Fachbeiträge

Das digitale Mikroskop dnt UltraZoom PRO dient mit seinem hohen Vergrößerungsfaktor der einfachen Handhabung und Untersuchung von sehr kleinen bzw. feinen Objekten, so z. B. in der Biologie, in der Feinmechanik oder der Elektronik. Durch den integrierten Akku ist es auch mobil betreibbar. Die hochauflösenden Einzelbilder und Videosequenzen können entweder auf einer microSD-Karte gespeichert oder via HDMI, FBAS und USB direkt auf externen Anzeigegeräten wiedergegeben werden. Eine PC-Auswertesoftware, Auf- und Durchlicht sowie ein variabler Polarizer ergänzen die Ausstattung. Wir waren gespannt auf die Testergebnisse unserer Leser.

Unter Infraschall versteht man Schallvorgänge mit Frequenzen unterhalb von 16 Hz. Schallvorgänge mit Frequenzen oberhalb von 16 kHz (bis 1,0 GHz) bezeichnet man als Ultraschall. Beide Frequenzwerte gelten nominell als Grenzwerte für den menschlichen Hörbereich. Den Frequenzbereich zwischen 16 kHz und 1 GHz bezeichnete man bisher auch als Hyperschall- Bereich (DIN 1320, Akustik − Begriffe). In der aktuellen Fassung dieser Norm aus dem Jahre 2009 wird dieser Begriff allerdings nicht mehr verwendet.

Im ersten Beitrag zu dieser Reihe wurden im ELVjournal 3/2021 die Grundlagen des maschinellen Lernens erläutert. Den Abschluss bildete dort die grafische Analyse verschiedener Irisarten in einem Jupyter Notebook auf einem Raspberry Pi. In diesem Artikel soll es nun darum gehen, ein Neuronales Netz und die Methoden des Deep Learning einzusetzen. Auch diese Aufgabe kann wieder problemlos mit einem Raspberry Pi 4 gelöst werden.

Im vorherigen ELVjournal 3/2021 haben wir mit dem Bausatz Mini-Voltmeter MVM1 ein praktisches Hilfsmittel für die gleichzeitige Messung von zwei Spannungen vorgestellt. Mit dem Strommessadapter SMA1 ergänzen wir diese Mess- und Anzeigeeinheit mit der Möglichkeit der Strommessung. Mit der Kombination aus beiden Modulen können Ströme bis 3 A mit einer Auflösung von 1 mA sowie Spannungen bis 24 V mit einer internen Auflösung von 1,25 mV (Anzeige in 1-mV-Schritten) gemessen werden. Dabei ist die Nutzung sowohl stand alone als auch auf dem Steckbrett möglich.

Warum gibt es ein Interesse an „alten“ Röhrenradios? Eigentlich sollten diese Geräte längst in Vergessenheit geraten sein, vor allem bei den heute scheinbar unbegrenzt zur Verfügung stehenden Medienquellen. Tatsache ist, dass die Nachfrage nach Röhrenradios groß ist. In den letzten Jahren haben sich immer mehr Menschen der Aufgabe verschrieben, diese alten Radios wieder zum Leben zu erwecken. Im zweiten Teil dieser Serie beschäftigen wir uns zunächst mit der Auswahl des richtigen Restaurationsobjekts und zeigen dazu Auswahlkriterien sowie eine Checkliste und worauf man noch achten sollte. Dann steigen wir beispielhaft am Grundig 2147 in die ersten praktischen Schritte einer Restaurierung ein.

Ein Mikroskop ist nicht nur am Arbeitsplatz eines Biologen, Materialprüfers, Feinmechanikers, Laboranten oder in Ausbildung und Forschung ein unentbehrliches Arbeitsgerät. Vor allem seit dem Aufkommen digitaler Mikroskope und der Notwendigkeit, mit immer kleineren Bauteilen umgehen zu müssen, haben auch Hobby-Elektroniker diese wertvolle Arbeitshilfe entdeckt. Wir stellen ein aus der Vielzahl an Angeboten herausragendes Digitalmikroskop vor, das dnt UltraZoom PRO.

Der dänisch/norwegische Begriff „Hygge“ ist nicht zuletzt wegen der Covid-19-Pandemie ein fester Bestandteil von Lifestyle- Magazinen und Einrichtungsberatungen geworden. Hygge bedeutet „Behaglichkeit“, und ein ganz wesentlicher Teil dieser Philosophie ist es, eine gemütliche und herzliche Atmosphäre zu schaffen, in der Beleuchtung und Kerzen eine wesentliche Rolle spielen. Ziel dieses Leserwettbewerb-Projekts ist es, eine stylishe Stehlampe in Form eines Tannenzapfens mit einer selbst-gemachten LED-Leuchte zu versehen, die verschiedenste Lichtstimmungen erzeugen kann.

Mit dem neuesten Prototypenadapter-Set PAD7 steigen wir in die Welt der Audio-Verstärker ein. Dabei haben wir eine Auswahl bestehend aus verschiedenen Verstärkertypen (Class AB/D, Audio-Operationsverstärker), MEMS- und Elektret- Mikrofonen, einer 4-poligen Stereo-Klinkenbuchse, einem Sound-Transducer und einem Prüflautsprecher für Audio-Experimente zusammengestellt. Das insgesamt 11-teilige Set ist in dem bekannten Prototypenadapter-Format ausgeführt, somit sind Experimentieraufbauten auf dem Breadboard schnell und einfach realisierbar. Mit der aufgedruckten Anschlussbeschriftung sind alle Bauteilwerte und -funktionen auf einen Blick ersichtlich und verbessern damit die Übersichtlichkeit von Steckbrett-Aufbauten gegenüber dem konventionellen Aufbau deutlich.

Für den Datenaustausch zwischen Geräten gibt es eine Vielzahl von Protokollen. Im rasant wachsenden Internet der Dinge (IoT) wird ein Protokoll aufgrund seiner besonders für energiesparende Sensoren geeigneten Eigenschaften häufig genutzt: MQTT. Wie das Protokoll aufgebaut ist, welche Möglichkeiten es bietet und wie man es in der Praxis anwendet, zeigen wir in diesem Grundlagenbeitrag.

Zielstrebiges Arbeiten zahlt sich aus ‒ unser „Jugend forscht”-Protagonist Nick Pfeiffer hat nach einem zweiten Platz im Regionalwettbewerb 2018, dem drei Regionalsiege und ein zweiter Platz im Landeswettbewerb 2019 folgten, nun als seinen bisher größten Erfolg den Landessieg im Fachgebiet Technik in Baden-Württemberg erringen können. Unser Glückwunsch geht an den erfolgreichen jungen Forscher!

Mit unserer Experimentierplattform ELV-LW-Base steigen wir in die Welt von LoRaWAN® ein – einer faszinierenden Kombination aus Funk- und Netzwerktechnologie, die mit wenig Energie Daten über weite Strecken in einem lizenzfreien Frequenzband übertragen kann. Die möglichen Anwendungen sind beeindruckend vielfältig: vom Temperatursensor auf dem freien Feld über den Tracker, der jede Art von Gegenstand per angeschlossenem GPS verfolgbar macht, bis zum Parkplatzsensor, der zukünftig ein intelligentes Parkraum-Management in Städten ermöglicht. Die übermittelten Daten sind dabei Ende-zu- Ende verschlüsselt. Die ELV-LW-Base stellt mit dem im Funkmodul enthaltenen System-on-Chip (SoC) von STMicroelectronics die Basis-Funktionalität zur Verfügung – die Funk-Anbindung an LoRaWAN®. Das SoC beherbergt aber auch die Anwendung, die bei unserer ELV-LW-Base bereits eine Firmware enthält, die den Anschluss von zwei Tastern und einem Output ermöglicht, später aber an andere Anwendungen und weitere aufsteckbare Module angepasst werden kann.

Wichtige Raumklimawerte unter Kontrolle ‒ vom Keller bis ins Dachgeschoss. Genau dies ist die Aufgabe der eleganten Funk-Raumklimastation RoomLogg PRO (868 MHz). Mit bis zu acht Funksensoren lassen sich das Klima in mehreren Räumen im Eigenheim/der Wohnung anzeigen, der Verlauf visualisieren und die Daten aufzeichnen. Über Tabellenkalkulationsprogramme oder die zur Raumklimastation gehörende Windows-PC-Software lassen sich die gesammelten Daten extern auswerten. Durch individuell einstellbare Alarmwerte können Sie das Wohnraumklima überwachen, um so Schimmelbildung und Unwohlsein vorzubeugen. Wir baten fünf Leser, die Station auf Herz und Nieren zu testen.

Der WLAN-Stromzählerausleser poweropti ermöglicht das einfache Auslesen des Stromzählers aus der Ferne. Ins eigene WLAN eingebunden, liefert der auf die optische Schnittstelle elektronischer Stromzähler aufgesetzte Ausleser die Verbrauchsdaten auf das Smartphone. Über eine API ist auch die Einbindung in Smart Home Plattformen möglich. Großer Vorteil vor vielen anderen Smartmetern: Es ist kein Eingriff in die Hausinstallation nötig.

Einen 6-fach-Taster kann man im Smart Home System immer wieder gebrauchen, denn er kann quasi alle wichtigen Bedienfunktionen in einem Raum in einem sehr kompakten Gerät zusammenfassen, etwa für Licht, Rollladen und Heizung.

In unserem Projekt „Betonklotz-Style für Homematic IP Unterputzgeräte“ zeigen wir, wie man Unterputzgeräte in einen kleinen Betonkubus einbauen und so auch außerhalb der normalen Installation in Schalterdosen verwenden kann. Damit lässt sich der Einsatzbereich und Standort vieler Geräte wie beispielsweise des Homematic IP CO2-Sensors HmIP-SCTH230 oder des Schaltaktors für Markenschalter mit Signalleuchte HmIP-BSL verändern, die normalerweise nur in einer Unterputzdose in der Wand genutzt werden. In unserem Beitrag zeigen wir, welches Material zum Bau dieser besonderen Gerätegehäuse notwendig ist, worauf man dabei achten muss, und beschreiben Schritt für Schritt den Nachbau.

Warum gibt es ein Interesse an „alten“ Röhrenradios? Eigentlich sollten diese Geräte längst in Vergessenheit geraten sein, vor allem bei den heute scheinbar unbegrenzt zur Verfügung stehenden Medien- quellen. Tatsache ist, dass die Nachfrage nach Röhrenradios groß ist. In den letzten Jahren haben sich immer mehr Menschen der Aufgabe verschrieben, diese alten Radios wieder zum Leben zu erwecken. Die einen restaurieren sie zu voll funktionsfähigen Geräten, die so gut funktionieren wie zu ihrer Zeit oder sogar besser, die anderen machen sie einfach zu dekorativen Designobjekten für schicke Wohnräume oder Büros.

Im ELVjournal 2/2021 haben wir den neuen ELV Bausatz Universelles Energy Harvesting Modul UEH80 vorgestellt. Der Bausatz dient dazu, aus der von der Sonne abgestrahlten Energie mithilfe von Solarmodulen einen angeschlossenen Energiespeicher aufzuladen. Gleichzeitig stehen an zwei Ausgängen Spannungen zur Verfügung, die beispielsweise zur Versorgung von energiesparenden Sensoren oder Mikrocontrollern genutzt werden können. In dieser Ausgabe des ELVjournal folgt nun ein Projekt, das die Anwendung des Bausatzes in einem praktischen Beispiel zeigt.

Wasserschall besteht seiner physikalischen Natur nach aus mechanischen Schwingungen, die sich, wie der Name schon sagt, im Wasser, aber auch in anderen Flüssigkeiten ausbreiten können. Genauso wie beim Luftschall werden diese Schwingungen durch zwei Feldgrößen vollständig beschrieben, nämlich durch den Schalldruck p und durch die Schallschnelle v. Letztere ist eine vektorielle Größe. Beim Wasserschall ist der Schalldruck ein Wechseldruck, der in Gewässern dem tiefenabhängigen hydrostatischen Druck p_ überlagert ist.

Unser neues 32-teiliges CMOS-Logiklevel-Modul- und Funktionsplatinen-Set PAD6 ermöglicht Logikschaltungen auf dem Breadboard. Das typische Prototypenadapter-Format gewährt die Steckbrett-Kompatibilität von Bauteilen, die nicht im üblichen 2,54-mm-Rasterformat vorliegen oder nicht mechanisch passen. Zudem sind durch die aufgedruckten Anschlussbeschriftungen alle Funktionen auf einen Blick ersichtlich. Im zweiten Teil der Vorstellung des neuen Bausatzes schauen wir uns die übrigen Module wie u. a. Dezimalzähler, Schieberegister, BCD-zu-7-Segment-Decoder, LED-7-Segment-Anzeige und Logiklevel-Anzeige (8-fach) an.

Das Internet der Dinge (engl. Internet of Things, IoT) besteht aus Objekten in drahtgebundenen und drahtlosen Netzwerken, die eingebettete Technologien zur Kommunikation nutzen. Zu den bekannten Funktechniken gehören Wi-Fi und Bluetooth. Sie werden mittlerweile fast überall in unseren Smartphones, Tablets, Fernsehern, Internetradios, Küchenmaschinen, Smartwatches und Sportgeräten verwendet. In diesem Beitrag stellen wir mit LoRa bzw. LoRaWAN® eine sehr stromsparende Funk-Technologie vor, die bei niedrigem Datendurchsatz sehr stromsparend Daten über weite Strecken übermitteln kann.

Klein, aber oho – das beschreibt unseren neuen Bausatz Mini-Voltmeter MVM1 auf treffende Weise. Das Modul mit den Abmessungen 40 x 30 mm kann an zwei Eingängen Spannungen bis 40 Volt messen und besitzt zur Anzeige ein hochwertiges TFT-Display mit 80 x 160 Pixeln (0,96"). Dabei können über zwei Tasten verschiedene AnzeigemModi (Digital, Analog, Bargraph, Plotter) ausgewählt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Messwerte über die UART-Schnittstelle auszulesen. Die Auflösung der Messwerterfassung liegt im Millivoltbereich, die Genauigkeit wird über eine sehr präzise Spannungsreferenz und einen 12-Bit-ADC im Mikrocontroller ermöglicht. Das Modul kann als Stand-alone oder auf einem Breadboard eingesetzt werden.

Schafft man sich heute ein Auto an, kommt man um das Thema Fahrer-Assistenzsysteme nicht herum – von der einfachen Rückfahrkamera bis zum High-End-Assistenzsystem, das teilautonomes Fahren ermöglicht. Assistenzsysteme machen das Fahren im heutigen hochkomplexen Verkehrsgeschehen sicherer und bequemer. Im zweiten Teil zu den Fahrer-Assistenzsystemen schauen wir uns die verschiedenen Technologien an, die eine einwandfreie Sicht auf die anderen Verkehrsteilnehmer ermöglichen und für eine gute Erkennbarkeit des eigenen Fahrzeugs sorgen. Außerdem geht es um das ökonomische und sichere Fahren, bei dem die intelligenten Assistenten beispielsweise in Gefahrensituationen mitdenken oder durch Sensoren optimale Voraussetzungen für die Teilnahme am Straßenverkehr schaffen, sowie um einen Überblick, was heute schon mit Kamerasystemen am Fahrzeug möglich ist.

Das Experimentierset-Prototypenadapter besteht aus zahlreichen Bauteilen, die für grundlegende Experimente in der Elektronik genutzt werden können. Mit insgesamt 45 Bauteilen wie Kondensatoren, Doppelklemmen, LEDs, Widerständen/ Potentiometern, Transistoren, MOSFETs, NTC, Taster, Relais, ICM7555, Micro-USB-Buchsen-Platine, Spannungsschiene und Piezo-Summer lassen sich zahlreiche Schaltungen auf dem im Set enthaltenen Breadboard und dem Kabelset realisieren.

Das Thema „Künstliche Intelligenz“ (auch KI oder AI für engl. Artificial Intelligence) wird seit längerer Zeit intensiv in allen Medien diskutiert. Die Vision, dass in naher Zukunft Roboter, Computer oder ganz allgemein Maschinen „intelligent“ sein sollen, bewegt viele Menschen mehr als jede andere technische Entwicklung. Dabei steht die Frage im Brennpunkt, ob Maschinen tatsächlich jemals wirklich selbstständig lernen oder sogar intelligent sein können.