Fachbeiträge

Das ELV-Modulsystem bietet eine große Vielfalt an unterschiedlichen Applikationsmodulen zur Erfassung diverser Messgrößen wie z. B. Temperatur, Luftfeuchte, Helligkeit, Position oder Beschleunigung. Mit dem ELV Erweiterungsmodul NodeMCU (ELV-EM-NodeMCU) ist es nun auch möglich, die Applikationsmodule in Kombination mit einem NodeMCU-Entwicklungsboard zu verwenden. In diesem Beitrag werden zunächst die Grundlagen der NodeMCU erläutert und das Schaltungsbild des Erweiterungsmoduls dargestellt. Anschließend wird die Programmierung in der Arduino IDE beschrieben anhand der in Bild 1 zu sehenden ELV Applikationsmodule Temperatur und Luftfeuchte (ELV-AM-TH1) [1], Luxmeter (ELV-AM-LX1) [2] und Luftdruck (ELV-AM-AP) [3]).

Nachdem im ersten Teil dieses Artikels bereits die wesentlichen Grundlagen, Anwendungsgebiete und Spezifikationen von Sourcemetern thematisiert wurden, geht es nun um die praktische Durchführung von Strommessungen. Dabei werden zunächst einige Einflussfaktoren und Fehlerquellen beleuchtet. Anschließend folgt die Beschreibung eines Messaufbaus, bei dem der Energieverbrauch der Experimentierplattform ELV-LW-Base (ELV-BM-TRX1) [1] mit aufgestecktem Applikationsmodul Luxmeter (ELV-AM-LX1) [2] und im zweiten Messaufbau des Homematic IP Smart Home Präsenzmelders für den Innenbetrieb (HmIP-SPI - innen) [3] mithilfe des Nordic Power Profiler Kit 2 (PPK2) gemessen wird. Eine abschließende Auswertung der Ergebnisse liefert interessante Einblicke in die Funktionsweise und Lebensdauer der Geräte sowie generelle Tipps für die Analyse unbekannter Geräte.

Das ständig weiter ausgebaute ELV-Modulsystem bietet dem kreativen Elektroniker eine breite Basis an interessanten Applikationsmodulen. Primär ist das System für die LoRaWAN®-Anbindung vorgesehen, aber die konsequente Modulbauweise mit getrennter Funk-Basis lässt auch die Integration in andere Systeme zu. Mit der ELV Smart Home Sensor-Base ELV-SH-BM-S lässt sich das ELV-Modulsystem direkt per CCU3 in das Smart-Home-System Homematic IP einbinden.

Das ELV Applikationsmodul Temperatur Luftfeuchte ist das erste Modul, das zusammen mit der ELV Smart Home Sensor-Base ELV-SH-BM-S vorgestellt wird. Mithilfe der ELV-SH-BM-S kann der Sensorknoten - mit den Daten von zwei Temperaturen und der relativen Luftfeuchte - direkt in Ihr Homematic IP Smart-Home-System eingebunden werden.

Weidezäune sollen verhindern, dass Tiere die Weide verlassen, und dienen damit ihrem Schutz, aber auch ihrer Umwelt. Daher ist es wichtig, dass diese Absicherung regelmäßig kontrolliert wird. Erschwerend kommt hinzu, dass Weidezäune sich oft über einen weiten Bereich erstrecken. Mit der neuen Funk- und Netzwerktechnologie LoRaWAN® kann eine solche Abdeckung mit dem neuen ELV Applikationsmodul Weidezaunüberwachung realisiert werden. Der abgesetzte Sensor ist in einem wettergeschützten Gehäuse untergebracht. Mit einer einstellbaren Detektionsschwelle und einer kontaktlosen Messung ohne Erdspieß lässt sich dieser Bausatz individuell an viele Weidezaunsysteme anpassen.

Der Abgleich von Röhrenradio-HF-Sektionen erfordert Signale mit sehr kleiner Amplitude, was mit preiswerten Signalgeneratoren nicht immer möglich ist. In diesem Artikel wird ein einfaches, schaltbares Dämpfungsglied beschrieben, mit dem Sie das Signal des Generators in Schritten von bis zu 45 dB reduzieren können. In dem Beitrag wird außerdem eine Dummy-Antenne vorgestellt, die je nach den Anforderungen der Empfänger ein- oder ausgeschaltet werden kann.

Mit unserem Digital-Experimentierboard DEB100 haben wir ein ideales Werkzeug, um Logikschaltungen, deren Funktionsweisen und Hintergründe zu verstehen. Im folgenden Anwendungsbeispiel zeigen wir Schritt für Schritt, wie man mit den auf dem Board vorhandenen CMOS-Bauteilen CD4040, CD4060, CD4510, CD4017, CD4543, CD4013 und den zwei 7-Segment-Anzeigen eine Stoppuhr „programmiert“.

Mit unserem ELV Komplettbausatz Feinstaub-Messgerät PM2.5 haben wir kürzlich ein hochpräzises Umweltmessgerät vorgestellt. Das mobile Messwerkzeug hat mit OLED-Display, Datenlogger und LiPo-Akku alle Voraussetzungen für Messungen im Feld. Aber auch kabelgebunden lässt sich das Messinstrument zur Auswertung nutzen. Im folgenden Beitrag zeigen wir aufbauend auf der Einführung in Node-RED in diesem ELVjournal (siehe Seite 24), wie man mithilfe von einfachen Software- Tools eine schicke Oberfläche dafür entwickeln kann. Natürlich kann man diesen Ansatz auch für alle anderen Geräte mit der Ausgabe von seriellen Daten im JSON-Format nutzen.

Labornetzteile begegnen uns heute in vielfältiger Form. Mit den inzwischen weit verbreiteten DPM-Netzteilmodulen sind solche Netzteile sehr einfach im Eigenbau realisierbar [1]. Sie erfordern nur eine leistungsmäßig passende Gleichspannungsquelle, bieten viele Features, einiges an Komfort und sind bequem auch aus der Ferne steuerbar. Ein Vertreter dieser Reihe ist das JT-DPM8605.

In diesem Jahr mussten zwar Landes- und Bundeswettbewerb von „Jugend forscht“ ausfallen, aber die Regionalwettbewerbe fanden statt. Unser Protagonist Nick Pfeiffer ging dabei erneut als Sieger mit seinem neuen Projekt „Die smarte Kellerlüftung mit Hochwasseralarm“ hervor.

In einer faszinierenden Fotoserie zeigen wir elektronische Bauteile in Nahaufnahmen. Machen Sie mit! Sie sind auch fotobegeistert und haben elektronische Bauteile schon mal von Nahem betrachtet und fotografiert? Schicken Sie Ihre „Kunstwerke“ an redaktion@elvjournal.com. Schreiben Sie uns, um welches Bauteil es sich handelt, warum Sie gerade dieses gewählt haben und was Sie daran besonders fasziniert. Natürlich interessieren uns auch die Daten zu Kamera, Objektiv, Belichtung und Beleuchtung. Die schönsten Einsendungen werden wir – Ihr Einverständnis vorausgesetzt – in den nächsten Ausgaben des ELVjournals veröffentlichen.

Europas Klimaziele sind ambitioniert. Sinnbildlich dafür steht der Wert 1,5 °C. Auf diesen Wert, darauf haben sich die UNStaaten im Pariser Klimaabkommen geeinigt, soll der menschengemachte globale Temperaturanstieg im Vergleich zum Beginn des Industriezeitalters begrenzt werden, und zwar langfristig. Auch Deutschland will hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten. Schritt für Schritt soll der Ausstoß von Treibhausgasen hierzulande bis zur vollkommenen Treibhausgasneutralität im Jahr 2050 reduziert werden. Beim Blick auf die Emissionswerte wird jedoch klar: Es liegt noch ein langer Weg vor uns.

Viele Dimmer, die nicht speziell für den Betrieb mit LEDs ausgelegt sind, und vor allem die, die nur statt eines Schalters in der Phasenleitung der Leuchtenversorgung liegen, verursachen bei Anschaltung von LED-Leuchten ein Glimmen der LEDs bei völlig heruntergedrehtem Dimmer. Der Homematic IP Dimmerkompensator verhindert ein Glimmen von dimmbaren LED-Leuchtmitteln im ausgeschalteten Zustand eines Phasenabschnittdimmers (ohne Ein-/Ausschalter).

Die Kombination aus Oszilloskop, Funktionsgenerator und Multimeter ist die praktische und multifunktionelle Lösung für den Elektronik-Arbeitsplatz und den mobilen Einsatz. Das dank Akku- Betrieb bis zu einem ganzen Arbeitstag mobil betreibbare Multifunktionsgerät bietet auch unterwegs alles, was man für anstehende Messaufgaben benötigt: ein 70-MHz-Zweikanal-Oszilloskop mit einer Abtastrate von bis zu 250 MSa/s, ein Multimeter mit 6 Messfunktionen für den Einsatz in Messumgebungen nach CAT II bis 600 V und einen integrierten Signalgenerator für Sinus-, Rechteck-, Dreiecksignale und weitere beliebige Wellenformen, die über die USB-Schnittstelle übertragen und im zugehörigen PC-Konfigurationsprogramm erstellt werden können. Sechs Leser erhielten das Gerät zum Test, alle haben sich sehr intensiv mit dem Gerät beschäftigt und sind zu einem insgesamt sehr positiven Urteil gekommen.

Der elektronische Schraubendreher ermöglicht das präzise und schnelle motorische Festziehen und Lösen von Schrauben besonders im Feinmechanikbereich. Damit und mit dem mitgelieferten umfangreichen H4-Schraub-Bit-Satz entlastet er den Techniker z. B. im Werkstattbetrieb von Routinearbeiten, unterstützt ihn durch motorgestütztes Lösen und Festziehen von Schrauben und ermöglicht das Anziehen und Lösen an mit handbedientem Werkzeug eher schwer erreichbaren Stellen. Wir baten zehn Leser zum Test des Werkzeugs. Alle antworteten uns mit ausführlichen Bewertungen.

Die Urform der heutigen Fitness-Tracker gibt es schon lange. Apple hat als erster Hersteller daraus die Smartwatch gemacht, quasi den mobilen Alleskönner am Handgelenk. Inzwischen sind diese Geräte allgegenwärtig: Sie erleichtern die tägliche Kommunikation, begleiten uns bei körperlichen Aktivitäten, zeichnen unsere Schlafphasen auf und zeigen auf Knopfdruck unsere Vitalwerte an. Die extrem vielseitige Apple Watch hat inzwischen zahlreiche Pendants gefunden, die viele Funktionen des Vorbilds auch in günstigeren Preissegmenten abbilden. Solch eine Smartwatch ist die hier vorgestellte FontaFit 460CH „Tila". Wir stellen die Uhr vor und betrachten dabei auch die interessanten technischen Hintergründe einiger ihrer Funktionen.

Elektronische Zugangssysteme sind längst auch in den privaten Bereich eingezogen. Vom einfachen Ziffernschloss über RFID-Zugang bis hin zu biometrischen und verschlüsselt per Funk ferngesteuerten Zugangssystemen findet man heute alle gängigen Techniken an privaten Haustüren. Muss derartige Technik besonders teuer sein? Wir diskutieren dieses Thema anhand des in einem günstigen Preisbereich angesiedelten Fingerprint-Zahlenschlosses ELV FP100, betrachten dabei insbesondere Aspekte der Anlagensicherheit gegen Manipulation, Sabotage und Vandalismus und hier besonders den sicheren Zugang per Wiegand-Interface-Technik.

Die multifunktionalen Unterputzgeräte für die Homematic IP Wired Serie verfügen jeweils über zwei getrennt nutzbare Tasterkanäle und sind so vielseitig einsetzbar. Die Wandtaster werden über den Homematic IP Wired Access Point zukünftig von der Homematic IP App als Cloud-Lösung unterstützt, lassen sich aber auch mit den Smart Home Zentralen CCU3/Raspberrymatic usw. konfigurieren bzw. steuern und ermöglichen so die Kombination mit Homematic oder Homematic IP Geräten, die per Funk in das System integriert sind.

Anfang Juni hatten wir unsere Leser dazu aufgerufen, uns ihr ambitioniertes, überraschendes oder ungewöhnliches Elektronik-Projekt aus dem heimischen Umfeld zu zeigen. Uns interessieren dabei vor allem die Ideen der ELVjournal Leser, ihr Zuhause mit Elektronik angenehmer zu machen, zu verschönern oder Abläufe zu vereinfachen.

Der Auto-Back-up-Adapter Qubii ist eine bequeme Lösung für die automatische Archivierung von Bildern, Videos und Kontakten vom iPhone/iPad ohne Cloud-Anbindung. Bei jedem Ladevorgang aktiviert sich der zwischengeschaltete Backup-Adapter automatisch und sichert die gespeicherten Daten des Mobilgeräts als inkrementelles Back-up auf einer im Qubii eingesetzten Speicherkarte.

Das digitale Teleskop ermöglicht die Beobachtung aus großer Entfernung bis zu mehreren Hundert Metern, z. B. für Tierbeobachtungen oder Sportveranstaltungen mit einer bis zu 50-fachen Vergrößerung. Das Beobachtungsbild kann sowohl auf dem großen 12,7-cm-Farbbildschirm dargestellt als auch auf einer microSD-Speicherkarte gespeichert werden. Die Wiedergabe von Aufnahmen kann auch über USB auf einem Computer oder via HDMI-Kabel bzw. FBAS auf einem Monitor oder Fernsehgerät erfolgen. Wir baten vier Leser um einen Test des Gerätes, alle haben uns geantwortet.

Nur 17 x 9 Zentimeter groß ist dieses neue Experimentierboard aus unserer Entwicklungsabteilung. Es stellt gleich vier verschiedene Spannungseingänge (Micro-USB, Hohlstecker, 2-polige Klemmleiste und JST-PH-Buchse) zur Verfügung und hat außerdem einen Spannungsregler für die Ausgangsspannungen 5 und 3,3 Volt. Schutzbeschaltungen gegen Kurzschluss, Überlastung und Verpolung machen das Board sicher gegen Bedienungsfehler. Diverse Potis, Taster, Klemmen und Messpunkte bieten eine Peripherie, mit der der einfache Aufbau von Experimentierschaltungen unterstützt wird.

In dieser Ausgabe des ELVjournals stellen wir auf Seite 60 den neuen Bausatz USB-IEC-Interface zum Auslesen von Daten über optische Schnittstellen beispielsweise an Stromzählern vor. Um die Informationen zu erfassen und weiterzuverarbeiten, gibt es eine Reihe freier und kommerzieller Software. In diesem Beitrag zeigen wir, wie man mithilfe eines Raspberry Pi und des Software-Prototyping-Tools Node-RED die Daten auslesen, in einer Oberfläche optisch aufbereiten und anderen Anwendungen zur Verfügung stellen kann.

Der beliebte Lern-Mikrocomputer BBC micro:bit erscheint in Version 2.0 ab Ende November [1] und weist gegenüber der vorherigen Version 1.5 zahlreiche Neuerungen und Verbesserungen auf. Der Prozessor hat ein Upgrade bekommen, und es wird nun der Nordic Semiconductor nRF52833 verwendet. Er bietet mit 512 kB Flash (Version 1.5: 256 kB) und 128 kB RAM (16 kB) bei einem Arbeitstakt von 64 MHz (16 MHz) Vorteile sowohl beim Arbeitsspeicher als auch bei der Rechengeschwindigkeit. Zudem kann jetzt Bluetooth 5.0/BLE (4.0) verwendet werden.

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