Das ELV-Modulsystem – Headline Headline Headline
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Das Prinzip des ELV-Modulsystems
Als Grundlage dient bei jeder Lösung immer ein Basismodul. In den meisten Fällen wird das Basismodul zunächst mit einem Powermodul für die Spannungsversorgung kombiniert. Die individuelle Funktion steuert das Applikationsmodul bei.
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Welche Basis-Module gibt es?
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Das Powermodul ELV-PM-LR03 ergänzt die Reihe der Spannungsversorgungsmöglichkeiten des ELV-Modulsystems um eine weitere Variante. Betrieben mit einer 1,5-V-Microzelle, erlaubt ein effektiver Step-up-Wandler die Ausnutzung nahezu der gesamten Batteriekapazität.
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Das Solar-Powermodul SPM1500 ist ein Energiespeicher, der mittels eines Energy-Harvesting-ICs NiMH-Zellen mit Sonnenenergie aufladen kann. Das SPM1500 kann Ausgangsspannungen im Bereich von 1,8 V bis 5,0 Volt und einen Strom von bis zu 300 mA bereitstellen. Der Eigenverbrauch liegt bei weniger als 5 µA.
Anwendungsbeispiele:
- Versorgen Sie Ihre Geräte mit einer eigenen Solarzelle
- Als Batterieersatz für schwer erreichbare Geräte im Außenbereich
- Batteriebetriebene Outdoorgeräte elektrisch autark betreiben, z. B. eine Homematic IP Wetterstation
Das ELV-Modulsystem ist dank seines geringen Energieverbrauchs bestens geeignet für eine autarke Versorgung von Sensoren. Dafür steht mit dem ELV-PM-EH
eine optimale Lösung zur Versorgung mittels Solarzelle bereit. So kann die ELV-LW-Base neben USB- und Batterieversorgung nun auch energieautark mit Sonnenenergie betrieben werden.
Anwendungsbeispiele:
- Spannungsversorgung für die ELV-LW-Base
- Universelle Energy-Harvesting-Lösung, z. B. für Sensoren
- Durch Breadboard-Kompatibilität auch für Experimentieraufbauten ohne ELV-LW-Base einsetzbar
Das ELV-PM-VM1 ergänzt das ELV-Modulsystem auf Basis der Funk- und Netzwerktechnologie LoRaWAN mit einer sehr praktischen Komponente zur Überwachung von Spannungsquellen im Bereich von 5−24 V. Ob Blei-Gel-Batterien, die als Pufferspeicher z. B. für Solaranlagen dienen, andere Batterien in den verschiedensten Anwendungsgebieten oder die typischen mit 5 V versorgten USB-Geräte − mit dem ELV-PM-VM1 lässt sich der Zustand dieser Spannungsversorgungen einfach kontrollieren. Dabei spielt das System gerade für Anwendungen im Außenbereich seine Vorteile von hoher Reichweite bei sehr stromsparendem Betrieb aus.
Anwendungsbeispiele:
- Überwachung einer von einem Solarmodul gespeisten 12-V-Blei-Gel-Batterie
- Spannungszustand einer Pumpe überwachen, die im Außenbereich beispielsweise eine Viehtränke versorgt
Das ELV-PM-BC ermöglicht eineeinfach aufsteckbare Spannungsversorgung, die aber nicht nur als praktisches Aufsteckmodul für die ELV-LW-Base geeignet ist. Es 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.
Anwendungsbeispiele:
- Spannungsversorgung für die ELV-LW-Base
- Durch die Kompatibilität mit Breadboards auch in anderen experimentellen Aufbauten ohne die ELV-LW-Base nutzbar
Was sind Anwendungsmodule?
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Über das ELV-AM-INT1 lassen sich ausgewählte Bausteine und Sensoren mit I²C- oder UART-Schnittstelle in das ELV-Modulsystem integrieren. Über verschiedene Basismodule sind Anwendungen im Bereich LoRaWAN® oder Smart Home (Homematic IP) möglich. Die verwendete Base muss dazu über eine Firmware verfügen, welche die anzuschließenden Bausteine oder Sensoren unterstützt.
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Mit dem ELV Applikationsmodul Luftdruck in Kombination mit der ELV-LW-Base und einem Powermodul kann dieser Messwert energiesparend und unabhängig von externer Energieversorgung gemessen und die Daten können versendet werden. Mit einerAuflösung von 1 Pa kann der verwendete Luftdrucksensor BMP581 von Bosch Sensortec einen Höhenunterschied von ungefähr 8 cm feststellen. Neben dem Luftdruck kann der Sensor auch die Umgebungstemperatur bestimmen.
Vorteile:
- Minimaler Stromverbrauch (1,5 μA)
- Relative Auflösung von 6 Pa
- Höhenauflösung von 300 mm
Oft möchte man an entlegenen Orten im Außenbereich an unterschiedlichen Stellen die Temperatur messen. Mit dem ELV-AM-TH1 ist dies gleich 2-fach möglich, und zwar zum einen mit dem auf der Platine befindlichen digitalen Temperatur-Luftfeuchtesensor, zum anderen mit einem abgesetzten, per Kabel verbundenen NTC-Temperaturfühler. Neben der periodischen Abfrage der aktuellen Messwerte der beiden Sensoren über die ELV-LW-Base können bei dem digitalen Sensor zu dem Schwellenwerte für Temperatur und Luftfeuchte eingestellt werden.
Anwendungsbeispiele:
- Klimakontrolle von unterwegs
- Vielfältiger Einsatz im Landwirtschafts- und Gartenbaubereich für kleinzellige Klimaüberwachung
Mit dem Bewegungsmeldermodul für das ELV-Modulsystem lassen sich auch auf große Entfernungen Bewegungen überwachen und protokollieren. Mit einer extrem geringen Stromaufnahme von nur 8 μA im Standby-Modus eignet sich das Bewegungsmeldermodul für den stromsparenden Betrieb im LoRaWAN-System besonders gut. Zusätzlich zur PIR-Bewegungsmeldung kann das Modul zyklisch den aktuellen Helligkeitswert der Umgebungshelligkeit übermitteln.
Über einen Open-Collector-Schaltausgang kann der Bewegungsmelder auch externe Geräte ansteuern bzw. schalten.
Anwendungsbeispiele:
- Allgmeine Detektion von Bewegungen von wärmeabstrahlenden Gegenständen/Körpern
- Meldung und Überwachung der Umgebungshelligkeit
- Überwachung an weit entfernten Standorten, z. B. für Sicherheitsanwendungen
Mit dem ELV-AM-GPS bekommt das ELV-System die Möglichkeit der Ortung von Gegenständen. Das Applikationsmodul ist mit einem GNSS-Modul (Global Navigation Satellite System) ausgestattet, das die aktuelle Position anhand von Navigationssatelliten erfasst. Der ermittelte Standort wird von der ELV-LW-Base per LoRaWAN übermittelt. Die Positionsermittlung ist an einen Bewegungsalgorithmus gekoppelt, sodass nur nach Positionsdaten gesucht wird, wenn sich das Modul bewegt hat. Neben der reinen Positionsermittlung von Gegenständen unterstützt das ELV-Track die Nutzung des Open-Source-Projekts TTN Mapper. Hierlässt sich das Modul in Verbindung mit der ELV-LW-Base und einer Spannungsversorgung nutzen, um die LoRaWAN-Abdeckung auf einer Karte zuvisualisieren (Kartierung).
Anwendungsbeispiele:
- Verwendung als TTNMapper
- Asset-Tracking – Anzeige der Position von Gütern wie Geräten, Fahrzeugen o. ä.
Besonders seit der Corona-Pandemie ist die Überwachung der Luftqualität am Arbeitsplatz, in Schulklassen oder anderen gemeinschaftlich genutzten Räumen in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt. Eine erhöhte CO2-Konzentration bedeutet nicht nur „dicke Luft“, die zu Kopfschmerzen und abnehmender Konzentrationsfähigkeit führen kann, sondern lässt begrenzt Rückschlüsse hinsichtlich der Gefährdung durch Viren zu. Mit dem ELV-AM-CO2 lässt sich dies auch in weit auseinanderliegenden bzw. weiter entfernten Innenräumen überwachen.
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Das Herzstück des ELV Applikationsmoduls Luxmeter 1 ist der Helligkeitssensor OPT3001 von Texas Instruments. Mit einem Messbereich von 0,01 bis 83865,6 lx erfasst der Sensor einen sehr großen Umfang der Beleuchtungsstärke (Lux, lx). Zum Vergleich: 0,02 lx entsprechen etwa der Beleuchtungsstärke in einer Nacht mit Halbmond, während 90.000 lx etwa mit der Helligkeit in Mitteleuropa zur Mittagszeit im Sommer bei klarem Himmel und einer Sonnenhöhe von 60° vergleichbar sind.
Anwendungsbeispiele:
- Landwirtschaft/Gartenbau z. B. zur Bewässerungssteuerung
- Steuerung von Beleuchtungsanlagen
- Sicherheitsaufgaben
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Ein Sensormodul mit einem Beschleunigungssensor, wie das ELV-AM-ACC ist überall dort einsetzbar, wo es gilt, eine Bewegung, sprich, Lageänderung oder Erschütterung zu erkennen. Dies kann dank der einfachen Einbindung in das ELV-System auch über sehr große Entfernungen erfolgen – sei dies die Klappe des weit entfernten Briefkastens, das Garagentor in der Garagenanlage, ein Bienenstock, die Mülltonneoder die Türen und Fenster des Schrebergarten-Häuschens.
Anwendungsbeispiele:
- Allgemeine Detektion von Erschütterungen und Lageänderungen
- Überwachung von Fenstern, Türen, Toren, Klappen
- Überwachung weit entfernter Gegenstände wie z. B. Bienenstock, Garagentor, Gartenhaus
Mit dem ELV-Distance1 Applikationsmodul Abstandsüberwachung 1 ELV-AM-DIS1 bietet das ELV-Modulsystem die Möglichkeit, Abstände für verschiedene Anwendungsfälle zuerfassen. Das ELV-AM-DIS1 ist mit einem Time-of-Flight-Sensor (ToF) ausgestattet, der Abstände zwischen 4 cm und 3,60 m erfasst. Der Abstandswert wird von der ELV-LW-Base ins LoRaWAN versendet. Das Modul hat einen durchschnittlichen Stromverbrauch von 20 μA und eignet sich daher auch fürbatteriebetriebene Anwendungen. In Kombination mit einem Powermodul lässt sich somit eine einfache, stromsparende und abgesetzte Abstandsüberwachung mit den für LoRaWAN typischen, hohen Reichweiten realisieren.
Anwendungsbeispiele:
- Füllstandsmessungen in Zisternen oder Abfalleimern
- Präsenzerkennung von z. B. Fahrzeugen über die Abstandserkennung
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Mit dem ELV Applikationsmodul Display 1 bekommt das ELV-Modulsystem die Möglichkeit, Sensorwerte eines zusätzlich verwendeten Applikationsmoduls* direkt anzuzeigen. Das Modul ist mit einem 128 x 32 Pixel großen OLED-Display ausgestattet, das wahlweise fortlaufend oder bei einem Ereignis Informationen ausgeben kann. Das Modul ist bereits fertig bestückt, und durch den stromsparenden Betrieb ist auch ein Batteriebetrieb möglich.
* Aktuell werden folgende Applikationsmodule unterstützt: ELV Applikationsmodul Luftdruck ELV-AM-AP, ELV Applikationsmodul Abstandsüberwachung ELV-AM-DIS1, ELV Applikationsmodul Temperatur Luftfeuchte ELV-AM-TH
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An das ELV-AM-CI1 kann z. B. ein externer Taster über eine Klemme angeschlossen werden. So kann beipielsweise das Signal eines Klingeltasters oder Bewegungssensors außerhalb der WLAN-Reichweite über LoRaWAN an ein eigenes System gesendet werden. Zusammen mit der ELV-LW-Base und dem ELV-Buttoncell erhält man damit einen autarken LoRaWAN-Knoten mit universellen Anwendungsmöglichkeiten.
Vorteile oder Anwendungsbeispiele:
- Überwachung von Fenster-/Türzuständen
- Bewegungsmelder in Verbindung mit PIR-Modul
- Abfrage von Tastern und Schaltern
Neben der Ermittlung der Spannung, dem Strom und der Leistung stellt das Applikationsmodul zusätzlich auch die Versorgungsspannung
für das ELV-Modulsystem bereit. Es betreibt damit beispielsweise das Basismodul ELV-LW-Base. Das Applikationsmodul ist dafür gedacht, z. B. Verbraucher in kleinen 12-V-Solarsystemen oder auch den Ladestrom der Solarzelle zu kontrollieren.
Anwendungsbeispiele:
- Strom/Leistung von Verbrauchern (Last) messen
- Leistung einer 12-V-Solaranlage erfassen
- Versorgung der ELV-LW-Base
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Was sind Erweiterungsmodule?
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Sensoren im LoRaWAN zeichnen sich vor allem durch die energiearme Übertragung von Daten über große Entfernungen aus. Das Erweiterungsmodul Solar-Adapter ELV-EM-SA1 nutzt die Sonnenenergie und kann einfach auf das zum ELV-Modulsystem gehörende Energy Harvesting-Modul aufgesteckt werden.
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Das ELV-Erweiterungsmodul Adapterplatine 1 erlaubt die Kombination mehrerer Module aus dem ELV-Modulsystem für LoRaWAN® und den einfachen Einbau in ein optionales Installationsgehäuse (IP67).
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Das ELV-Modulsystem lädt zum Experimentieren mit eigenen Applikationen und der einfachen Einbindung u. a. in das LoRaWAN-Netzwerk ein. Die
Prototypenplatine ELV-EM-PP1 besteht aus einem frei belegbaren Lochrasterfeld und den für das ELV-Modulsystem typischen Stecksockeladaptern für das einfache Einfügen in das System.
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Das Modulare Gehäuse für alle Fälle
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Gehäuse MH0101 für das ELV-Modulsystem
Das ELV-Modulsystem – bestehend aus ELV-LW-Base, Applikations- undPowermodulen – wird ständig erweitert und umfasst bereits jetzt eine Vielzahl an erhältlichen Systembestandteilen. Bisher fehlte allerdings ein Schutz für das Experimentiersystem, den wir mit dem Gehäuse MH0101 nun nachliefern und mit dem wir das System um eine entscheidende Komponente ergänzen.Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam erat, sed diam voluptua. At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit amet. Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam erat, sed diam voluptua. At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit amet. Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elit.
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Das ELV-Wetterboard – die Wetterstation mit dem ELV-Modulsystem
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Das Erweiterungsmodul Wetterboard nutzt das ELV-Modulsystem für den Aufbau einer modularen LoRaWAN-Wetterstation, die mithilfe von ELV Applikations- und Powermodulen nach eigenen Wünschen zusammengestellt werden kann. Mit Mechanikteilen wie Anemometer, Windfahne und Regentrichter mit Wippe lässt sich das System erweitern.
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Das neue ELV Erweiterungsmodul WB Sensor (ELV-EM-WB-S) ermöglicht dabei das komfortable Aufstecken der Module und die passgenaue Montage in einem Gehäuse sowie eine zuverlässige Verbindung über Kabelklemmen für das Wetterboard Basis (ELV-EM-WB-B).
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Das ELV Erweiterungsmodul WB Winkelsensor (ELV-EM-WB-AS) wird an das Wetterboard Basis (ELV-EM-WB-B) angeschlossen und kann für die Erkennung der Windrichtung genutzt werden.
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Passendes Zubehör für das ELV-Modulsystem
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Videos zum ELV-Modulsystem
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ELV-LW-Base – Eine neue LoRaWAN-Experimentierplattform von ELV
(Video von AEQ-WEB)
Alex von AEQ-WEB hat unser ELV-LW-Base Experimentierplattform für LoRaWAN (ELV-BM-TRX1) getestet. In diesem Video stellt er Ihnen das Basis-Modul vor und zeigt, wie unkompliziert es mit dem LoRaWAN-Netzwerk TTN/TTS verbunden wird. Zusätzlich führt er einen Reichweite-Test durch.Buttoncell – das Powermodul für die ELV-LW-Base (Video von AEQ-WEB)
Alex von AEQ-WEB hat unser ELV-Buttoncell ARR-Bausatz Powermodul LR44 (ELV-PM-BC) getestet. In diesem Video wird gezeigt, wie dieses Modul funktioniert und wie sparsam es in der Praxis ist.Starthilfe LoRaWAN – Grundlagen, Netzwerke, Sensoren & FAQ (Video von AEQ-WEB)
Alex von AEQ-WEB zeigt in diesem Video, wie LoRaWAN funktioniert und welche LoRaWAN-Netzwerke es gibt. Weiter geht es dann mit den Sensoren, Gateways, Payload und Application.Temp-Hum1: Temperatur/Luftfeuchte messen und an TTN senden (Video von AEQ-WEB)
Alex von AEQ-WEB hat das ELV-Temp-Hum1 Applikationsmodul Temperatur und Luftfeuchte (ELV-AM-TH1) getestet und zeigt in diesem Video, wie das Modul mit der ELV-LW-Base und dem LoRaWAN Netzwerk TTN (The Things Network) verbunden wird.TTN & Ubidots – HTTP Integration Tutorial (Video von AEQ-WEB)
Alex von AEQ-WEB nutzt in diesem Video das ELV-Temp-Hum1 Applikationsmodul Temperatur und Luftfeuchte, um damit eine Ubidots-Integration zu realisieren. Ubidotsist ein Cloud-Dienst, der Daten von LoRaWAN-Sensoren speichert und grafisch darstellt. Alex zeigt, wie die Schnittstelle (HTTP-Integration) zwischen TTN und Ubidots eingerichtet wird und erstellt ein kleines Dashboard, bei dem die Daten des ELV-Temp-Hum1 übersichtlich dargestellt werden.ELV-Track – ein LoRaWAN GPS-Tracker Modul für die ELV-LW-Base (Video von AEQ-WEB)
Alex von AEQ-WEB zeigt in diesem Video, was das ELV-Track GPS-Tracker Applikationsmodul (ELV-AM-GPS) kann und wie es in Betrieb genommen wird. Außerdem berichtet er über ein Projekt, bei dem das ELV-Track als GPS-Tracker bei einer Ballonfahrt verwendet wird.Vorstellung ELV LoRaWAN GPS-Tracker & Einrichtung in LoWTrack
In diesem Video stell Alex von AEQ-WEB den neuen ELV LoRaWAN GPS-Tracker vor. Außerdem zeigt er, wie dieser Tracker in der App LoWTrack eingerichtet wird und einen kurzen Live-Test im Freien.
