Fachbeiträge

Erste elektrische Hilfsmittel kamen schon vor über hundert Jahren zum Einsatz, wenn es darum ging, das Hörvermögen zu verbessern. Wie in vielen anderen technischen Bereichen ist auch hier die Entwicklung rasant vorangeschritten. Waren die Geräte zu Anfang noch stationär, schrumpften sie mit der Einführung von Elektronenröhren schon auf Größen, die eine mobile Nutzung ermöglichten. Die Entwicklung von Transistoren und integrierten Schaltkreisen schließlich machte die Geräte nahezu unsichtbar und durch Digitaltechnik wurden die Möglichkeiten zudem noch deutlich erweitert.

Mit der Experimentierplattform ELV-LW-Base und dem System aus Applikations- und Powermodulen bietet ELV seit Kurzem die Möglichkeit, einfach in das Thema LoRaWAN® einzusteigen. Diese neue Funk- und Netzwerktechnologie hat das Potenzial, zukünftig zu einer Schlüsseltechnologie bei der Erfassung von Daten aus der Umwelt zu werden. Das stromsparende Versenden der Daten über weite Entfernungen in einem lizenzfreien Band ist dabei das besondere Merkmal. Anschließend können diese Daten analysiert und ausgewertet werden. In der Hochschule Emden-Leer wird diese Zukunft heute schon aktiv gelebt. Im Rahmen des Forschungsprojektes ELVis zwischen der Hochschule und der ELV Elektronik AG sind bereits zahlreiche Projekte zu LoRaWAN® auch auf Grundlage des ELV-Modulsystem entstanden. Zwei Studierende und ihre Projekte stellen wir in diesem Beitrag vor.

In unserer Reihe von Beiträgen zum Thema LoRaWAN® befassen wir uns diesmal mit Gateways. Sie werden dazu benötigt, die per Funk von den End-Devices ausgesendeten Signale zu empfangen und von dort an die LoRaWAN®-Netzwerkinfrastruktur weiterzugeben. Die Menge der angebotenen Gateways ist mittlerweile recht groß – wir schauen uns zwei preiswerte Modelle für den Indoor- und Outdoor- Einsatz an und zeigen Schritt-für-Schritt, wie ein Gateway am Beispiel des The Things Networks in das LoRaWAN® eingebunden wird.

Jeder, der sich praktisch mit dem Thema 3D-Druck beschäftigt, stößt irgendwann auf die Aufgabe, Schraubverbindungen zu realisieren. Sei es der einfache Gehäusedeckel oder das Montieren von Konstruktionsteilen. Hier bieten sich je nach Aufgabe die verschiedensten Konstruktionsverfahren an − vom einfachen Schraubendom für selbstschneidende Schrauben bis zu integrierten Schrauben und Muttern. Für Letzteres etabliert sich das nachträgliche thermische Einbauen von Gewindeeinsätzen. Eine Betrachtung aus Sicht des privaten Anwenders.

Im vorhergehenden Beitrag haben wir uns mit der Spannungsversorgung befasst und festgestellt, dass das Netzteil einigermaßen akzeptable Spannungen erzeugt. Und wir wissen nun auch, wie man das Gerät sicher einschalten kann. Sollten wir da nicht alle Röhren einbauen und den Radioempfang testen? Diese Frage habe ich mir auch gestellt, als ich einige meiner ersten Radios restaurierte. Die Neugierde war enorm. Was kann es schaden, sich zu vergewissern, dass das Gerät wenigstens funktioniert, bevor man viele weitere Stunden in das Projekt investiert?

Sprechende Computer kamen bereits vor 20 bis 30 Jahren in Mode. Filme wie „War Games“ mit Sprachausgabe über Computer wurden zu Kassenschlagern, und die TV-Serie „Knight Rider“ mit einem sehr kommunikativen Auto lief auf allen Kanälen. Unvergessen ist auch die Szene, in der Scotty aus „Raumschiff Enterprise - Star Trek V“ versucht, über die Maus mit einem Computer aus den 1980er- Jahren zu sprechen: „Computer? Hallo Computer? - Tastatur?! – wie rückständig …“ Damals wurde das durchaus noch als erheiternd empfunden – heute sind Sprachsysteme allgegenwärtige Realität. Neben den klassischen Telefon-Sprachsystemen in Banken und Versicherungen stehen „Siri“ und „Alexa“ in vielen Haushalten zur Verfügung. Amazons „Echo“ liest Kindle-Bücher in nahezu natürlicher Sprache vor. Jeder neue Laptop erklärt bei der Inbetriebnahme die „Ersten Schritte“ mittels synthetischer Sprache. Spezielle Sprach-Chips werden dafür nicht mehr benötigt. Bereits ein Raspberry Pi genügt, um mit Sprachwiedergabe und -erkennung zu experimentieren.

Die Waage ist eines der ältesten Messgeräte der Menschheit. Schon die alten Ägypter benutzten sie vor mehreren Tausend Jahren. Das Grundprinzip des Vergleichs mit einer bekannten physikalischen Größe gilt bis heute. Vor allem in der modernen IoT-Welt rückt der Selbstbau elektronischer Waagen und von Kraftsensoren in vielen Bereichen in den Fokus. Wir stellen Sensoren und die zugehörige Messund Auswertetechnik vor, diskutieren Schaltungs- und Gerätedesigns elektronischer Waagen anhand verfügbarer Technik und zeigen Anwendungen.

Das ELV-EnergyHarv Powermodul Energy Harvesting ist eine sinnvolle Ergänzung zur LoRaWAN®-Experimentierplattform ELV-LW-Base, wenn es darum geht, sie per Solarzelle mit Energie zu versorgen und damit autark zu betreiben. Bei der Wahl des Energiespeichers hat man verschiedene Möglichkeiten wie beispielsweise NiMH-Akkus oder Super-Kondensatoren. Durch die Modulbauweise im ELV-LW-System kann das Powermodul einfach auf die ELV-LW-Base und entsprechende Applikationsmodule aufgesteckt werden. Da es Breadboard-kompatibel ist, kann es aber auch für andere Anwendungszwecke genutzt werden, bei der eine Spannungsversorgung mit 3,3 Volt und maximal 125 mA benötigt wird.

Klimaschutz, steigende Benzinpreise und eine immer weiter wachsende Zahl von Kraftfahrzeugen auf unseren Straßen stellen uns vor große Herausforderungen in der Zukunft. Daher stehen intelligente Lösungen für die Mobilität in der Smart City von morgen schon heute auf der Agenda von ELV.

Das Thema Weichlöten hat eine Vielzahl verschiedener Facetten. In der Elektrotechnik gibt es je nach Baugruppe verschiedene Lötprozesse, welche je nach Einsatz der Elektronik unterschiedliche Voroder Nachteile mit sich bringen. Zudem fließen Faktoren wie Wirtschaftlichkeit oder Lötqualität in die Entscheidung der Prozessauswahl ein. In diesem Beitrag stellen wir verschiedene Lötprozesse vor, um Ihnen einen Einblick in die Arbeitsweise der Industrie zu bieten. Außerdem stellen wir ein spannendes Open-Source-Projekt zum Dampfphasenlöten vor.

Das ELV-Temp-Hum1 Applikationsmodul Temperatur Luftfeuchte ELV-AM-TH1 ist das zweite Sensormodul, das wir für das ELV-Modulsystem (für LoRaWAN®) bereitstellen. Mit dieser Komponente wird die notwendige Hardware zur Verfügung gestellt, um zwei Temperaturen und die relative Luftfeuchte messen zu können. Diese Daten können dann über LoRaWAN® weitergeleitet und ausgewertet werden. Bei der Temperatur ist neben dem Onboard-Sensor auch die Verwendung eines absetzbaren Sensors möglich, um so beispielsweise die Außentemperatur oder bestimmte kritische Stellen genauer zu überwachen.

Mit diesem digitalen Hybrid-Radio-Hi-Fi-Tuner kann man seine alte Musikanlage um moderne Radio-Empfangsmöglichkeiten sowie praktische Streaming-Funktionen erweitern. Das 430 mm breite Metallgehäuse fügt sich dabei ideal in bestehende Anlagen und gängige Hi-Fi-Racks ein. Der Tuner bietet das klassische UKW-Radio, den Empfang von DAB+ und Internet-Radiostationen sowie Podcasts an. Die Bedienung erfolgt direkt am Gerät, über die mitgelieferte Fernbedienung oder über eine kostenlose Smartphone-App. Wir baten fünf Leser um einen ausführlichen Test des vielseitigen Tuners.

Die HLS-1300 ist eine professionelle Heißluftstation mit allen erforderlichen Features für das fachgerechte und an die jeweilige Aufgabe anpassbare Reparieren und Bestücken/Löten von SMD-Bauteilen. Sie lässt sich u. a. mit der Löt-/ Entlötstation LES-200 hervorragend zu einem kompletten Löt-/Entlötarbeitsplatz ergänzen. Hohe Heizleistung, schnelles Aufheizen, exakte Temperatureinstellung und -regelung, variabler Luftstrom, ESD-Sicherheit, drei Parameterspeicher, Kalibriermöglichkeit und automatische Abschalt- und Abkühlvorgänge sind die Kennzeichen der umfangreich ausgestatteten Station, die sich mit ihrem robusten Aufbau auch für den harten gewerblichen Einsatz eignet. Drei Leser testeten für uns die HLS-1300.

Nicht für alle Türen im Smart Home ist zwingend ein Türschlossantrieb erforderlich. Gerade für Hintertüren oder die Tür zur Werkstatt möchte man aber gerne den Türstatus erfahren. Habe ich die Tür zum Garten abends auch wirklich verschlossen? Versucht jemand, das Schloss zu manipulieren? Mit dem kleinen batteriebetriebenen Bausatz Homematic IP Türschlosssensor HmIP-DLS ist eine einfache Schlossüberwachung möglich, und das ohne bauliche Veränderungen. Er ist mit den gängigsten Schlüsseln und Standard- Schließzylindern kompatibel. Der verwendete Schlüssel muss nicht verändert werden, kann also spurlos eingesetzt bzw. wieder herausgenommen werden.

Die allerersten akustischen Messgeräte waren rein mechanische Instrumente, wie z. B. der Helmholtz-Resonator zur Klanganalyse unter Zuhilfenahme des menschlichen Ohres als Indikator, das Kundtsche Rohr zur Wellenlängenbestimmung mittels Staubfiguren oder die Rayleigh-Scheibe zur Messung der Schallschnelle etc. Unsere heutige moderne akustische Messtechnik bedient sich elektroakustischer Mittel.

Bislang wurden im Rahmen dieser Beitragsreihe lediglich numerische Daten klassifiziert. Damit können bereits viele Anwendungen abgedeckt werden. Man kann aber noch einen wesentlichen Schritt weiter gehen. So ist die „Erkennung“, also die Klassifizierung von Bildern, eine Fähigkeit, die lange nur dem Menschen vorbehalten war. Mit fortgeschrittenen Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) rückt diese Fähigkeit aber auch für Computer in den Bereich des Möglichen. In diesem Beitrag sollen zunächst Bilder von handgeschriebenen Ziffern im Fokus stehen. Auf diese Weise wird neben der Bilderkennung auch die Erfassung von Zeichen und Zahlen möglich. In späteren Beiträgen wird es dann allgemein um Bilderkennung und -klassifizierung gehen.

Die Solartechnik befindet sich derzeit in einer Aufbruchphase ‒ auch angesichts der politischen Rahmenbedingungen mit aktuellen Zielen in der Stromerzeugung. Neue Effizienzrekorde, neue Materialien und Technologien, neue Anwendungsbereiche, die zunehmende Bedeutung der Speichertechnik und des Eigenverbrauchs ‒ das sind die Themen, die wir an dieser Stelle aus der Sicht des privaten Anwenders mit einer kleinen Solaranlage betrachten. Dabei kommen auch neue Einsatzszenarien und unkonventionelle Arten, Strom aus dem Sonnenlicht zu erzeugen, sowie langjährige Praxiserfahrungen mit kleinen DIY-Anlagen zur Sprache.

Aufgrund der großen Beliebtheit unserer Prototypenadapter-Serie als Bausatz zum Selbstlöten ist das PAD3 mit passiven Bauteilen (Widerständen, Kondensatoren) jetzt als Set mit fertig aufgebauten Modulen in einer praktischen und hochwertigen Sortimentsbox erhältlich. Dabei gibt es eine Box mit Widerständen – PAD-PRO-W1 (315 Adapter) und eine Box mit Kondensatoren – PAD-PRO-K1 (275 Adapter). Der Bausatz PAD3 (Bild 1) ist weiterhin erhältlich. Hier müssen allerdings die 150 Einzelplatinen für Widerstände und Kondensatoren noch mit Stiftleisten versehen und verlötet werden.

3D-Drucker gibt es heutzutage wie Sand am Meer ‒ schon für knapp 200 Euro bekommt man Modelle, die qualitativ hochwertige Drucke anfertigen können. Vorbei ist die Zeit, wo man aus vielen Einzelteilen wie Schrittmotoren, Treiber- und Controllerboards sowie Profilen und Schrauben nach einer umfangreichen Anleitung, aufwendigen Kalibrierung und Verwendung verschiedener Software nach langer Vorarbeit stolz den ersten mehr oder weniger gelungenen 3D-Druck in der Hand hielt. Heute ist der Zusammenbau – wenn er überhaupt noch notwendig ist ‒ auf wenige Schritte beschränkt und nahezu kinderleicht. Wir haben uns den Drucker Creality Ender 3 V2 angeschaut und damit praktische Tools für die Elektronik- Werkstatt gedruckt. Wir stellen Ihnen die Tools vor und geben zusätzlich wichtige Tipps, damit Sie selber mit diesem günstigen Modell eines 3D-Druckers zu einem sehr guten Ergebnis gelangen.

Mit dem ELV-Contact1 ELV-AM-CI1 für LoRaWAN® stellen wir in diesem ELVjournal das erste Anwendungsmodul für unser neues ELV-LW-Base-System vor. An das Modul kann z. B. ein Klingeltaster bzw. Schalter oder ein Bewegungsmelder mit Open-Collector-Ausgang im Schrebergarten, Wohnmobil oder Boot per Kabel angeschlossen und über LoRaWAN® ausgelesen werden. Das Ganze geschieht äußerst stromsparend. Als Basis dient die im ELVjournal 4/2021 vorgestellte Experimentierplattform ELV-LW-Base. Bei LoRaWAN® muss dazu kein Internet über WLAN oder mobile Dienste vorhanden sein ‒ das System arbeitet im lizenzfreien Frequenzband um 868 MHz. Ein entsprechendes LoRaWAN®-Gateway muss allerdings in Reichweite sein, die bei LoRaWAN® aber zum Teil mehrere Kilometer betragen kann.

In diesem Beitrag wollen wir zeigen, wie man aus einer Idee bzw. lediglich einem Schaltbild eine komplette funktionstüchtige Schaltung inklusive Gehäuse aufbaut. Für Enthusiasten, egal ob aus dem Elektronik- oder Modellbaubereich, ist es eine besondere Herausforderung, keine vorgefertigten Teile bzw. Bausätze zu verwenden.

Im vorigen Artikel haben wir durch eine Reihe einfacher Tests festgestellt, dass sowohl der Ausgangs- als auch der Netztransformator in Ordnung zu sein scheinen. Alle diese Tests wurden im stromlosen Zustand durchgeführt, sodass wir uns bezüglich der Funktion nicht absolut sicher sein können, aber es ist ein guter Anfang. Können wir das Radio jetzt ans Stromnetz anschließen und einschalten? Nein, leider nicht.

Im vorangegangenen ELVjournal 4/2021 haben wir unsere neue Experimentierplattform ELV-LW-Base für LoRaWAN® vorgestellt. In dieser Ausgabe folgt ein Bausatz, der eine einfach aufsteckbare Spannungsversorgung ermöglicht – das ELV-Buttoncell (ELV-PM-BC). Der Bausatz ist aber nicht nur als praktisches Aufsteckmodul für die ELV-LW-Base als Spannungsversorgung geeignet. Er kann durch die Kompatibilität zu Breadboards auch dort in experimentellen Aufbauten genutzt werden. Als Energiequelle werden standardmäßig zwei LR44-Knopfzellen verwendet, andere Energiespeicher sind über den externen Anschluss ebenfalls möglich.

Handlich, leicht und leistungsfähig: Das einfach zu bedienende 3-in-1-Starthilfegerät mit 1500 A Spitzenstrom startet auf Knopfdruck Benzinmotoren bis max. 6 l Hubraum und Dieselmotoren bis max. 3 l Hubraum. Man kann mit dem Gerät außerdem bis zu zwei USB-Geräte gleichzeitig aufladen und es auch als Arbeits- und Notlicht verwenden. Umfangreiche Schutzfunktionen gewährleisten einen sicheren Umgang. Fünf Leser erhielten das Gerät zum Test, alle haben uns ausführlich geantwortet.