Fachbeiträge

Beleuchtungs- und Lichteffekte beleben eine Modellbahnanlage ebenso wie ein Modellfahrzeug, den Modellflieger oder das Modellschiff. Wir stellen eine kleine Schaltung in SMD-Technik fu¨r den Modellbaubereich vor, mit der zwei LEDs in unterschiedlicher Frequenz angesteuert werden. Dies simuliert ein Blaulicht oder andere Warnlichter.

Der PC ist heute ein Universalgenie, das „nebenbei“ die Technik im Hause beherrscht. Die Verbindung zwischen den Komponenten stellt ein leistungsfähiges Datennetz her – wenn es vorhanden ist! In der Realität ist die Datenvernetzung daheim nur selten vorhanden. Ein unlösbares, den Fortschritt hemmendes Hindernis? Nicht unbedingt! Die Technik zur Verwendung der „klassischen“ Telefon- und Antennenverteilnetze fu¨r die neuen multimedialen Datenanwendungen steht zur Verfu¨gung. Sie ist ausgereift, preiswert und leicht zu implementieren. Und das Schönste dabei: Alles, was bisher ging, funktioniert ungestört weiter!

Das hochwertige Profi-Akku-Ladegerät ALC 9000 verfu¨gt u¨ber 6 Lade-/Entladekanäle, Grafikdisplay, eine besonders komfortable Bedienung, eine integrierte Datenlogger-Funktion sowie eine USB-PC-Schnittstelle. Nachdem im „ELVjournal“ 3/2004 die Schaltungsbeschreibung größtenteils erfolgen konnte, sind nun nur noch die Schaltung zur Messung des Akku-Innenwiderstandes, der LCD-Kontrast-Steuerung und des Netzteils zu beschreiben.

Acht Melodien in hervorragender Qualität auf einem Chip können mit dieser Schaltung abgespielt werden.

Die USB-LCD-Ansteuerung (ULA 200) dient der Ansteuerung von alphanumerischen LC-Displays (HD44780-kompatibel mit bis zu 2 x 40 Zeichen). Die Hardware wird u¨ber die USB-Schnittstelle mit dem PC verbunden und mit Spannung versorgt. Als weiteres Feature bietet die ULA 200 sechs digitale Eingänge, die vom PC ausgewertet werden können. Hiermit lässt sich eine Steuerung/Bedienung des PCs realisieren. Im zweiten Teil beschreiben wir die Schaltung, den praktischen Nachbau der Hardware und die Inbetriebnahme der Test-Software.

In der hier beginnenden Artikelserie stellen wir die Java™-Control-Unit vor. Hierbei handelt es sich um eine kompakte Platine mit einem Grafikdisplay und verschiedenen Schnittstellen, die, entsprechend programmiert, äußerst universell als autark arbeitende Steuer- und Anzeigeeinheit in eigenen Applikationen, etwa zur Haussteuerung, einsetzbar ist. Im ersten Teil vermitteln wir zunächst Grundlegendes zur hier verwendeten JControl-Hardware und zum Einsatz der Programmiersprache Java™ in Embedded Systems. In den folgenden Artikeln stellen wir die Hardware, die Java™-Control-Unit JCU 10 sowie das zur Programmentwicklung einsetzbare „Evaluation Board“ vor, gehen auf das Erstellen von eigenen Applikationen ein und erläutern weitere Schaltungen, in denen die JCU 10 als Steuer- und Anzeigeeinheit eingesetzt und nach eigenen Vorstellungen programmiert werden kann.

Werden wir in 20 oder 30 Jahren noch auf die heute mit viel Mu¨he gespeicherten Daten zugreifen können? Schon heute sind viele elektronisch gespeicherte Daten unwiederbringlich verloren, und das Tempo des Datenverlustes erhöht sich weiter. Wir gehen dieser Frage nach und geben Tipps zur Verhinderung des persönlichen Daten-GAUs.

Fu¨r Vermieter von Mehrfamilienhäusern oder Bu¨robauten bzw. professionelle Ableser ist das Ablesen von Zählerständen per Funku¨bertragung oft schon tägliche Realität, weil ökonomisch. Fu¨r den privaten Haushalt sind derartige Ablesegeräte oft einfach zu teuer und zu umständlich zu handhaben, obwohl sie in vielen Einsatzfällen sehr nu¨tzlich wären. So kann man fernab vom Zähler ganz einfach den Stromverbrauch des Haushaltes u¨berpru¨fen und dabei den „Stromdieben“ im Haus, den vielen heimlichen Energiefressern, besser und bequemer auf die Spur kommen. Der Energiemonitor EM 1000 macht dies möglich, ohne in das heimische Stromnetz eingreifen zu mu¨ssen.

Das T 1100 ist ein mobiles Gerät zur genauen Messung von Temperaturen sowie zur Speicherung dieser Messdaten. Es erfasst Temperaturen im Bereich von -40 °C bis +1000 °C mit der Auflösung von 0,1 K. Zusätzlich lässt sich das Gerät als Datenlogger mit einstellbarem Aufzeichnungsintervall (Kapazität ca. 2000 Messungen, Intervall 1 Sek. bis 10 Min.) einsetzen. Die gespeicherten Werte sind mit der zugehörigen Windows-Software u¨ber die USB-Schnittstelle des T 1100 auslesbar. Nachdem wir im ersten Teil Funktion, Bedienung und Schaltung besprochen haben, kommen wir nun zur Aufbaubeschreibung und zur Vorstellung der Software.

Die Anzeige einer Wetterstation, auch wenn sie noch so komplex ist, bedarf der richtigen Interpretation, um das kommende Wetter tatsächlich richtig voraussagen zu können. Wir geben eine Einfu¨hrung in die Wetterbeobachtung, insbesondere das Erkennen von Wetterlagen im Zusammenspiel von Wetterstation, Wolkenbildern und sonstigen Anzeichen.

Der MD 120 ist ein aufgrund der kompakten Bauform vielseitig einsetzbares Drehzahlmesser- Modul mit einer großen, auch in der Dunkelheit gut ablesbaren LED-Anzeige. Der Einsatzbereich des bis 9999 UpM anzeigenden Drehzahlmessers erstreckt sich u¨ber einen weiten Bereich, vom Modellbau bis hin zu Drehzahlmessungen nahezu beliebiger sich bewegender Teile wie Motoren, Antriebswellen, Getriebe, Räder usw. Fu¨r die Drehzahlmessung steht ein Universal-Eingang zur Verfu¨gung, der im einfachsten Fall mit einem Reed-Kontakt beschaltet werden kann.

Der fehlte noch im System – ein von der Schalteinrichtung örtlich unabhängig arbeitender Thermostat, der die Temperatur direkt an einem gewu¨nschten Ort registriert und bei Erreichen von programmierten Schalttemperaturen kabellos Leistungsschalter ansteuert. Das kann der FS20 UTS auf zwei getrennt programmierbaren Kanälen, damit ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Und selbstverständlich sind alle Features des FS20-Empfängerprogramms wie z. B. Timerprogrammierung, auch hier nutzbar.

Dass PCs immer mehr in den Mittelpunkt der heimischen Multimedia-Anlage ru¨cken, ist ein unschwer zu beobachtender Trend – in einiger Zukunft wird wohl jedes (bessere) Fernsehgerät von einem Mainboard gesteuert. Wer jedoch heute schon seinen normalen PC zur Video-Bearbeitung, zur Fernsehbildausgabe oder den PC-Bildschirm als TV-Bildschirm bzw. Diabetrachter benutzen will, stößt häufig auf die Grenzen der unterschiedlichen Video-Formate von PC- und Videotechnik. Eine nahezu unu¨bersehbare Zahl von Video-/ PC-/Videokonvertern hilft hier, den Traum von der nahtlosen Zusammenarbeit zwischen Video-Equipment und PC zu erfu¨llen. Wir zeigen einige derzeit verfu¨gbare Kombinationen mit ihren Möglichkeiten und werfen dazu einen Blick auf die perfekte Verarbeitung von Video-Signalen – die „Progressive-Scan-Technik“.

Der CO2-Warner dient zur Luftqualitäts-Überwachung in Innenräumen, wo der CO2-Gehalt ein wichtiges Beurteilungskriterium ist. Der Warner u¨berwacht den CO2-Gehalt und gibt akustisch und optisch Alarm, sobald der vorgegebene Grenzwert u¨berschritten wird.

Navigation im Auto ist fast schon ein „alter Hut“. Aber spätestens nach dem Verlassen des Fahrzeugs ist man wieder auf sich gestellt. Der Bummel durch die fremde Stadt, das Wiederfinden des Autos, die Wanderung durch Wald und Flur und vieles mehr wird durch den iQue 3600, eine handliche Kombination aus PDA und GPS-Receiver, unterstu¨tzt. Fu¨r Geocaching, die moderne Form der Schatzsuche, ist ein solches Gerät die technische Voraussetzung.

Die Änderung der Kapazität einer Sensorfläche bei der Annäherung der menschlichen Hand wird von dieser kleinen Schaltung erfasst und als Schaltsignal ausgegeben. Durch die Montage der Sensorfläche hinter isolierenden Materialien wie z. B. in Kunststoffgehäusen oder hinter Fliesen lässt sich so ein verschleißfreier, vandalismussicherer und vor Staub und Feuchte geschu¨tzter Schalter realisieren. Die sehr geringe Stromaufnahme von nur wenigen Mikroampere ermöglicht zudem den Einsatz auch innerhalb batteriebetriebener Applikationen.

Bei diesem universell einsetzbaren Lademodul ist die gesamte Elektronik inklusive hinterleuchtetem LC-Display auf einer einzigen Leiterplatte mit den Abmessungen 170 x 82 mm untergebracht. Umfangreiche Programmfunktionen ermöglichen das Laden und Entladen von Einzelzellen und Akkupacks.

Die Aufzeichnung von Spannungsverläufen u¨ber lange Zeiträume wird vielfach u¨ber einen PC mit angeschlossenem Multimeter durchgefu¨hrt. Zwar gibt es eine breite Produktpalette an Multimetern mit Schnittstelle ohne internen Speicher, aber häufig ist am Messplatz oder -ort kein PC vorhanden. Hier bietet der neue mobile ELV PC-Datenlogger PCD 200 mit USB-Schnittstelle die Lösung. Er verfu¨gt u¨ber zwei Messeingänge und einen integrierten Speicher und arbeitet unabhängig vom PC. Allein zur Konfiguration und zum Auslesen der Daten wird er an den PC angeschlossen. Nach der Einfu¨hrung in die Bedienung und Funktion des PCDatenloggers geht es im zweiten Teil um die Schaltungstechnik und den Nachbau dieses vielseitigen Gerätes.

Lichtwellenleiter sind dämpfungsarme, breitbandige und langzeitstabile Transportmedien fu¨r Daten – hervorragend, aber nicht ideal. In der Praxis treten nicht zu vernachlässigende Effekte auf, deren physikalischen Hintergrund man verstehen muss, um die Grenzen eines optischen Übertragungssystems abschätzen zu können. Wir zeigen, welche Dispersionsarten es gibt, welche physikalischen Mechanismen der Erzeugung, dem Aufnehmen und dem Verstärken von Licht zugrunde liegen und wie die entsprechenden Bauteile prinzipiell funktionieren.

Der DMX-Analyser DA 512 ist ein sehr hilfreiches Tool bei der Fehlersuche und Installation von professionellen Lichtanlagen mit DMX-512-Technik. Er kann sowohl DMX-Signale auswerten als auch senden. Es besteht die Möglichkeit, einzelne Kanäle auszuwählen und die u¨bertragenen Daten in verschiedener Form darzustellen. Zudem lassen sich komplette DMX-Pakete speichern und bei Bedarf (z. B. bei Ausfall eines Lichtmischpultes) automatisch an den Bus senden. Eine Kabeltestfunktion rundet die Features ab. Dieser abschließende Teil beschäftigt sich mit dem Nachbau und der Inbetriebnahme.

Nach der ausfu¨hrlichen Beschreibung des Digitalteils mit dem zentralen Mikrocontroller sowie der Displaysteuerung mit Steuerprozessor und Grafikdisplay im „ELVjournal“ 2/2004 geht die Schaltungsbeschreibung nun mit der USB-Schnittstelle, der Transponder-Leseeinheit und den analogen Schaltungskomponenten weiter.

Dieses Netzteil ermöglicht das Laden von Notebook-Akkus und den Betrieb von Notebooks u¨ber die Kfz-Bordnetzbuchse (Zigarettenanzu¨nder-Buchse) im stehenden Pkw oder einer beliebigen 12-V-Versorgung.

Die USB-LCD-Ansteuerung macht den Aufbau eines externen Mini-Bedien- und -Anzeigegerätes fu¨r den PC einfach – an eine USB-Schnittstelle des PCs angeschlossen, kann hieru¨ber die Ausgabe an HD-44780-kompatible LCD-Anzeigen bis 2 x 40 Zeichen erfolgen. Zusätzlich verfu¨gt die ULA 200 u¨ber 6 digitale Eingänge, an die man z. B. Tasten anschließen kann, die Programme oder Befehle auf dem PC auslösen, z. B. WinAmp steuern. So ist man mit einfachen Mitteln in der Lage, etwa einen als MP3-Player genutzten PC ohne sperrigen Bildschirm und Tastatur u¨ber ein sehr kompaktes Frontend fernsteuern zu können.

Ein Wechselcodesystem erhöht die Sicherheit funkgesteuerter Schaltsysteme gegenu¨ber solchen mit statischer Codierung erheblich. Insbesondere bei Zugangssteuerungen ist eine solche Wechselcodesteuerung von Bedeutung. Das Rolling-Code-Schaltsystem RCS100 besteht aus einem Zweikanal-Funk-Aufputzschalter und einem Zweikanal-Handsender, die verschlu¨sselt per Microchip-KEELOQ®-Rolling-Code miteinander kommunizieren. Dieses Verfahren gewährleistet eine besonders hohe Verschlu¨sselungssicherheit.

Stroboskop-Effekte mit Hilfe von LEDs realisieren – diesen neuartigen Ansatz ermöglicht die Stroboskop-Steuerung LDS 1. Die Steuerung gibt 16 verschiedene effektvolle Blitzfolgen aus und ist dabei speziell fu¨r den Anschluss von LEDs ausgelegt. Die einfache Handhabung, die kleine Bauform und die Robustheit von LEDs lassen hier dem Anwender nahezu unendliche Freiräume, sich sein eigenes Stroboskop zusammenzustellen.

Ein oder mehrere Orientierungslichter sind eine praktische Sache, sparen sie doch gegenu¨ber Vollbeleuchtung viel Strom, stören z. B. Schlafende im gleichen Raum weniger, schaffen ein angenehmes Nacht-Ambiente usw. Allerdings muss man sie auch bequem bedienen können. Dies realisiert das hier vorgestellte Funk-Orientierungslicht mit LEDBeleuchtung, das von allen Funksendern des ELV-Funksteuersystems FS20 ferngeschaltet werden kann. Der Einsatz ist u¨berall da möglich, wo eine Netzsteckdose zur Verfu¨gung steht.

Es war schon immer ein Traum des Menschen, ohne körperliche Überbringung einer Nachricht durch Boten schnell und u¨ber große Entfernungen zu kommunizieren. Als weder die drahtgebundene Telegrafie erfunden noch die elektromagnetischen Wellen entdeckt waren, konnten Botschaften nur mit Lichtzeichen u¨ber eine Relaiskette im freien Raum u¨bertragen werden. Doch erst durch Lichtwellenleiter in Verbindung mit den Fortschritten in der Optoelektronik konnte die Nachrichtenu¨bertragung mit Licht ihren unvergleichlichen Siegeszug antreten.

Die Aufzeichnung von Spannungsverläufen u¨ber lange Zeiträume wird vielfach u¨ber einen PC mit angeschlossenem Multimeter durchgefu¨hrt. Hier gibt es eine breite Produktpalette an Multimetern mit Schnittstelle, aber ohne internen Speicher. Häufig ist am Messplatz oder -ort jedoch kein PC vorhanden. Hier bietet der neue mobile ELV PC-Datenlogger PCD 200 mit USB-Schnittstelle die Lösung. Er verfu¨gt u¨ber zwei Messeingänge und einen integrierten Speicher und arbeitet unabhängig vom PC. Allein zur Konfiguration und zum Auslesen der Daten wird er an den PC angeschlossen.

Das im „ELVjournal“ 6/03 vorgestellte superkompakte Mini-Bewegungsmeldermodul PIR 13 rief geradezu nach praktischen Ergänzungseinheiten. Hier sind sie: der Sender FS20 SPIR, der die Schaltsignale des Bewegungsmelders sowie manuelle Schaltsignale per Funk auf zwei getrennt programmierbaren Kanälen zu den Empfängern des FS20-Funkschaltsystems u¨berträgt, programmierbare Einschaltzeiten sowie Dimm- oder Schaltbetrieb und weitere Steuerungsfeatures des FS20-Systems realisiert. Der zweite Zusatz ist das Relaismodul PIR 13 RP, das das Schalten von Lasten im Niedervoltbereich oder die Integration in drahtgebundene Alarmanlagen realisiert.

Nach der Vorstellung eines speziell auf die Verwendung als Home Theater PC (HTPC) ausgerichteten PC-Systems im „ELVjournal“ 1/04 wollen wir uns dieses Mal der Software widmen, um einen solchen PC auch als Heim-Medienzentrum betreiben zu können.

Der DA 512 ist ein universelles Testgerät zur Überpru¨fung und Fehlersuche im DMX-Bus. Er kann sowohl DMX-Signale auswerten als auch senden. Es besteht die Möglichkeit, einzelne Kanäle auszuwählen und die u¨bertragenen Werte in verschiedener Form darzustellen. Zudem kann der DA 512 bis zu drei komplette DMX-Pakete speichern und bei Bedarf (z. B. bei Ausfall eines Lichtmischpultes) automatisch an den Bus senden. Eine Kabeltestfunktion rundet die Features ab.

Mehrere Schaltsignale u¨ber ein Kabel zu u¨bertragen, ist in der Regel eine material- und arbeitsintensive Aufgabe. Nicht so bei der hier vorgestellten Lösung. Hier können unter Ausnutzung der Vorteile einer seriellen Datenu¨bertragung bis zu acht Schaltsignale bidirektional u¨ber nur zwei Leitungsadern u¨bertragen werden. Eine symmetrische Übertragung sorgt fu¨r die Erhöhung der Störfestigkeit gegenu¨ber Störeinflu¨ssen, und ein sicheres Datenprotokoll gewährleistet die fehlerfreie Übertragung.

Viele Modelle beginnen erst mit Zusatzfunktionen wie schaltbarer Beleuchtung, Winden, Pumpen, Hebevorrichtung etc. richtig „zu leben“. Will man dafu¨r nicht einen (teuren) Kanal des Fernsteuersenders hergeben (sofern vorhanden), bietet sich die hier vorgestellte Lösung an. Mit dem MBS 200 lassen sich u¨ber 2 leistungsstarke MOSFETs 2 verschiedene elektrische Verbraucher u¨ber einen Kanal der Fernsteueranlage individuell schalten – dies parallel zur eigentlichen Fernsteuerfunktion. Durch die programmierbare Einrast-Funktion lassen sich mit nur einem Fernsteuerkanal alle Ein- und Aus-Kombinationen der beiden Schaltkanäle realisieren. Der MBS 200 kann daru¨ber hinaus auch als Blinker mit programmierbarer Blinkfrequenz verwendet werden.

Wie in den beiden bereits veröffentlichten Teilen dieses Artikels zu lesen ist, besitzt das ALC 9000 Ladetechnik auf höchstem Niveau. Nachdem im „ELVjournal“ 1/04 die Zusammenhänge der einzelnen Baugruppen in Form eines Blockschaltbildes dargestellt wurden, kommen wir nun zur detaillierten Schaltungstechnik dieses innovativen Ladegerätes.

Wie bekommt man alte VHS-Schätzchen, den Urlaubsfilm oder aktuelle Filme aus dem Fernsehprogramm auf eine CD oder DVD? Wie schneidet man Werbung heraus, Kommentare hinein, welche Technik benötigt man und wie viel Speicherplatz? Wir geben eine Anleitung dazu auf Grundlage des Programms „Filme auf CD & DVD“ 3.0 von MAGIX.

Das T 1100 ist ein mobiles Gerät zur genauen Messung von Temperaturen sowie zur Speicherung dieser Messdaten. Es erfasst Temperaturen im Bereich von -40 °C bis +1000 °C mit der Auflösung von 0,1 K. Daneben verfu¨gt das T 1100 u¨ber eine Min.-/Max.-Wert-Anzeige und eine Hold-Funktion. Zusätzlich lässt sich das Gerät als Datenlogger mit einstellbarem Aufzeichnungsintervall (Kapazität ca. 2000 Messungen, Intervall 1 Sek. bis 10 Min.) einsetzen. Die gespeicherten Werte sind mit der zugehörigen Windows-Software u¨ber die USB-Schnittstelle des T 1100 auslesbar.