Fachbeiträge

Der 23. Dezember 1947 gilt als das offizielle Geburtsdatum des Transistors - die späteren Nobelpreisträger John Bardeen, William Shockley und Walter Brattain präsentierten den ersten funktionierenden Spitzentransistor. Bis dahin war es ein weiter Weg, auf dem auch deutsche Physiker wegweisend tätig waren. Heute ist der Transistor aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken - er bildet die Grundlage jedes elektronischen Geräts, ob als Einzelbauteil oder milliardenfach kombiniert in einem Chip.

Temperatursensoren sind allgegenwärtige Bauteile, die Temperaturen der jeweils umgebenden Medien bzw. von Gegenständen aufnehmen und als elektrisches Signal in vielfältigen Formen ausgeben - vom einfachen Spannungsverlauf bis hin zum vollständigen digitalen Wert für die direkte Weiterverarbeitung in der digitalen Welt. Wir betrachten, primär aus praktischer Anwendersicht des Elektronikers, die Eigenschaften der für ihn wichtigsten Arten von Temperatursensoren, und zeigen anhand einiger Anwendungen, wie man die Signale analoger und digitaler Sensoren auswerten kann.

Im ELVjournal 5/2022 haben wir Ihnen den neuen Bausatz „Experimentierset Operationsverstärker“ vorgestellt, der sowohl einzeln als auch im Bundle mit einem gemeinsam mit der Make-Redaktion erstellten Sonderheft erhältlich ist. Aus diesem Sonderheft zeigen wir im Folgenden beispielhaft eine der zahlreichen Schaltungen mit Operationsverstärkern: einen praktischen und diskretionär aufgebauten Infrarot-Tester.

Der Raspberry Pi dominiert seit vielen Jahren die Maker-Szene. Insbesondere die frei verfügbaren I/O-Pins des Mini-Rechners machten ihn zu einem der beliebtesten Boards aller Zeiten. Allerdings weist der Raspberry Pi auch zwei wesentliche Nachteile auf. Zum einen sind die Pins direkt, d. h. ohne Treiber oder Schutzschaltung, mit den frei liegenden Kontakten verbunden. Dadurch kann der Controller und damit der gesamte Raspberry Pi schnell zerstört werden. Bereits eine kurzzeitige fehlerhafte Kontaktierung mit 5 Volt kann das Ende des Controllerboards bedeuten.

Unser großer Vergleich von Vermittler-Software im Smart Home ist auf der Zielgeraden, und mit Node-RED besprechen wir nun das vierte kostenfreie Open-Source-Produkt. Smart Home ist in aller Munde; der Einsatz von Haussteuerungszentralen nimmt stetig zu. Es tummeln sich viele Broker-Systeme auf dem Markt, und es ist nicht leicht, sich für eines zu entscheiden. Eine Hilfestellung bietet diese mehrteilige Artikelserie: Nach dem Start im ELVjournal 3/2022 mit dem ioBroker [1], dem Teil 2 FHEM [2] und dem Teil 3 openHAB [3] ist nun die Software Node-RED an der Reihe.

In Ihrem Haus sind konventionelle Alarmsensoren wie Reedkontakte oder Glasbruchsensoren installiert, und Sie möchten diese nicht mehr an einer alten Alarmzentrale nutzen, sondern sie stattdessen in Ihr Smart Home integrieren? Dann ist das Alarmlinieninterface das ideale Gerät, um den Status der Linien über ein Homematic IP Sendemodul für verschiedene Automatisierungs- oder Alarmfunktionen zu nutzen. Zudem können die herkömmlichen Tür-/Fensterkontakte neben der Alarmierung auch zum Absenken der Heizungstemperatur genutzt werden. Zur Funkanbindung wird zusätzlich der Bausatz HmIP-MOD-RC8 benötigt.

Das Homematic Usertreffen in Österreich hat mittlerweile Tradition und feierte Ende September 2022 das 10-jährige Jubiläum. Nachdem das Treffen in den vergangenen beiden Jahren nur im kleinen Kreis und mit Zuschaltung von Online-Teilnehmern möglich war, hatte Organisator Robert Peißl in diesem Jahr zum Jubiläum wieder zu einem „richtigen“ Usertreffen in Präsenz eingeladen. Diesmal kamen − pandemiebedingt eingeschränkt − 25 Smart Home begeisterte Teilnehmer in den Gasthof Steinbäck in der Nähe von Graz.

Das Energiekosten-Messgerät ELV EnergyMaster Basic 2 hilft bei der Suche nach Stromfressern im Haus und kann somit zur Senkung der Stromrechnung beitragen. Die Stärke dieses Geräts zeigt sich in der präzisen Verbrauchsmessung, die sogar sonst schwer erfassbare Stand-by-Verbräuche und ähnliche, vermeintlich geringfügige Stromverbräuche erfassen kann. Durch die Programmierbarkeit mit dem persönlichen Strompreis sind die genauen Verbrauchskosten erfass- und kalkulierbar. Zehn Leser erhielten das Gerät zum Test und haben uns ausführlich und fundiert geantwortet.

Bei jeder analogen Tonaufnahme, ob Kassette, Tonband oder auch Schallplatte, steht man irgendwann vor der Entscheidung, sie für den langfristigen Erhalt zu digitalisieren. Die dafür nötige Technik darf heutzutage nicht mehr kompliziert sein und keine mühsame PC-Arbeit oder teure Software erfordern. Genau hierfür ist der dnt Audio-Digitalisierer Grabstar Audio konzipiert. Stand-alone digitalisiert er analoge Audiosignale und speichert sie als MP3-Dateien auf entweder USB-Stick oder SD-Speicherkarte ab. Eine automatische Track- Separation sorgt dabei auch für die saubere Trennung von Einzeltiteln in individuelle Datenfiles. Wir baten zehn Leser um einen Test des Geräts. Hier die Zusammenfassung ihrer Testergebnisse.

Wer kennt es nicht? Gleich mehrere Infrarotfernbedienungen liegen im Wohnzimmer auf dem Tisch und doch braucht man für die Bedienung der verschiedenen Geräte meist nur wenige Tasten. Der Bausatz ELV Smart Home IR-Sender ist ein praktischer Helfer und kann Befehlsfolgen von infrarotgesteuerten Geräten lernen und diese Signale per Tastendruck über einen der acht Kanäle wieder aussenden. Das Gerät kann stand-alone, optional per Homematic IP Modulplatine HmIP-MOD-OC8 genutzt werden, es lässt sich aber auch in das Smart Home einbinden. Damit lassen sich jetzt auch infrarotgesteuerte Geräte intelligent steuern und automatisieren.

Die Motivation und Idee zu diesem Leserwettbewerb, der sich mit der Messung von Pegelständen in Flussläufen beschäftigt, war die Flutkatastrophe im Ahrtal im Sommer 2021. Wasserstände spielen an vielen Stellen eine Rolle, ob in der Landwirtschaft, an Binnengewässern wie Flüssen und Seen oder bei den Gezeiten am Meer. Durch den Einsatz des ELV-Modulsystems in diesem Bereich könnte es möglich werden, nicht nur Pegelstände der größten Flüsse in Deutschland aufzuzeichnen, sondern durch die hohe Reichweite und Energiesparsamkeit von LoRaWAN® eine höhere Dichte an Messpunkten auch an kleineren Flüssen zu erreichen.

Sie haben einen kleinen Messplatz in der Werkstatt, wollen Selbstbauprojekte überwachen oder das klassische Panelmeter mit einer kleinen, schicken und genauen Messanzeige aufwerten? Dann ist der Bausatz Digitales-Panelmeter DPM1 genau die richtige Wahl. Mit einem weiten Messbereich von 0−36 Volt und einer Strombelastbarkeit von bis zu 10 Ampere eignet sich diese, mit einem 80 x 160 Pixel großen, scharfen TFT-Display ausgestattete Messanzeige besonders für diese Zwecke. Zudem ist die Messauflösung mit 1 mV (Spannung), 1 mA (Strom) und 1 mW (Leistung) sehr fein und kann so auch Spannungsversorgungen oder Projekte mit kleinen Messwerten genau überwachen. Über eine zusätzliche UART-Schnittstelle können zudem die ermittelten Messdaten kontinuierlich ausgegeben werden.

Eines der herausragenden Leistungsmerkmale des Raspberry Pi Pico sind die programmierbaren IO-Einheiten (PIOs). Diese ermöglichen es, fehlende Schnittstellen mit Echtzeitanforderungen zu implementieren. Normalerweise werden derartige Interfaces als controller-interne Hardware-Einheiten ausgeführt. Häufig werden hierfür auch CPLDs (Complex Programmable Logic Devices) oder FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) eingesetzt. Für viele Anwendungen sind aber die neuen PIOs im RP2040 dafür ausreichend. Einige Projekte können damit deutlich kostengünstiger umgesetzt werden als mit den bekannten Bausteinen der großen Hersteller. Zudem sind die PIOs sogar über das Hauptprogramm des Pico rekonfigurierbar. Ein gewisser Nachteil ist allerdings, dass die PIOs im Vergleich zu ihren Konkurrenten in ihren Möglichkeiten etwas limitiert sind.

Mit dem ELV Powermodul LR03 stellen wir eine neue Spannungsversorgung für unser ELV-Modulsystem vor. Zusammen mit der Experimentierplattform ELV-LW-Base und einem Applikationsmodul aus dem System bietet dieses Powermodul die Möglichkeit, die Kapazität einer Micro-Zelle (AAA) in einem großen Umfang für Anwendungen im LoRaWAN® auszunutzen. Das wird durch den auf der Platine verwendeten Aufwärtswandler ermöglicht, der mit ca. 0,88 V eine sehr niedrige Start-up-Spannung ermöglicht.

Mit diesem Beitrag kommen wir zum Ende unseres Projekts einer Röhrenradio-Restaurierung. Es war eine lange Reise, und wir haben uns diesem fantastischen Exemplar aus der Ära der Röhrenradios aus allen Richtungen genähert. Aber alle guten Dinge müssen zu einem Ende kommen und das gilt auch für jedes Restaurierungsprojekt. Schließlich besteht der Zweck einer Restaurierung darin, das Radio wieder in einen tadellosen Zustand zu versetzen.

Der Fingerprint-Türgriff DoorAccess PRO ermöglicht den einfachen Zugang über das biometrische Zugangsmerkmal „Fingerabdruck” sowie per Zifferncode für bis zu 255 Zugänge. Zur erhöhten Zugangssicherheit können beide Zugangsarten kombiniert werden. Der robuste DoorAccess PRO ist einfach, vielfach auch in Kombination mit vorhandenen Schlössern montierbar. Wir stellen den Türgriff und seine Technik vor.

Das ELV Applikationsmodul PIR1 erweitert das ELV-Modulsystem um einen Bewegungsmelder mit zusätzlicher Helligkeitsinformation. Somit lassen sich per LoRaWAN® auch auf große Entfernungen Bewegungen überwachen und protokollieren. Zudem hat das Applikationsmodul einen Open-Collector-Schaltausgang, über den direkt weitere Geräte aktiviert werden können. Zusammen mit dem ELV-Modulgehäuse lässt sich so ein kompakter und stromsparender LoRaWAN®-Sensor realisieren.

In der Installationstechnik hat sich in den letzten Jahren viel verändert. Modernes, schnelles, teils werkzeugloses und vor allem sichereres Klemmen von Verkabelungen dominiert heute in der Verteilund Anschlusstechnik. Wir unternehmen aus dem Blickwinkel der Haustechnik einen Exkurs durch Grundlagen der Installationstechnik und Klemmentypen, des Werkszeugs und Materials.

Unser großer Broker-Vergleich ist fast am Ziel angekommen, und mit IP-Symcon stellen wir nun das fünfte Programm für Ihre Haussteuerung vor. Es gibt viele hervorragende Broker-Systeme auf dem Markt, und es ist nicht leicht, sich für eines zu entscheiden. Eine Hilfestellung bietet diese mehrteilige Artikelserie: Nach dem Start im ELVjournal 3/2022 mit dem ioBroker [1], dem Teil 2 FHEM [2], dem Teil 3 openHAB [3] und dem Teil 4 Node-RED [4] ist nun die Software IP-Symcon an der Reihe.

Die Outdoor-Überwachungskamera C8W Pro nimmt Bilder in 2K-Qualität auf und speichert diese entweder auf eine microSD-Speicherkarte oder in die EZVIZ-Cloud (AWS). Dank geräteinterner KI ist die Kamera in der Lage, Personen und Fahrzeuge von anderen sich bewegenden Objekten zu unterscheiden. Außerdem kann die Kamera menschliche Bewegungen automatisch erfassen und verfolgen, um wichtige Momente aufzuzeichnen und nicht zu verpassen. Wir baten fünf Leser um ihr Urteil, alle haben sich intensiv mit der Kamera beschäftigt und uns ihr Feedback mitgeteilt.

Der LED-Einbaustrahler DL7002 sticht durch einige interessante und praktische Details aus der Vielzahl vergleichbarer Einbauleuchten hervor: Die Eignung auch für den Außenbereich, das jeweils integrierte Netzteil und eine trotzdem geringe Einbautiefe, die Vorbereitung für die Durchgangsverdrahtung, farbige Wechselblenden sowie die Kompatibilität zu vielen Dimmern. Deshalb eignen sich die Einbaustrahler sowohl für Neuinstallationen als auch für den Wechsel vom alten und üblichen Halogenstrahler auf die stromsparende LED-Technik. Wir baten zehn Leser um einen ausführlichen Test der LED-Einbaustrahler. Etwas mehr als 11 Euro für einen Einbaustrahler − gibt es dafür einen adäquaten Gegenwert?

Die Familie der Prototypenadapter (PAD) zum einfachen Experimentieren auf Breadboards bekommt mit dem neuesten Set PAD8 weiteren Zuwachs. In dem Set sind Bauteile aus verschiedenen Bereichen wie z. B. LEDs oder Funktionsbauteile (Vibrationssensor, Fotodiode, Reed-Kontakt mit Magnet, elektronische Z-Diode u. v. m) enthalten. Das Set ergänzt damit die bisherigen Prototypenadapter um noch fehlende Bauteile in dem System. Wie immer zeigen wir dazu Beispielschaltungen wie z. B. eine Stromsenke, einen Dämmerungsschalter oder eine Auswerteschaltung für den Vibrationssensor.

Bei bestimmten Projekten wird eine zuverlässige Quelle für modulierte UKW-Signale benötigt, um beispielsweise den Abgleich von Radios zu erleichtern. Der ELV HQ-Stereo-UKW-Prüfgenerator SUP3 liefert die erforderlichen UKW-Trägersignale im Frequenzbereich von 87,5 bis 108 MHz, ermöglicht die Modulation von einer internen oder externen Quelle, hat einstellbare Signalausgangspegel, verfügt über eine einfach zu bedienende Schnittstelle und ermöglicht den Anschluss an einen PC, um ihn über die Windows-Steuersoftware zu bedienen. In diesem Beitrag stellt Röhrenradio-Spezialist und YouTuber Manuel Caldeira das Gerät in der praktischen Anwendung vor.

Das ELV Applikationsmodul Spannungs-/Strom-/Leistungsüberwachung 1 ist der Sensor-Spezialist im LoRaWAN®, wenn es darum geht, diese Messwertgrößen zu erfassen. 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.

Sogenannte GPS-Tracker erfreuen sich wachsender Beliebtheit. Mit ihnen kann man nicht nur wertvolle Gegenstände überwachen und verfolgen, sondern auch verschiedenste Lebewesen wie Kühe, Ziegen oder Schafe im Blick behalten. Eine Lösung für Bauern und Landwirte hat Peter Lederer von der Firma ViehFinder nun erstmalig auf der Agrarmesse Alpen-Adria im österreichischen Klagenfurt Ende Januar 2023 öffentlich vorgestellt. Das System basiert auf der Hardware des Asset Tracker Solar dnt-LW-ATS und wird durch Befestigungsgurte, Gateways und eine App komplettiert. Die zugrundeliegende Funk- und Netzwerktechnologie ist LoRaWAN®. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen diese Innovation näher vor.

Oftmals wird angenommen, dass Künstliche Intelligenz, Deep Learning und Maschinelles Lernen (ML) Hochleistungs-CPUs und gigantische Speicherkapazitäten erfordern. Die Implementierung eines ML-Algorithmus in einem Mikrocontroller mit wenigen Kilobyte Speicher und einer Taktrate von einigen Megahertz erscheint da kaum realistisch. Mit einer Light-Version von Tensorflow ist es jedoch möglich, ein neuronales Netzwerkmodell in einen Datensatz umzuwandeln, der lediglich einige Kilobyte Speicherplatz benötigt. Mit diesen Modellen sind dann auch kleinere Controller nicht überfordert.

In dieser Ausgabe des ELVjournal zeigen wir Hardware (ELV-AM-VCPM1 und ELV-AM-LX1), Software (Device-Repository und Home Assistant) und ein kommerzielles Projekt (Viehfinder) zur neuen Funk- und Netzwerktechnologie LoRaWAN®, die derzeit im Bereich Internet of Things (IoT) stark im Kommen ist. An vielen Orten und in vielen Bereichen wird derzeit überall auf der Welt probiert, wo sich diese Technologie ressourcen- und damit kostenschonend einsetzen lässt. An der Nordseeküste prüfen zurzeit die bekannte Reederei Norden-Frisia und der Urlaubsort Carolinensiel, wie sich LoRaWAN® einsetzen lässt, um Gäste besser zu informieren und gleichzeitig die Umwelt zu schützen.

Helligkeitssensoren zählen zu den wichtigen Umweltsensoren: Sie lassen sich vielseitig einsetzen, z. B. im Smart Home, zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen oder für Sicherheitsaufgaben. Auch in Handys oder Tablets sind diese Sensoren zahlreich verbaut und regulieren automatisch die Hintergrundbeleuchtung. Zudem werden Helligkeitssensoren vermehrt in der Landwirtschaft oder im Gartenbau verwendet und tragen zur Steuerung von Bewässerungssystemen bei. Das ELV Applikationsmodul Luxmeter 1 ermöglicht diese vielfältigen Anwendungen nun auch im LoRaWAN® und stellt damit eine spannende Erweiterung des ELV-Modulsystems dar.

Mit einer stetig wachsenden Anzahl von Applikations- und Powermodulen deckt das ELV-Modulsystem bereits jetzt viele spannende Einsatzgebiete im LoRaWAN® ab. Für die bisherige Inbetriebnahme der ELV-LW-Base war eine manuelle Registrierung in einem LoRaWAN®-Netzwerkserver wie The Things Stack, Helium oder ChirpStack notwendig. Um diesen Prozess zu vereinfachen, hat das The Things Network mit dem „Device Repository for LoRaWAN®“ eine interessante Möglichkeit geschaffen, die Integration von Geräten zu beschleunigen. Wie die Registrierung dadurch vereinfacht wird und welche Schritte notwendig sind, um ein eigenes Gerät dem Repository hinzuzufügen, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Der Einsatz von Tablets zur kostengünstigen Steuerung und Visualisierung in der Heimautomatisierung beispielsweise mit Homematic IP in Kombination mit dem AIO Creator von Mediola drängt sich geradezu auf. Tablets bieten einen guten Touchscreen, genug Leistung und sind sehr kompakt. Aber es gibt auch Herausforderungen wie Einbau, zeitgesteuerte Anzeigen, Batterielebensdauer und Bedienbarkeit, die es zu lösen gilt. Der Autor fasst in diesem Artikel seine jahrelange Erfahrung mit dem Einsatz von Tablets und die möglichen Fallstricke zusammen.

Unser großer Broker-Vergleich ist mit diesem Beitrag am Ziel angekommen, und mit Home Assistant stellen wir das letzte Programm in unserem Haussteuerungsvergleich vor. Es gibt viele hervorragende Broker-Systeme auf dem Markt und es ist nicht leicht, sich für eines zu entscheiden. Eine Hilfestellung bietet diese mehrteilige Artikelserie: Nach dem Start mit dem ioBroker [1], dem zweiten Teil FHEM [2], Teil 3 openHAB [3], Teil 4 Node-RED [4] und Teil 5 IP-Symcon [5] schließt der Vergleich der Smart-Home-Vermittler-Software in diesem ELVjournal nun mit Home Assistant.

In diesem ELVjournal finden Sie aus der Serie „Vermittler im smarten Zuhause" den Beitrag Home Assistant, der sich mit der Installation des Systems sowie der Integration von Homematic und Homematic IP Geräten beschäftigt. Mit dem ELV-Modulsystem sowie einigen LoRaWAN®-Bausätzen bietet ELV jedoch auch ein LoRaWAN®-Produktsortiment an, das die klassische Smart-Home-Umgebung um neue Daten aus dem Außenbereich erweitern kann. In diesem Beitrag werden daher zwei Integrationen vorgestellt, mit denen es möglich ist, Daten aus dem LoRaWAN®-Server „The Things Stack“ in Home Assistant zu integrieren.

Mit dem 4-in-1-Kombi-Scanner SlideCopy PRO digitalisieren Sie auf Knopfdruck eingeklebte Bilder direkt aus dem Fotoalbum, ohne diese entnehmen zu müssen und ersparen sich so Beschädigungen am kostbaren Bildmaterial. Außerdem können Sie alte Zeitungsausschnitte, Dias, Negative (z. B. Pocketund Instamaticfilme) ohne den Einsatz eines PCs oder einer PC-Software einfach ins digitale Zeitalter retten. Der Scan erfolgt dabei mit einem hochauflösenden 14-MP-CMOS-Bildsensor (1/2,33") und einer Abtastqualität bei Dia/Film mit 3200 dpi bzw. bei Fotos mit 700 dpi. Wir baten fünf Leser um ihr Urteil, alle haben sich intensiv mit dem Kombi-Scanner beschäftigt und uns ihr Feedback mitgeteilt.

Einfach Energie sparen mit smarter Technik − dank WiFi SMART+ Funktionalität kann eine drahtlose Verbindung mit der zwischengeschalteten Leuchte bzw. dem Verbraucher sowie Smartphone oder Smart Speaker (z. B. Amazon Alexa, Google Assistant) hergestellt werden. Eine einfache Inbetriebnahme über die App rundet das Leistungsangebot des SMART+ Sortiments ab. Wir baten 15 Leser um einen ausführlichen Test der Ledvance SMART+ WiFi Schalt-Mess-Steckdose. Etwas weniger als 12 Euro für eine WiFi-Schalt- Mess-Steckdose mit App und Sprachsteuerung − bekommt man zu diesem Preis alle Funkt

Das Prototypenadapter-Professional-Experimentierset umfasst die wichtigsten Bauteile, um Experimentierschaltungen auf einem Steckboard oder einem der ELV-Experimentierboards EXSB1 und EXSB-Mini aufzubauen. Neben passiven und aktiven Bauteilen im PAD-Format (Prototypenadapter-Format) sind auch Steckbrücken und Steckkabel sowie eine Pinzette und ein Ohrhörer vorhanden. Begleitet wird das Set von Beispielschaltungen, die fortlaufend im ELVjournal vorgestellt werden.

Das drahtlose ESP-NOW-Kommunikationsprotokoll für die Kommunikation zwischen zwei oder mehreren ESP32-Controllern soll in dieser Artikelserie eingehender vorgestellt werden. ESP-NOW stellt ein proprietäres drahtloses Netzwerkprotokoll zur Verfügung, das von Espressif Systems, einem chinesischen Halbleiterunternehmen, entwickelt wurde. Als Hardwarebasis dienen die Controller der ESP8266- und ESP32-Familie.