie kann das gehen? Ganz klar, das ist mit ausschließlich elektronischen Komponenten machbar.
Wir beweisen, dass wenig Aufwand genügt. Meistens arbeiten Windmesser mit mechanischen Konstruktionen, sie messen die Richtung mit einer Fahne und die Geschwindigkeit mit einem Schaufelrad.
Weil Elektroniker nicht selten mit der Mechanik auf Kriegsfuß stehen, zeigen wir hier, dass es auch anders geht.
Dabei hilft uns die Tatsache, dass Luftströme abkühlend auf Körper wirken, die höhere Temperaturen als die Umgebung haben. Unser „Windstärkemesser′′ ist zwar kein hoch präzises, meteorologisches Messgerät, doch es lohnt sich, ihn auszuprobieren.
Nur Elektronik
Der Sensor ist ein Transistor, T2 in Bild 1, der als Diode geschaltet ist, denn Kollektor und Basis sind miteinander verbunden.
Wenn die Temperatur sinkt, steigt die Durchlassspannung mit jedem Grad Celsius um ungefähr zwei Millivolt.
Hier wird der Transistor von außen erwärmt, so dass die Temperatur einige Grad über der Umgebungstemperatur liegt.
Das Maß der Abkühlung ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der die Luft über den Sensor streicht.




Projekt-Nr. 54: Strom-weg-Piepser


Diese kleine Schaltung wird an ein 5-V-Schaltnetzteil angeschlossen und schlägt Alarm, wenn die Netzspannung wegfällt. Von Joachim Schröder
Es sind oft die kleinen Dinge, die das Outdoor-Leben erleichtern.
Diese Schaltung macht sich lautstark bemerkbar, wenn die Landstromversorgung ausfällt oder abgeschaltet wird.
Wer als Skipper oder Wohnmobilfahrer keine ausreichende mobile Energie aus Solar-oder Brennstoffzellen bezieht, ist oft auf Münzsteckdosen angewiesen, wie sie an vielen WoMo-Stell-beziehungsweise Hafen-Liegeplätzen vorhanden sind, um die Batterie wieder aufzuladen.
Solche Steckdosen sind in der Regel verbrauchsgesteuert und schalten nach Entnahme der bezahlten Strommenge ab.
Diese Strommenge ist oft nicht bekannt und auch der eigene Verbrauch ist meist nur schwer einzuschätzen.
Dann kann es vorkommen, dass der Ladestrom unbemerkt wegfällt und man, statt am nächsten Tag mit prall gefüllten Bordakkus zu starten, schon wieder fleißig der Batterie Energie entnommen hat. Also habe ich diese kleine Schaltung aufgebaut, die ein paar Sekunden piepst, wenn die 230V Versorgung aus- oder wegfällt.
Als Versorgung dient ein kleines 5V Schaltnetzteil (hier nicht zu sehen), wie man es in fast jeder Bastelkiste findet.
Solange die Netzspannung vorhanden ist, produziert das Schaltnetzteil brav seine +5 V.
In der Schaltung in Bild 1 wird der dicke 1000μF Kondensator über die Diode D1 und den 220Ω Widerstand geladen.
Gleichzeitig liegen diese 5 V über den 1kΩ Widerstand an der Basis des PNP-Transistors, so dass dieser sperrt.





Projekt-Nr. 53: Referenz-Sinusgenerator


Von Hein van den Heuvel (Niederlande)
Wie lässt sich ein Sinusgenerator mit wenigen Bauteilen und noch weniger Verzerrungen realisieren?
Wie immer gehen wir das Ganze praktisch an, mit vielen Experimenten.
Unser Lohn ist ein Statevariable-Oszillator mit einer Verzerrung von weit unter 0,001 %.
Zum Messen, Kalibrieren und Testen von Audio-/Mess-Geräten ist ein Testoszillator unabdingbar, der in der Lage ist, ein möglichst sauberes und verzerrungsarmes Sinussignal (von beispielsweise 1 kHz) zu erzeugen.
Es liegt auf der Hand, in unseren modernen Zeiten die Soundkarte des Computers als Sinusgenerator einzusetzen.
Zusammen mit einem der zahlreichen kostenlosen Programmen ist es ja einfach, dem DAC der Soundkarte ein definiertes Sinussignal zu entlocken.
Schaut man aber auf die Spezifikationen der Soundkarte, so fallen die angegebenen Verzerrungswerte negativ auf.
Auch, wenn es sich um eine teure Soundkarte mit einer Auflösung von 24bit oder sogar eine externe Soundkarte am USB handelt, liegen die Gesamtverzerrungen (THD) zwischen 0,01 % (-80 dB) und 0,003 % (-90 dB).
Der THD-Wert gibt das Verhältnis zwischen der Spannung eines Sinussignals (des Grundtons) und den Störkomponenten an.
Dabei kann es sich unter anderem um Harmonische, Rauschen, nicht-harmonisches Pfeifen und Piepen handeln.
In der Praxis wird das Audiosignal am Ausgang der Soundkarte zudem von Störprodukten innerhalb der Audio-Bandbreite verseucht.
Auf jeden Fall waren meine Hobby-PCs (ein Desktop und zwei alte Laptops) nicht geeignet, um ein brauchbares Signal zu liefern.




Projekt-Nr. 52: Schlafgenerator

Von Michael A. Shustov (Tomsk/Russland) und Andrey M. Shustov (Offenbach/Deutschland)
Man sagt, dass der Mensch unermüdlich das flackernde Feuer betrachten oder das Rauschen des Meeres anhören kann.
Heutzutage gibt es flackern- des Feuer auf der Mattscheibe, aber an künstliches Meeresrauschen hat sich bisher kaum jemand herangewagt.
Was ist wohl der Grund einer solch emotionalen Wahrnehmung von Wasser und Feuer durch den Menschen?
Die Antwort ist einfach: Feuer und Wasser begleiten den Menschen seit seiner Menschwerdung.
Von der Schönheit und dem chaotischen Rhythmus der Geräusche wird der Mensch hypnotisiert, beruhigt, entspannt.
Wenn die Frequenz der Meereswellen ungefähr der Atemfrequenz eines schlafenden Menschen entspricht, dann würden solche Geräusche den Schlaf fördern, ja erzwingen können.
Der Grund dafür ist ein „Frequenzziehen“ (frequency pulling), die automatische Synchronisierung der Rhythmen.




Projekt-Nr. 51: Headset-Tester


Von Pierre Commarmot
Headsets in Leichtflugzeugen sind eine ziemlich grobe Behandlung gewohnt, vor allem in der Ausbildung.
Dauernd werden sie ein- und ausgestöpselt, es wird am Kabel gezogen, das Mikro rundum gedreht, herumgepoltert.
Da ist ein kleiner Tester sinnvoll, der natürlich auch für PC-Headsets geeignet ist.
Ein Headset vermittelt Komfort und Sicherheit für den Benutzer, so dass eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet sein muss.
Aus diesem Grund ist es sinnvoll, das Headset von Zeit zu Zeit zu testen. Ich habe eine kleine Schaltung entwickelt, die sicherstellt, dass Mikrofon und Ohrhörer in einwandfreiem Zustand sind.
Ich habe zwei davon gemacht, eine für den Verein und eine für mich.
Die Schaltung Ein Flugzeug-Headset besteht üblicherweise aus einem Elektret-Mikrofon und zwei Ohrhörern.
Die Ohrhörer sind in Reihe oder parallel geschaltet, weil Stereoton im Leichtflugzeug wenig Sinn hat.
Die Gesamtimpedanz kann von einigen Ohm bis zu einigen hundert Ohm variieren.
Die Schaltung erfüllt drei Funktionen: Mikrofonverstärker mit variabler Verstärkung, Erzeugung eines Testsignals und Ausgangsverstärker mit variabler Verstärkung für die Ohrhörer.
Damit können die Ohrhörer mit dem Signalgenerator sowie Mikrofon und Ohrhörer zusammen mit dem Mikrofonsignal getestet werden.
Ich habe die Schaltung so einfach wie möglich gestaltet und von jedem nicht unbedingt notwendigen Widerstand oder Kondensator befreit mit dem Ziel, die Verdrahtung trotz der bemerkenswerten Leistungsfähigkeit zu vereinfachen.



Projekt-Nr. 50: Audio-Ampel


Von Rolf Gerstendorf und Sunil Malekar
Ein Audio-Aussteuerungsindikator ist ein sehr nützliches Instrument, um zu ermitteln, ob eine Stereoanlage übersteuert wird.
Diese Schaltung ist mit drei Indikator-LEDs in Ampelfarben ausgestattet und für einen großen Eingangsspannungsbereich geeignet.
Pegelmesser haben wir in Elektor schon in allen möglichen Varianten und Maßen veröffentlicht.
In diesem Fall haben wir aber von einem voll ausgestatteten VU-Meter mit LED-Balken abgesehen, das bei einem normalen Audioverstärker auch etwas übertrieben sein dürfte.
Hier reicht ein Indikator aus, der angibt, ob ein Signal anliegt, ob noch Spielraum (headroom) in der Aussteuerung vorhanden ist oder ob der Verstärker übersteuert wird.
Und dafür reichen zwei oder drei LEDs völlig aus!
In diesem Fall besteht der Indikator aus drei LEDs in Ampelfarben.
Die grüne LED leuchtet immer, wenn das Gerät eingeschaltet ist und eine Versorgungsspannung anliegt.
Die gelbe (oder orange) LED zeigt, dass ein Audiosignal am Ausgang des Vorverstärkers liegt.
So kann man auf einen Blick erkennen, dass der Vorverstärker ein Signal zu den Endstufen oder zu einem Kopfhörerverstärker liefert.
Diese LED kann auch so eingestellt werden, dass sie aufleuchtet, wenn eine Grenze von 3 dB oder 6 dB unter der Vollaussteuerung erreicht ist.
Die rote LED schließlich gibt an, dass der Pegel des Ausgangssignals des Vorverstärkers ein Maß überschreitet, bei dem die Endstufen übersteuern.




Projekt-Nr. 49: Kleiner Dynamikkompressor


Von Rolf Gerstendorf und Sunil Malekar
Diese Kompressorschaltung soll die Dynamik eines Audiosignals einschränken - die lauten Signale abschwächen, um ein Sprachsignal verständlicher zu machen.
Dazu wird hier eine einfache Steuer- statt einer Regelschaltung mit Feedback verwendet.
Die Schaltung stellt einen dynamischen Feed-forward-Kompressor dar, der im Gegensatz zu einem Feedback-System nicht das Ausgangssignal zur Regelung des Eingangssignals zurückführt.
Anstatt eines Regelkreises verwendet diese Schaltung also eine parallele Steuerung.
Dieser Kompressor ist trotz, ja eher aufgrund seiner Einfachheit sehr wirksam.
Bei einer Dynamik des Eingangssignals von etwa 50 dB bleibt das Ausgangssignal im Bereich von ±3 dB konstant.




Projekt-Nr. 48: Weihnachtsspirale


Von Ton Giesberts (Elektor-Labor)
Mit 25 LEDs auf einer flexiblen, spiralförmigen Folienplatine, die zu einem Kegel aufgezogen wird, entsteht ein Weihnachtsbaum der futuristischen Art.
Gesteuert werden die LEDs von einem Pseudo-Zufallsgenerator, ganz ohne Mikrocontroller.
Elektronische Weihnachtsdekorationen hat Elektor im Lauf der Jahrzehnte in diversen Formen, Farben und Größen veröffentlicht.
Dieser Weihnachtsbaum, er könnte auch Weihnachtskegel oder Weihnachtspyramide heißen, gehört zur Kategorie der dreidimensionalen Kreationen.
Die 25 weißen oder auch bunten LEDs auf der flexiblen, kegelförmig aufgezogenen Folienplatine werden von einem Zufallsgenerator gesteuert.
Der Zufallsgenerator lässt die LEDs ähnlich einem Sternenhimmel funkeln. Aufgebaut ist der Zufallsgenerator nach (ur)alter Methode mit Logik-ICs
– ohne einen Mikrocontroller, der programmiert werden müsste!
Ein zweifaches statisches 4-bit-Schiebergister 4015 und ein vierfaches EXOR-Gatter 4070, beide Standard-CMOS-ICs, übernehmen diese Aufgabe mit Leichtigkeit.
Dazu kommen acht p-Kanal-MOSFETs, sie sind die Treiber für die LEDs.

video link:
https://www.youtube.com/watch?v=OHdJxYzuqWA&feature=youtu.be&list=UUhtg0Ek8OFg-tn_Vttd3STw





Projekt-Nr. 47: Signal-Pegelanzeige



Ein gängiger Vierfach-Opamp, eine Rot-Grün-LED sowie einige passive Bauelemente stehen auf der Stückliste dieser dreistufigen Pegelanzeige für Audiosignale.
Diese lässt sich beispielsweise in Verstärkern oder auf Übertragungsleitungen einsetzen.
In der Sommer-Doppelausgabe 2014 stellte Elektor einen „Punktdisplay-Treiber“ vor [1], der den Autor spontan an seine vor Jahren ersonnene Signalpegelanzeige erinnerte.
Anlass war seinerzeit der Einsatz unterschiedlicher Mikrofone mit abweichenden Empfindlichkeiten an einer ELA-Anlage.
Dabei musste das Verstärker-Ausgangssignal seinen Pegel beibehalten, unabhängig vom Typ des Mikrofons.
Auf der Frontseite des Geräts mangelte es an Platz für ein Messwerk mit Skala oder Digitalanzeige.
Eine zweifarbige LED ließ sich jedoch problemlos unterbringen.





Projekt-Nr. 46: Thermischer Berührschalter


Der Berührschalter reagiert weder resistiv auf Hautwiderstände noch kapazitiv auf Änderungen niedriger Kapazitäten, aber er nimmt Temperaturunterschiede wahr.
Genutzt wird der negative Temperaturkoeffizient einfacher Siliziumdioden.
Normalerweise richten Dioden wechselförmige Größen gleich, sie haben jedoch noch weitere nutzbare Eigenschaften.
Hier geht es um eine Eigenschaft, die meistens störend in Erscheinung tritt: Der negative Temperaturkoeffizient der Durchlassspannung.
Die Durchlassspannung einer Standard-Siliziumdiode driftet beim Anstieg der Temperatur um etwa -2 mV/°C.





Projekt-Nr. 45: Servo-Polaritätswender


Verd...! Ich kippe den Steuerknüppel nach rechts und das Modell bewegt sich nach links. Und nach oben ist nach unten! Hier ist eine einfache Lösung für das Problem.
Servos sind die entscheidenden elektromechanischen Teile vieler RC-Fernbedienungen. Sie werden in der Regel mit Pulsweitenmodulation (PWM) gesteuert:
Eine Impulsbreite von 1,5 ms entspricht der neutralen oder „Geradeaus“-Position, während 1 ms und 2 ms die beiden extremen Einstellungen der Steuerung darstellen.




Projekt-Nr. 44: Batterie-Timer


Schaltungen, die (batteriebetriebene) Geräte nach einer bestimmten Zeit automatisch ausschalten, gibt es wie Sand am Meer.
Allerdings sollte die zusätzliche Elektronik möglichst wenig Strom verbrauchen – vor allem im ausgeschalteten Zustand!
Der einzige Strom, der jetzt noch fließt, ist der Leckstrom durch beide Transistoren, ein Wert, der sich auf wenige Nano-Ampere beschränkt.
Die Abschaltzeit ergibt sich aus der Zeitkonstante des RC-Glieds. Sie ist proportional zur Kapazität.
Durch Änderung des Elkos C1 (in Farad) kann man die gewünschte Zeitspanne T (in Sekunden) einstellen.





Projekt-Nr. 43: Elektronisches Ohr


Das elektronische Ohr horcht auf leise oder laute Geräusche.
Sobald der Schallpegel die eingestellte Schwelle übersteigt, wird akustischer Alarm ausgelöst.
Nicht nur als Babysitter ist dieses Ohr einsetzbar, es kann auch den Hausfrieden retten, wenn der produzierte eigene Schallpegel das nachbarschaftsverträgliche Maß zu überschreiten droht.
Es versteht sich von selbst, dass der Alarmtongeber nicht unmittelbar neben dem Schallempfänger installiert sein darf...





Projekt-Nr. 42: Rest-of-the-Day-Uhr



Ein technisches Werkzeug oder Gerät mit bisher so nicht bekannter Funktionalität und/oder besonderem Design.
Eine große Rolle spielt der Spaßfaktor, die Geräte sind oft Grenzgänger zwischen sinnvoller Funktionalität und Verspieltheit. So definiert Wikipedia ein „Gadget“, und schon der Titel dieses .POST-Projekts riecht sehr streng danach!
Die Menschen kaufen a) Nützliches b) Bequemes c) Amüsantes d) was den Nachbarn neidisch macht.
Und dieses d) ist die Marktlücke, in die wir eindringen müssen [1]!
Niemand braucht so ein Gadget wirklich, jeder möchte es aber gerne besitzen.
Diese Nische scheint mit der Rest-of-the-Day-Uhr recht gut getroffen.




Projekt-Nr. 41: Stresstester


Da es viele Zusammenhänge zwischen Stress und diversen Krankheiten zu geben scheint, ist die Beeinflussung von nicht willkürlich steuerbaren Körperfunktionen per Autogenem Training ein naheliegendes Antistress-Verfahren.
Hierzu gibt es viele verschiedene Biofeedback-Schaltungen, die physiologische Maße wie die Herzfrequenz, Körpertemperatur oder gar elektrische Gehirnaktivität sichtbar und so einer Beeinflussung zugänglich machen.
Die hier beschriebene Elektronik misst den Hautleitwert – ein sehr sensibler Parameter psychophysiologischer Erregung.





Projekt-Nr. 40: Logic-Analyser für Sparfüchse


Für gelegentliches Messen an digitalen Schaltungen ist ein ausgewachsener Logic-Analyser mehrere Nummern zu groß und zu teuer.
Deshalb werden hier mit wenigen Bauelementen 16 Signalzustände gleichzeitig auf einem analogen Oszilloskop dargestellt.
Das Oszilloskop darf ein altgedientes Modell mit Kathodenstrahlröhre sein, wie es auch heute noch an vielen Arbeitsplätzen in Gebrauch ist.
Neuzeitliche Oszilloskope können fast immer mehrere digitale Signale gleichzeitig auf dem Bildschirm darstellen.
Ältere Modelle, die noch mit Kathodenstrahlröhren arbeiten, tun sich damit etwas schwerer.
Die im Bild gezeigte Schaltung verhilft solchen Oszilloskopen zu einer erweiterten Funktion.
Die Signalzustände auf 16 digitalen Kanälen werden auf dem Schirm in Tabellenform als Ziffern „0” oder „1” ausgegeben.





projekt-Nr. 39: Schalten mit Keyboard-LEDs



Viele User bewahren alte Computertastaturen mit mechanischen Fehlern auf.
Man könnte sie ja mal reparieren oder für irgendetwas anderes gebrauchen. Genau dieser Fall tritt jetzt ein!
Bei vielen Computernutzern liegen ausgemusterte Tastaturen herum, die lediglich mechanische Fehler haben.
Die Controller in den Tastaturen steuern meistens drei LEDs für Numlock, Capslock und Scrolllock (Rollen) an.
Da man Tastaturen parallel betreiben kann, lassen sich die Tastaturcontroller als einfache Schalt-Interfaces nutzen.
Besonders das Scrolllock-Signal wird im normalen Rechnerbetrieb ja nicht gebraucht.





Projekt-Nr.38: Glücksrad


Bestimmt kennen Sie das Glücksrad aus TV-Shows, von der Kirmes, von Straßenfesten oder aus der Spielhalle.
Das Rad kurz angeschubst und dann warten, warten, warten, bis es stehenbleibt und man sieht, welchen Preis man gewonnen hat.
Diese elektronische Version macht exakt das gleiche, fällt aber kompakter aus als die mechanische Variante.
Viele mittelalterliche Kulturen kannten das Glücksrad als Rad des Lebens oder des Schicksals.
So, wie wir es kennen, nimmt es seinen Ursprung aber wohl in den verr(a)uchten Saloons amerikanischer Goldgräberstädte.
Auch wenn es heute nicht mehr um Nuggets geht, stellt die knatternde Drehscheibe mit den Kreissektoren eine beliebte Attraktion auf Volksfesten und Kindergeburtstagen dar.




Projekt-Nr. 37: Peak-Voltmeter


Diese zu 100 % „volltransistorisierte“ Schaltung misst den Spitzenwert einer Wechselspannung mit einer Amplitude bis 6 V komplett unabhängig von der Wellenform und der Polarität der Spitzen.
Ein Spitzenwert-Voltmeter ist – wie der Name schon sagt – dazu da, den Absolutwert von Spannungsspitzen einer Wechselspannung zu bestimmen.
Üblicherweise dient die Erfassung von Spannungsspitzen der Beurteilung, ob sie schädlich sind oder zu Übersteuerungen führen.
Typischerweise werden solche „Überwachungsmaßnahmen“ für Audiosignale eingesetzt, die ja nicht unbedingt sinusförmig sind.
Ein Peak-Voltmeter unterscheidet sich von einem Peak-to-Peak-Meter und einer RMSoder True-RMS-Messung.





Projekt-Nr. 36: Serieller Blinker/Dimmer



Nein, hier geht es um keine serielle Schnittstelle, da hier keine Daten fließen.
Es handelt sich um eine Schaltung, die einfach in Serie mit einer Last geschaltet wird.
Eine Lampe kann dann beispielsweise blinken oder auch gedimmt werden.
„Irgendwo im Internet“ lief dem Autor eine Blinkerschaltung über den Weg, die man einfach in Serie mit einer Last schalten konnte.
Das gefiel ihm, denn eine „normale“ Blinkerschaltung kommt ja kaum mit weniger als drei Leitungen aus (Versorgung, Masse und Ausgang).
Fasziniert machte er sich an die Weiterentwicklung und Verbesserung, denn so eine Zweidrahtlösung ist sehr praktisch, wenn die Änderung einer bestehenden Verkabelung einen größeren Aufwand bedeuten würde.
Man kann die Schaltung daher gut als Ersatz für so genannte Hitzdrahtblinkgeber in alten Fahrzeugen verwenden, die ja ebenfalls in Serie zu den Blinkerlampen geschaltet waren.




Projekt-Nr. 35: Kapazitiver Näherungsschalter



Der kapazitive Näherungsschalter erkennt Objekte auf kurze Entfernungen, abhängig von der Objektgröße und der eingestellten Empfindlichkeit.
Er kann zum Beispiel melden, dass eine Person vor der Haus- oder Wohnungstür steht, ohne dass die Tür geöffnet werden muss!
Auslöser für den Näherungsschalter können nicht nur Personen sein, auch das Auto in der Garage wird erkannt, wenn es dort abgestellt ist.
Das Objekt muss sich nicht bewegen, es genügt, dass ein vorgegebener Abstand zum Sensor unterschritten wird.





Projekt-Nr. 34: Tools zur Mikrocontroller- Entwicklung 2.0


Compiler oder Programmer für Mikrocontroller sind heute nichts Besonderes mehr.
In diesem Beitrag aus der Serie Elektor.POST geht es um die Bemühungen eines Herstellers, sich von der Konkurrenz abzuheben und Standards für die nächste Generation von Entwicklungswerkzeugen zu setzen.
Einer der interessantesten Aspekte moderner Technologie ist der permanente Wandel.
Elektor-Lesern dürfte kaum verborgen geblieben sein, wie sehr sich der Markt an Entwicklungs- Tools für Mikrocontroller allein in den letzten fünf Jahren verändert hat.
Das liegt auch daran, dass die schiere Zahl angebotener Mikrocontroller deutlich größer geworden ist.
Nachfolgend wollen wir über eine Neuerung berichten, die einiges verändern könnte.




Projekt-Nr. 33: Auto-Akkutester



Obwohl moderne Autos überfrachtet sind mit jeder Art von Elektronik, fehlt es bisweilen an einer simplen Anzeige für den Ladezustand der Autobatterie.
Mit ein paar Transistoren und LEDs kann man solch eine Schaltung leicht nachrüsten.
  Dieses kleine handliche Prüfgerät überwacht kontinuierlich den Zustand der Batterie im Auto und deutet die Höhe der Batteriespannung mit einigen LEDs an.
Obwohl es nur drei LEDs sind, zeigen sie vier wichtige Spannungsbereiche, die einen Eindruck vom Ladezustand der Batterie verschaffen.




Projekt-Nr. 32: BeagleBone Black, die Serie




In der ersten Folge dieser Serie ging es um digitale I/Os. Jetzt werden die analogen Fähigkeiten des BBB (BeagleBone Black) beleuchtet.
Im Gegensatz zur Ansicht der im kalifornischen Silicon Valley ansässigen Firmen ist die Welt immer noch nicht komplett digitalisiert.
Daher folgt nun eine Einführung in analoge I/Os.





Projekt-Nr. 31: Bleiakku-Protektor




Bleiakkus unterschiedlichster Bauart sind eigentlich ziemlich anspruchslos.
Man darf sie nicht überladen – okay – dafür sorgt das Ladegerät. Sie dürfen im Betrieb aber auch nicht tiefentladen werden.
Hierzu braucht man Extra- Elektronik wie den hier vorgestellten Protektor für Bleiakkus.
Wenn es nicht gerade um die Bleiakkus in Autos oder sonstigen Fahrzeugen geht,
dann muss man sich bei netzunabhängig betriebenen Verbrauchern kleiner Leistung in der Regel selbst darum kümmern,
dass die Last abgeklemmt wird, sobald die Entladeschlussspannung eines Akkus erreicht wird.
Man benötigt also nicht nur eine Ladeschaltung, sondern auch eine Elektronik, die verhindert, dass die Akkuspannung unter diesen Wert sinkt. Um den letzten Aspekt geht es hier.





Projekt-Nr. 30: Mini-Rauschgenerator




Zur schnellen Überprüfung eines Verstärkers kann man einen einfachen Rauschgenerator für den Tonfrequenzbereich verwenden.
Früher wurde ein Rauschgenerator in der Regel mit einer Diode oder einem Basis-Emitter-Übergang eines Transistors als Rauschquelle aufgebaut, im Zeitalter der Digitaltechnik gibt es aber noch andere Lösungen.
 

Projekt-Nr. 29: BeagleBone Black, die Serie

In Teil 1 wurde der BeagleBone Black zunächst vorgestellt, dann waren seine Fähigkeiten und I/O-Ports an der Reihe.
Hier geht es weiter mit I/O, denn jetzt wird gezeigt, wie man dieses Board ohne angeschlossene Peripherie wie Tastatur, Monitor und Maus bedienen kann.
Der erste Schritt dazu ist die Verbindung des BBB (BeagleBone Black) mit dem Internet via Ethernet; als Basis des Fernzugriffs durch VNC (Virtual Network Computing).




Projekt-Nr. 28: Der Heiße Draht



Sicher kennen Sie das: Der Spieler muss eine Metallschlaufe um einen verbogenen Draht führen, ohne ihn zu berühren, sonst gibt es einen Alarm.
Wer es schafft, gewinnt. Inspiriert durch eine Elektor-Schaltung aus dem analogen Zeitalter haben wir hier einen Arduino Uno eingesetzt,
um bis zu vier Spielern gleichzeitig dieses nervenaufreibende Spiel zu ermöglichen.
Der Heiße Draht ist ein Geschicklichkeitsspiel, es hat nichts mit Intelligenz, Wissen oder strategischen Fähigkeiten zu tun.
Unsere Arduino-Version eignet sich für bis zu vier Spieler. Jeder ist mit seiner eigenen Schlaufe beschäftigt.
Das Ziel ist, seine Schlaufe vom Anfang bis zum Ende eines „heißen“ Drahtes zu führen, ohne selbigen zu berühren.
Wenn ein Spieler den Draht berührt, ertönt der Alarm und eine LED identifiziert den Schuldigen.
Wenn ein Spieler das Ende seines Drahts erreicht und den Endkontakt betätigt, hat ergewonnen und es gibt eine kleine, von einer Lichtorgel begleitetete Melodie als Belohnung.




Projekt-Nr 27: Spulenwickler


Bei Induktivitäten für niederfrequente Anwendungen im Lang- und Mittelwellenbereich können leicht mehrere hundert Windungen zusammenkommen.
Da wird manuelles Wickeln zur Qual. Dieser automatische Spulenwickler macht Schluss mit dem Elend.
Er dreht den Spulenkörper im und gegen den Uhrzeigersinn und der eingebaute Zähler zeigt die Windungszahl aufs Zehntel exakt im Display an.
Der Spulenwickler soll, wie der Name verrät, Spulen wickeln und dabei die Anzahl der Umdrehungen sowie die Drehrichtung des Motors mit Hilfe einer an der Motorwelle befestigten schwarz/weißen Scheibe bestimmen.
Die Scheibe ist in zehn Abschnitte aufgeteilt, abwechselnd weiß und schwarz gefärbt.
Zwei Reflex-Optokoppler registrieren Umdrehung und Drehrichtung.
Wenn der Motor im Uhrzeigersinn dreht, wird der Zählwert inkrementiert, dreht er gegen den Uhrzeigersinn, wird der Zählwert dekrementiert und das Resultat in einem Display dargestellt.





Projekt-Nr. 26: Raspberry-Pi- Voltmeter

Es werden nur wenige externe Bauelemente am Raspberry Pi benötigt, um Gleichspannungen bis 5V zu messen
und die Ergebnisse auf dem Monitor anschaulich in Farbe darzustellen.
Dabei lässt sich die volle Bildschirmgröße nutzen, so dass diese Applikation gut als Basis für Demonstrationen zum Beispiel in Schulen geeignet ist.
Der Autor ließ sich unter anderem von drei Elektor-Beiträgen zum Umstieg von Basic nach Python [1] anregen; also sollte das Programm für den Raspberry Pi (Rev. 2) in Python entworfen werden.
Schließlich entstanden zwei Programmversionen. In beiden Fällen kommuniziert ein Raspberry Pi über einige seiner GPIO-Pins mit einem A/D-Wandler-Chip und zeigt dann die Messwerte auf dem angeschlossenen Bildschirm an.




Projekt-Nr. 25: BeagleBone Black, die Serie

Wenn Sie bei einem Raspberry Pi mehr I/O benötigen oder aber bei einem Arduino Due mehr Rechenleistung, dann wäre vielleicht ein BBB (BeagleBone Black) das Richtige für Sie.
In diesem ersten .Post-Projekt mit dem BBB geht es um dessen Erweiterungs-Steckplätze.
Darauf folgt dann die obligatorische Demo in Form des Programms Blinky für eine blinkende LED.




Projekt-Nr. 24: Virtueller Kamin


Ein sanft flackerndes und leise vor sich hin knisterndes Kaminfeuer ist eine Attraktion für Menschen und Haustiere.
Aber nicht jeder kann sich ein reales Feuer im Wohnzimmer leisten. Eine Alternative stellt der voll-integrierte, mp3-unterstützte Virtuelle Kamin dar, der ohne Rauchgeruch auskommt, ohne fliegende Glut und die Sorge, dass er nicht rechtzeitig brennt.
Und ohne Holzholen draußen in der Kälte…

Licht aus, Spot an: Hier ist ein Gerät, das einen brennenden Kamin simulieren kann.
Es benötigt dazu 230-V-Glühlampen (alles, was dimmbar ist).
Mit einer roten, nicht abgeblendeten Lampe erzeugen Sie einen tiefen roten Hintergrund, eine gelbe und eine weiße Lampe (oder jede andere Farbe, die Sie möchten) flackert im Rhythmus des Knistern und Knacken des Feuers.
In der Tat verfügt der Virtuelle Kamin über einen kleinen, aber lautstarken Verstärker, der den Sound eines echten Kamins spielt.
Die MP3-Sound-Datei kann von[1] heruntergeladen werden, und wenn Sie den Klang nicht mögen, gibt es eine Unzahl von Alternativen auf YouTube.




Projekt-Nr. 23: BASIC für PICs (4)

PICs PICAXE08M2+

Die bisherigen Artikel dieser Serie [1] zeigten, wie man einen PICAXE-Chip programmieren und digitale und analoge Ein- und Ausgänge realisieren kann.
In Teil 3 machten wir uns in verschiedenen Anwendungen wie Servosteuerung und Sounds die Pulsweitenmodulation (PWM) zunutze.
Dieser Artikel schließt nun die Reihe ab, wir werden ein OLED-Display und eine PS/2-Tastatur an den PICAXE anschließen und alles über eine serielle Leitung mit dem PC verbinden.



Projekt-Nr. 22: Programmierbarer Kühlschrankwächter


Diese kleine Schaltung detektiert das Öffnen der Kühlschranktür und zeigt die Temperatur dann auf einem 7-Segment-Display an. Überdies misst die Elektronik, wie lange die Tür geöffnet ist.
Nach dem Überschreiten einer vorher programmierten Zeit (oder eines programmierten Temperaturwerts) erklingt ein akustischer Alarm.
Die Schaltung besteht nur aus einigen Komponenten und passt daher in günstige Gehäuse – wie zum Beispiel die Raspberry-Pi-Box.
Die hier vorgestellte Schaltung basiert auf einem ATtiny84-Mikrocontroller, garniert mit einigen anderen Bauteilen.
Der Mikrocontroller verfügt über mehrere 10bit A/D-Wandler, wovon einer dazu verwendet wird, die aktuelle Kühlschranktemperatur zu ermitteln.





Projekt-Nr. 21: Buhei 2.0



In der Elektor-Ausgabe vom April 1979 wurde eine Schaltung zum Krachmachen veröffentlicht.
Der Autor war zu Recht stolz darauf, dafür nur einen Zähler CD4040, einen Hex-Inverter CD4049 und etwas Kleinkram zu benötigen.
Wer damals von so etwas angetan war, kann sich jetzt nochmals freuen, denn dank technischen Fortschritts kriegt man heute das Gejaule mit noch weniger Bauteilen hin!
Der Gehirnschmalz aktueller Elektronik steckt vielfach weniger in der cleveren Verschaltung der Bauelemente, sondern mehr in der Software für den Mikrocontroller.
Dem Programmieren solcher Controller kann man heute selbst bei so einfachen Aufgaben kaum mehr sinnvoll ausweichen.
Die für diesen AVR-Controller nötige Software (siehe Kasten) wurde mit dem allseits bekannten Bascom-AVR [1] geschrieben.




Projekt-Nr. 20: Raspberry Pi Rezepte Teil 7

Beim bisherigen Kochen und Braten ging es hauptsächlich um digitale Signale wie GPIOs, serielle UARTs, SPI und I2C.
Hinzu kam etwas Würze durch analoge Signale via SPI. In dieser Folge wird die äußerst wichtige Zutat PWM hin und her gewendet.
Bei PWM (PulseWidth-Modulation) handelt es sich um ein Rechtecksignal, dessen Pulsbreite verändert (= moduliert) wird.
Eine veränderte Pulsbreite sorgt für einen veränderten Mittelwert des Signals.
PWM wird daher hauptsächlich zur verlustarmen Steuerung der Leistung von Lampen, Motoren etc. eingesetzt.
Ein SoC des Typs BCM2835 von Broadcom ist der zentrale Chip eines RPi.



Projekt-Nr. 19: BASIC für PICs (3)


Im ersten Teil der Artikelserie ging es um die Programmierung des PICAXE-Chips und grundlegende Ein-und Ausgangsschaltungen (Elektor.POST Projekt Nr. 8).
In der zweiten Tranche (Elektor.POST Projekt Nr. 16) legten wir mit der Steuerung verschiedener Arten von Schaltern nach und berechneten die Werte der dazugehörenden Bauteile.
Dieses Mal beschäftigen wir


Projekt-Nr.18: Akku-Lebensversicherung



Auch wenn Myriaden an Home-Appliances, Küchen-Gadgets und sonstiger Elektronik auf Akkubetrieb ausgelegt sind, scheint sich doch kein Hersteller richtig um die „Gesundheit“ der Akkus zu kümmern.
Elektrisch gesehen bestehen etliche dieser Apparate aus dem Trio Akku, Schalter und Motor. Als Folge davon werden die Akkus leicht tiefentladen, was ihre Lebensdauer reduziert.
Dieses .POST-Projekt demonstriert, wie man mit Hilfe des Mikrocontrollers ATtiny45V plus Power-MOSFET und einigen diskreten Bauteilen die Lebensdauer verlängern kann.
Der „Patient“ ist in diesem Beispiel eine elektrische Käsereibe, die nach dieser Operation nicht nur besser läuft, sondern deren Akku wohl auch länger lebt. Kaum erwähnenswert, dass diese Schaltung auch in anderen Geräten wie
z.B. einem kleinen Handstaubsauger funktioniert.



Projekt-Nr. 17: Hoch über Wolke 7


Die Übertragung von Daten aus einer Kapsel, die an einem Wetterballon baumelt, ist nicht einfach und benötigt meist hoch entwickeltes und deshalb teures Equipment.
Zum Glück gibt es günstige Alternativen.
Die hier beschriebene Schaltung kann in Zusammenarbeit mit einem Standard-Funkgerät und einem GPS-Empfänger bis zu sechs analoge Signale und Positionsdaten vom Ballon zu einer Bodenstation übertragen.
Keine blanke Theorie - dieses Projekt war schon zweimal in der Luft!





Projekt-Nr. 16: BASIC für PICs (2)  PICAXE08M2+

Der erste Artikel dieser Serie beschäftigte sich mit dem PICAXE-System [1] und zeigte, wie man eine PICAXE-Programmierschaltung bauen, den Chip damit programmieren und (beispielsweise) eine Tasten/LED-Kombi steuern kann.
In dieser Folge geht es um Schaltungen mit gebräuchlichen Elektronikbauteilen, die zur Ein- und Ausgabe am PICAXE-Chip angeschlossen werden.
Der Artikel soll Ihnen zeigen, welche Faktoren zu berücksichtigen sind, wenn Sie Bauteile für Ihr eigenes „Interfacing“ verwenden wollen.
Die folgenden Artikel decken dann fortgeschrittenere, chip-spezifische Schnittstellen-Funktionen von PICAXE ab.
Die Leistungsfähigkeit eines PICAXE-Projekts kann durch spezielle ICs und Peripheriebausteine wie zusätzliche Speicher, Tastaturen, LCD-Displays oder sogar einen über eine serielle Verbindung angeschlossenen PC gesteigert werden.
Im Internet steht eine Fülle von Informationen, für alle, die gerade erst anfangen, ihre eigenen auf Mikrocontrollern basierten Elektronik-Designs zu entwickeln, zur Verfügung.
Leider ist es meist sehr schwer, zu den gezeigten konkreten Interfaceschaltungen ausreichende (theoretische) Hintergrundinformationen an gleicher Stelle zu bekommen, um zu verstehen, warum ausgerechnet dieses Bauteil mit diesem bestimmten Wert verwendet wurde.
Dies macht es unmöglich, die Schaltungen eigenen Bedürfnissen anzupassen.
Deshalb haben wir den hier gezeigten Beispielschaltungen etwas Theorie angefügt, damit Sie genau wissen, wie die richtigen Komponenten für Ihre Entwürfe zu wählen sind.




Projekt-Nr. 15: Hypnotiseur


Das Beobachten einer blinkenden LED hat durchaus etwas Hypnotisches – sogar dann, wenn sie mit fixer Frequenz bei festem Tastverhältnis blinkt.
Noch stärker dürfte der Effekt ausfallen, wenn man drei LEDs zufällig und mit variierendem Tastverhältnis blinken lässt. Lust auf außerkörperliche Erfahrungen?
Nirvana?
Vielleicht schlafen Sie aber auch nur ein. Auf jeden Fall präsentiert Ihnen diese Ausgabe von .POST eine Schaltung, die drei LEDs so blinken lässt, dass stundenlang Neues geboten wird.
In Reiseprospekten ist immer gutes Wetter und auf dem Papier funktioniert jede Schaltung.
Leider gibt es in dem „Realität“ genannten Modus die eine oder andere Abweichung davon.
Wissen und Erfahrung kann beim Lösen realer Probleme helfen. Manchmal kann man dabei sogar noch etwas lernen.
Zum Beispiel verhält sich die hier präsentierte Schaltung nicht, wie man es von der (naiven) Theorie her erwarten würde.




Projekt-Nr. 14: Raspberry Pi Rezepte Teil 6

Bislang ging es in den Elektor.POST-Projekten hauptsächlich um digitale Signale wie GPIO, serieller UART, SPI und I2C des Expansion Headers.
Vollständig ist so ein System aber nur, wenn es etwas Analoges „schmecken“ kann.
Thema dieser Folge sind daher ADCs (Analog/Digital- Converter), die via SPI angeschlossen werden können.
Leider verblüfft der Expansion Header von RPi durch das vollständige Fehlen analoger Funktionen.
Eigentlich ist das eine Schande, denn Boards wie Arduino und BeagleBone Black sind damit großzügig ausgestattet.
Doch muss man nicht gleich die Flinte ins Korn bzw. RPi in die Ecke werfen.
Dank SPI oder I2C kann man problemlos seriell ansteuerbare ADCs anschließen.
Zur Demonstration wird gezeigt, wie man einen MCP3004 (vierkanaliger ADC mit 10 bit Auflösung) per SPI anschließt.



Projekt-Nr. 13: ParkHilfe

Parken in Garagen kann sich als schwierig erweisen, da man nicht so leicht erkennen kann, wo das Auto eigentlich aufhört.
Ein Tennisball an einer Schnur oder eine Markierung am Boden oder an der Wand kann helfen.
Aber da der Tennisball nicht wirklich sicher richtig hängt bzw. die Peilung per Markierung so eindeutig nicht ist, sind solche Tricks wenig zuverlässig.
Daher wurde eine elektronische Hilfe auf Ultraschallbasis entwickelt.
Die „ParkHilfe“ löst das Einparkproblem tatsächlich einfach, zuverlässig und preiswert. Nur rund € 30,- genügen für die Elektronik samt Gehäuse und Netzteil.
ParkHilfe setzt auf ein Ultraschall-Transceiver- Modul. Dabei handelt es sich um ein Stück Elektronik, das Audiosignale mit 40 kHz sendet und empfängt.
Diese Frequenz ist weit jenseits des menschlichen Hörvermögens, das üblicherweise bei unter 20kHz endet.
Selbst Hunde können so hohe Töne nicht hören.
Der Sender schickt eine kurze Impulsfolge los und der Empfänger wartet auf die Echos – Reflektionen von Gegenständen in der Nähe.
Ein Auto wäre z.B. solch ein Reflektor.


Projekt-Nr. 12: Preiswerte Allergie-Therapie

Preiswerte Allergie-Therapie
Rotlicht für die Nase
Allergien sind weit verbreitet und beeinträchtigen das tägliche Leben der Betroffenen immens.
Das reicht vom Schniefen über tränende Augen, Quaddeln und sonstige Hautreaktionen bis hin zu Atemnot und Migräneattacken.
Sind die Symptome da, ist die Not groß. Alle Allergiker müssen herausfinden, welche Art von Behandlung ganz individuell hilfreich ist.
An Elektronik denkt dabei kaum jemand.
Also wird es höchste Zeit, dass wir ein außergewöhnliches Selbstbauprojekt vorstellen, das die Probleme mit Rotlicht in der Nase bekämpft.
Software 130225-11.zip
084_d_elePOST-x_Nr.12 130225-11 Preiswerte Allergie-Therapie § ATtiny45-P_1a.pdf





Projekt-Nr. 11: Raspberry Pi Rezepte Teil 5


In den letzten beiden Folgen von Elektor.POST ging es um die seriellen Schnittstellen UART und SPI auf dem Expansion Header von RPi.
Nun vervollständigen wir das Ganze mit dem letzten seriellen Interface: I²C.
Die Inter-IC- oder I²C-Schnittstelle ist die letzte der drei auf dem Expansion Header von RPi befindlichen seriellen Interfaces.
Bei den anderen beiden handelt es sich um den gewöhnlichen UART und die SPI-Schnittstelle, die schon in Teil 3 und 4 beschrieben wurden.





Projekt-Nr. 10: USB-Stick als Tastatur


Für den Hobbyanwender scheint ein RS232-Interface bequemer als ein USBPort zu sein.
Doch heute ist es auch mit kleinen 8-bit-Mikrocontrollern möglich, den USB-Bus im Device-Mode zu unterstützen.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Man spart die Kosten für einen USB/RS232-Konverter.
Darüber hinaus kann man USB-Devices wie eine Tastatur emulieren, ohne einen eigenen Treiber zu benötigen.
Man kann also eine programmierbare USB-Tastatur mit minimalen Hardware-Kosten und kleinem Software-Aufwand realisieren.
Und wie Sie sehen werden, ist solch ein „USB-Tastatur-Stick“ nicht nur vielseitig einsetzbar, sondern kann auch richtig Spaß machen!




Projekt-Nr. 9: RPi-Rezepte Teil 4

Im letzten Teil ging es um die seriellen Schnittstellen des Expansion Headers von Raspberry Pi.
Nun ist ein weiteres serielles Interface an der Reihe: der SPI-Bus.
In dem RPi-SPI-Projekt dieser Folge wird die Anzahl an I/O-Pins durch einen Port Expander erhöht.
Die Arbeit erledigt das IC MCP23S17, ein Port-Expander-Chip mit 16 Kanälen von Microchip.




Projekt-Nr. 8: BASIC für PICs



Standard-Mikrocontroller eignen sich häufig auch für Spezialanwendungen. Wenn man die entsprechende Firmware programmiert, kann man eigene Projekte mit besonderen Fähigkeiten ausstatten.
Mit dem PICAXE- System kann jeder Elektroniker einen Mikrocontroller samt Peripherie mit wenig Aufwand und Kosten programmieren.
Bei den PICAXE-Mikrocontrollern handelt es sich um PICs von Microchip, die mit einer speziellen Firmware von Revolution Education [1] programmiert sind.
Das Konzept des PICAXE- Systems ermöglicht das Programmieren und Implementieren von Mikrocontrollern in Projekte durch ein preiswertes System,
das nicht viel Erfahrung voraussetzt, aber dennoch ein komplexes Interfacing erlaubt, wodurch Mikrocontroller auch in größeren Projekten einsetzbar sind.





Projekt-Nr. 7: Raspberry-Pi-Rezepte Teil 3


In der letzten Folge ging es um den Expansion-Header von RPi (Raspberry Pi) und dessen GPIOs bzw. seine Ein- und Ausgänge.
Nun geht es weiter mit dem UART als Basis der seriellen Schnittstelle, dessen Signale ebenfalls am Expansion-Header bereitstehen.
Die serielle Schnittstelle ist wohl das grundlegendste aller Interfaces.
Seit den frühen Tagen der Computerei steht diese Art der Verbindung von Peripherie zur Verfügung
– sinnvollerweise also auch bei RPi. Eine Übersicht der RS232-Pins findet man im Kasten.




Projekt-Nr. 6: Arduino- Strahlungsmesser


Heutzutage wundert man sich nicht mehr wirklich, in welchen Geräten überall ein Arduino-Board steckt.
Das System ist so leicht anzuwenden, dass man damit sehr schnell und einfach selbstgebaute Messgeräte entwickeln kann. In diesem Artikel geht es um den Bau eines Messgeräts für Radioaktivität.
Doch keine Angst: Sie brauchen keine Schutzkleidung, ein Lötkolben genügt!
Zuerst hatte der Autor vor, einfach einen Sensor für radioaktive Strahlung mit einem Arduino UNO zu koppeln.
Dann merkte er, dass man das Board auf zwei Arten mit Strom versorgen kann.
Es gibt da die üblichen 5V vom USB-Anschluss, alternativ dazu kann man eine externe Spannungsquelle mit bis zu 12V über einen 2,1mm Hohlstecker anschließen.
Sind beide Spannungen vorhanden, entscheidet sich Arduino automatisch für die externe Quelle.
Die ausgewählte Spannung steht dann an Vin zur Verfügung (siehe die „Power“-Pins auf dem Board).




Projekt-Nr. 5: Raspberry-Pi Rezepte Teil 2

  Im ersten .POST-Projekt zu RPi wurde gezeigt, wie Raspbian installiert und RPi startbereit gemacht wird.
Letztes Mal wurde versprochen, dass es sich in dieser Folge um den „Expansion Header“ drehen wird und darum, wie man seine GPIO-Pins programmiert.
Wenn Sie die März-Ausgabe 2013 von Elektor gelesen haben, dann werden Ihnen einige Dinge bekannt vorkommen, da der Erweiterungs-Port auch im Artikel Prototyping-Board für Raspberry Pi [1] behandelt wurde.




projekt-Nr. 4: LED-Uhr mit AVR


Jeder der es schafft, eine LED unter Bascom gezielt blinken zu lassen, der schafft es auch, einzelne Segmente einer 7-Segmentanzeige zu steuern – die Grundlage für diese Digitaluhr.
Wenn man einen AVR-Mikrocontroller verwendet, dann benötigt man nur wenige zusätzliche Bauelemente, um eine ansprechende Digitaluhr aufzubauen.
Mit der Programmiersprache Bascom [1], deren kostenlose Demo-Version für dieses Projekt völlig ausreichend ist, können interessierte Hobby-Programmierer (und solche, die es werden wollen) diese Digitaluhr schnell, effizient und kostengünstig umsetzen.



Projekt-Nr. 3: Rezepte für Raspberry Pi



Wartet bei Ihnen schon ein Raspberry Pi auf angemessene Aufgaben? Doch womit fängt man an?
Nun, Sie können sich zunächst einmal in das folgende Pi(e)-Grundrezept von Elektor vertiefen. Bei diesem ersten Teil der Serie geht es um die Zutaten, die Konfiguration und schließlich um den Start und den Betrieb von Raspberry Pi.
Es ist eigentlich keine Frage, dass Sie wissen, dass ein Raspberry Pi – kurz: RPi - ein sehr günstiger Computer im Kreditkartenformat ist [1].
Außerdem gehe ich davon aus, dass Sie schon ein Exemplar besitzen oder gerade überlegen, sich eine RPi-Version zu organisieren.
Anders als ein normaler PC oder Laptop basiert ein RPi auf einem ARM-Mikroprozessor und läuft unter Linux.
Bevor man aber beginnt seinen RPi zu konfigurieren, muss man zwei Entscheidungen treffen.



Projekt-Nr. 2: Universeller Rechteckgenerator




Für viele Messaufgaben ist ein Rechteckgenerator völlig ausreichend und manchmal ist ein rechteckförmiger Signalverlauf aufgrund seines Oberwellengehalts sogar vorteilhaft.
Mit moderner integrierter Elektronik lässt sich ein solcher Generator ohne großen Aufwand selbst bauen.
Auf die exakte Anzeige von Frequenz und Amplitude muss man dabei nicht verzichten.
Signalgeneratoren dienen gewöhnlich zum Einspeisen eines Signals in elektronische Schaltungen, damit man dort die Verarbeitung dieses Signals untersuchen kann.
Dazu benötigt man die „passende“ Frequenz und auch die „passende“ Amplitude.
Damit ein Signalgenerator universell einsetzbar ist, muss also sowohl die Frequenz als auch die Amplitude einstellbar sein.
Und wenn man damit digitale Schaltungen testen möchte, dann wäre ein Extra-Ausgang mit TTL-kompatiblem Pegel ebenfalls kein überflüssiger Luxus.
All diese Kriterien erfüllt die vorliegende Schaltung.
Da sie mit einem potentiellen Frequenzbereich von 10kHz bis 140MHz ein wirklich sehr breites Spektrum überstreicht, kann man diesen Rechteckgenerator zu Recht als „universell“ bezeichnen.




Projekt-Nr. 1: Hingucker




Weihnachten ist schon wieder vorbei und auch das Neujahrsfeuerwerk ist erloschen. Fast jedenfalls.
Damit es im neuen Jahr weiterhin funkelt und glitzert, hat Elektor in der Schmuck-Branche gewildert.
Die Idee eines LED-Ohrrings kam auf, als unser Praktikant Philip Jaschewski zusammen mit seiner Freundin dem schönen „Elektor Castle“ einen Antrittsbesuch abstattete.
Als Philip seine Liebste den zukünftigen Kollegen vorstellte, erwähnte sie beiläufig, dass sie selbstgemachte Ohrringe mag.
Da wir schon alle möglichen Dinge elektronifiziert hatten – warum also nicht Ohrringe?
Als einige Wochen später Philips Praktikum anfing, wurde er gleich damit beauftragt, diese Idee umzusetzen.
Philip konnte sich auf diese Weise einarbeiten und gleichzeitig etwas Nettes für seine Freundin basteln.





Quelle:
https://www.elektormagazine.de/articles/projekt-nr-66-
https://www.elektormagazine.de/articles/projekt-nr-10-
https://www.elektormagazine.de/articles/projekt-nr-9-
https://www.elektormagazine.de/articles/projekt-nr-1-









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