Fachbeiträge

Schrittmotoren (engl. stepper motors) dienen wie jede andere Art von elektrischen Motoren der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie. Schrittmotoren bestehen aus einem feststehenden Stator und einem sich in Winkelinkrementen drehenden Rotor. Im Gegensatz zu herkömmlichen Elektromotoren rotiert der Rotor nicht kontinuierlich, sondern „gequantelt“, also in mehr oder weniger großen Drehschritten. So erreicht er auch ohne Regelungsmechanismen eine hohe Positioniergenauigkeit. Damit ist das Schrittmotorprinzip ideal geeignet für Anwendungen in der Robotik, in 3D-Druckern, Floppy-Disk- und Festplattenlaufwerken und für Präzisionsanwendungen aller Art und Größenordnungen.

Mit dem LoRaWAN®-Interface 1 ELV-LW-INT1 lassen sich Sensoren mit UART- oder I2C-Schnittstelle einfach in das LoRaWAN®-Netzwerk integrieren und Messwerte damit über sehr große Distanzen überall verfügbar machen. Die Hardware bietet zwei Kommunikationsschnittstellen für den Anschluss passender Sensoren und zusätzlich zwei digitale Kontakteingänge, die sowohl für eine einfache Zustandsüberwachung als auch für die Auslösung von Messvorgängen an den beiden Sensorschnittstellen genutzt werden können. Als erste Anwendungen stellen wir die Implementierung eines vielfältig konfigurierbaren Ultraschall-Distanzsensors und eines Bodenfeuchtesensors mit Temperaturmessung vor.

Ein stiller Alarm ist ein System, bei dem ein Signal oder eine Benachrichtigung diskret oder unauffällig ausgelöst wird. Im Gegensatz zur klassischen, lauten Sirene wird ein stiller Alarm oft in Situationen eingesetzt, in denen eine unauffällige Reaktion erforderlich ist, um beispielsweise die Sicherheitsleute oder die Polizei zu informieren, ohne potenzielle Eindringlinge zu warnen. Häufig werden auch in Geschäften oder Banken stille Alarme eingesetzt, um Panik zu vermeiden. In diesem Fall werden Sicherheitspersonal oder Strafverfolgungsbehörden aktiviert, ohne die Aufmerksamkeit von Kunden oder Angreifern zu erregen. Auch in Krankenhäusern oder Pflegeeinrichtungen können stille Alarme in Notfällen verwendet werden, um das medizinische Personal diskret zu benachrichtigen, ohne Unruhe bei Patienten oder Besuchern zu verursachen. Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich ist die Spionageabwehr. Hier ist man oft daran interessiert, die Personen aufzudecken, die unerlaubt Dokumente einsehen oder kopieren. Eine laute Alarmanlage würde den Angreifer hier nur vertreiben. Wird dagegen ein stiller Alarm ausgelöst, kann man sich diskret auf die Suche nach dem Eindringling begeben und ihn so dingfest machen.

In unserer Reihe „ELV Smart Hacks“ zeigen wir anhand von kleinen Detaillösungen, wie man bestimmte Aufgaben im Homematic IP System konkret lösen kann. Dies soll insbesondere Einsteigern zu Homematic IP, aber auch erfahreneren Nutzern helfen, die Einsatz– und Programmiermöglichkeiten besser zu nutzen. In dieser Ausgabe beschreiben wir, welche Möglichkeiten zur Beschattungssteuerung im Homematic IP System bestehen. Hierbei zeigen wir sowohl die Integration an der Smart Home Zentrale CCU3 als auch am Homematic IP Access Point.

Der wettergeschützte Ultraschallsensor misst Distanzen zu reflektierenden Objekten im Bereich von 0,25 m bis zu 6,5 m. Über seine UART-Schnittstelle lässt er sich einfach in eigene Projekte oder mit dem Interface ELV-LW-INT1 zu einem LoRaWAN®-Sensor mit vielfältigen Funktionen erweitern. Man kann z. B. detektieren, ob ein Auto im Carport oder der Garage geparkt ist, ob sich eine Mülltonne an ihrem vorgesehenen Platz befindet oder wie hoch ein zu überwachender Wasserpegel ist. Gerade im ländlichen Raum bieten sich viele weitere Möglichkeiten – eine gute LoRaWAN®-Abdeckung vorausgesetzt.

Nachdem wir im ersten Teil des Artikels beschrieben haben, welche Verpflichtungen zum Einbau von Rauchwarnmeldern in Deutschland gelten und in welchen Räumen Rauchwarnmelder wie einzubauen sind, kommen wir nun zu den normativen Anforderungen und Richtlinien, die zwingend zu erfüllen sind, damit die Geräte in Europa in Verkehr gebracht werden dürfen. Besonders hochwertige Geräte mit Q-Label und über Funk vernetzte Melder müssen darüber hinaus Zusatzanforderungen erfüllen.

Das ELV Applikationsmodul Luftgüte ELV-AM-AQ1 ist ein Luftgütesensor, der flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Stickstoffoxide (NOx) misst und die Messergebnisse über einen sogenannten Gas-Index-Algorithmus in einen Luftgüteindex umwandelt. In Zusammenarbeit mit der ELV Smart Home Sensor-Base können diese Messwerte im Homematic IP Smart-Home-System z. B. zur Steuerung eines Lüfters genutzt werden. Zusätzlich befindet sich auf dem Applikationsmodul eine Duo- Colour-LED, mit der durch den Luftgüteindex die Anzeige der Luftqualität direkt mit den Farben Grün, Gelb und Rot möglich ist.

Mit der Einführung der ELV Smart Home Sensor-Base ELV-SH-BM-S besteht die Möglichkeit, ganz schnell individuelle Sensorknoten für die Homematic IP Welt mithilfe der Applikationsmodule aus dem ELV-Modulsystem zu erstellen. Durch die stetige Erweiterung der Applikationsmodule, die mit der ELV Smart Home Sensor-Base zusammenarbeiten, stehen auch immer mehr Sensorwerte verschiedener Art zur Verfügung. Dieser Artikel beschreibt, wie die gewünschten Sensormesswerte der Applikationsmodule in das Homematic IP Smart-Home-System gelangen und wie die Konfiguration der Geräteparameter erfolgt.

In unserer Reihe „ELV Smart Hacks“ zeigen wir anhand von kleinen Detaillösungen, wie man bestimmte Aufgaben im Homematic IP System konkret lösen kann. Dies soll insbesondere Einsteigern zu Homematic IP, aber auch erfahreneren Nutzern helfen, die Einsatz– und Programmiermöglichkeiten besser zu nutzen. In dieser Ausgabe beschreiben wir, welche Möglichkeiten es gibt, um eine Luftfeuchtewarnung mit zugehöriger Lüftungsempfehlung mit Homematic IP umzusetzen.

In diesem Teil der Serie für das PAD-PRO-Experimentierset zeigen wir, wie man LEDs richtig ansteuert. Wir erklären, was eine Stromquelle ist und wie man diese anhand von Schaltungsbeispielen für den Betrieb mit LEDs nutzen kann.

Im ersten Beitrag zum Thema „Python-Programmierung“ wurde die Hardwaresteuerung über die I/O-Pins des Raspberry Pi erläutert. Dabei wurden die Ports lediglich als Ausgänge verwendet, um externe Verbraucher wie z. B. Leuchtdioden anzusteuern. Moderne Prozessoren ermöglichen es jedoch, einen Pin sowohl als Ein- als auch als Ausgang zu konfigurieren. Dadurch können einzelne Pins als universelle Schnittstellen für die gesamte Bandbreite der Elektronik genutzt werden. In diesem Beitrag soll deshalb die Funktion der Pins als Eingänge genauer beschrieben werden. Dabei werden die folgenden Themen und Python-Programmstrukturen vorgestellt: GPIOs als Eingänge; Steuern mit Tastendruck; offene Eingänge und Tasterprellen; einfache Peripheriesteuerung mit „gpiozero“. Die gpiozero Library gestattet eine besonders einfache Ansteuerung und Nutzung der wichtigsten Eingabe/Ausgabe-Funktionen der Raspberry Pi- Pins in Python.

Quellen für klimafreundliche und erneuerbare Energie sind heute, allein schon infolge der weltpolitischen Ereignisse, so bedeutungsvoll wie nie zuvor. Begriffe wie Energiewende, Wind- und Solarenergie oder Fotovoltaik sind vielerorts im Gespräch. Dieser Beitrag befasst sich konkret mit Anlagen, die von der Kraft des Windes angetrieben werden, d. h. mit Windkraftanlagen.

Ein witterungsgeschützter, kompakter, stromsparender und fast überall anzubringender Sensor, der Lageänderungen, Beschleunigung und Erschütterungen nicht nur erfasst, sondern LoRaWAN®- typisch auch über große Entfernungen melden kann, ist eine praktische Sache bei der Überwachung weiter entfernter Gegenstände. Genau diese Aufgabe erfüllt der ELV-LW-OMO. Er kann über verschiedene im 3D-Druck individuell herstellbare Halterungen einfach am zu überwachenden Gegenstand angebracht werden, arbeitet sehr batteriesparend und erfasst mit einem leistungsstarken Mehrachsensensor Bewegungen und Lageänderungen von Klappen, Behältern usw. Über LoRa- WAN® überträgt er Ereignisse über bis zu 15 km. Unsere Leser haben den kleinen Sensor auf Herz und Nieren getestet.

Motorbetriebene Rollläden sind heute im Neubau vielfach Standard und stehen im Bestandsbau oft ganz oben auf der Wunschliste für Wohnkomfort, Sicherheit und Klimatisierung. Nicht immer ist es möglich, z. B. n einer Mietwohnung, einen Rohrmotor samt zugehöriger Elektrik zu installieren. Elektrische Gurtwickler sind hier eine einfache (und jederzeit rückrüstbare) Lösung. Allerdings stört deren Stromkabel bzw. sind sie ohne erhebliche optische Einbußen oder mangels Steckdose in der Nähe gar nicht installierbar, so z. B. bei einer Fliesenwand im Bad. Da stellt der akkubetriebene Gurtwickler eW 420 einen echten Problemlöser dar: Mit wiederaufladbaren Akkus betrieben, fügt er sich perfekt in die Wand ein, und die umfangreiche Funktionsvielfalt ermöglicht einen hohen Wohnkomfort mit bedarfsgerechten genauen Öffnungs- und Schließzeiten. Wir baten unsere Leser zu einem detaillierten Test des Akku-Gurtwicklers.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - Bodenfeuchte kapazitiv messen und ins LoRaWAN®-Netzwerk integrieren - Bodenfeuchtesensor SoMo1 - LoRaWAN®-Interface für UART- und I2C-Sensoren - ELV LoRaWAN®-Interface 1 ELV-LW-INT1 - Distanzen per Ultraschall messen und ins LoRaWAN®-Netzwerk integrieren - Ultraschall Distanzsensor DUS1 - Digitale Nase - ELV Applikationsmodul Luftgüte ELV-AM-AQ1 zur Messung der Luftqualität

Das USB-I2C-Interface ist der perfekte Partner für erfahrene Entwickler und Studenten der Elektrotechnik, Mechatronik oder Informationstechnik. Das USB-I2C-2 ermöglicht einen schnellen Einstieg in die unterschiedlichen Bereiche, die bei der Verwendung von I2C-Komponenten von besonderer Bedeutung sind. Egal, ob man bereits einen Schaltungsentwurf für Mess-, Regel- oder Steuerungsaufgaben auf seinem Schreibtisch liegen hat oder ob man „mal eben schnell“ ein paar Daten auslesen, Messwerte anzeigen bzw. die grundsätzliche Funktionstauglichkeit der I2C-Komponente überprüfen möchte. Alles das ist möglich! So gelingt der Einstieg in den „Weltstandard I2C“ spielerisch.

Dieser neue, innovative LED-Tester bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten und lässt fast keine Wünsche offen. Dank seines integrierten Displays können alle LED-relevanten Kenndaten komfortabel abgelesen werden. Zudem erlauben Kontaktstifte die einfache Kontaktierung von SMD-LEDs.

Seit Kurzem stehen im ELVshop verschiedene Komponenten des Schweizer Start-ups OXON zur Verfügung. Das Versprechen dieses europäischen Herstellers, mit einem einsteigerfreundlichen Komplettset und einem Elektronikkurs auf einfache Weise die Programmierung mittels Python zu erlernen, ließ mich als eingefleischten Arduino C++ -Programmierer aufhorchen. Im Folgenden beschreibe ich die Möglichkeiten der Plattform sowie die Erfahrungen meines Einstiegs mit diesem System.

Nach der Beschreibung der Einbaupflicht, der korrekten Montage in unterschiedlichen Räumen und der gesetzlich einzuhaltenden Normanforderungen und Richtlinien kommen wir nun zur technischen Funktionsweise und zu Besonderheiten hochwertiger Rauchwarnmelder.

Bereits durch Albert Einstein wissen wir: „In der Mitte von Schwierigkeiten liegen die Möglichkeiten.“ In dieser Aussage liegt viel Wahrheit. Stellt z. B. unser unmittelbares Umfeld durch Feinstaubbelastungen eine Schwierigkeit dar, bietet der ELV LoRaWAN®-Feinstaubsensor ELV-LW-SPM eine indirekte Möglichkeit zur Abhilfe. Da Feinstaubemissionen faktisch Gift für unseren Körper sind, sollte man diese nicht außer Acht lassen. Vor allem dann, wenn die Umgebungen, in denen wir uns häufig und lange aufhalten, besonders stark belastet sind. Dieser Artikel erklärt nicht nur die Grundlagen des Feinstaubs, sondern liefert auch alle technischen Informationen zur Inbetriebnahme des ELV-LW-SPM.

In diesem Teil der Serie beschäftigen wir uns mit dem im Experimentierset vorhandenen mechanischen Vibrationssensor. Anhand einer Beispielschaltung in Form einer Alarmanlage zeigen wir die Funktion und wie man die Signale des Sensors auswertet und weiterverarbeitet.

Nachdem im Grundlagenteil dieser Artikelserie die verschiedenen Arten von Schrittmotoren, ihr Aufbau, die Art der Wicklungsbestromung sowie ihre Vor- und Nachteile theoretisch erläutert wurden, geht es in diesem Artikel um den praktischen Betrieb eines Steppermotors am Raspberry Pi.

Mit dem ELV Applikationsmodul Temperatur 2-fach ELV-AM-T2 wird das ELV-Modulsystem um einen smarten Sensor erweitert. Es bietet den Anschluss von zwei abgesetzten Temperaturfühlern, die an verschiedenen Orten platziert werden können. In Verbindung mit der ELV-LW-Base ist ein Auslesen dieser örtlichen Temperaturen und die zeitgleiche Berechnung der Temperaturdifferenz möglich. Die Messdaten können über eine LoRaWAN®-Netzwerkinfrastruktur wie z. B. bei The Things Network (TTN) oder dem Helium-Netzwerk zur Verfügung gestellt und für Steuerungsaufgaben genutzt werden. So kann das ELV-AM-T2 z. B. zur Lüftersteuerung, für Beschattungsaufgaben und Heizungssysteme (Vor-/Rücklauf), in Garten- und Gewächshäusern oder am Pool eingesetzt werden.

Sensoren gehören zu den wichtigsten Bauelementen in der Elektronik. Sie können Temperaturen erfassen und Druck oder Feuchtigkeit messen. Aus einigen Sensoren haben sich sogar ganz eigene Teilgebiete der Elektronik entwickelt. Die sogenannte Optoelektronik beispielsweise beschäftigt sich mit der Messung und Erfassung von Licht- und Helligkeitswerten. Die Geschichte der lichtempfindlichen Bauelemente reicht weit zurück. Sogenannte lichtabhängige Widerstände (LDRs für Light Dependent Resistors) sind bereits seit den 1930er-Jahren bekannt. Deutlich modernere Bauelemente sind Fotodioden oder Transistoren. Sie ermöglichen nicht nur die Erfassung von Umgebungshelligkeiten, sondern bilden auch die Grundlage so wichtiger Anwendungen wie Infrarotfernbedienungen oder Lichtschranken. Auch moderne Telekommunikation wäre ohne optoelektronische Bauelemente nicht möglich. In diesem Beitrag soll eine Fotodiode genauer untersucht werden. Als Anwendungen werden so interessante Schaltungen wie eine Notbeleuchtung oder ein Kühlschrankalarm vorgestellt.

Am 16. und 17. März 2024 war ELV als Aussteller auf der Maker Faire Ruhr in Dortmund. Unser Messeteam ist immer noch begeistert von diesem besonderen Ereignis. Die Maker Faire Ruhr, die auch in diesem Jahr in der einzigartigen Location der Erlebniswelt DASA (Deutsche Arbeitsschutzausstellung) stattfand, ist für uns etwas ganz Besonderes. Hier kommen Menschen mit unterschiedlichsten Hintergründen und Vorbildungen zusammen, um ihre Leidenschaft für Technik, Elektronik und spannende, kreative Projekte zu teilen. Vom Elektronik-Küken bis zum alten Entwickler-Hasen - die Maker Faire ist eine zentrale Plattform, um mit den klugen Köpfen von heute und morgen in Kontakt zu kommen.

Der Raspberry Pi findet als vielseitiger Einplatinencomputer in der Digitaltechnik eine Vielzahl von Anwendungen. Ein wichtiger Einsatzbereich ist unter anderem die Verwendung als kostengünstige Lernplattform. Die Digitaltechnik ist zur unverzichtbaren Grundlage der modernen Elektronik geworden und die Programmiersprache „Python“ kann verwendet werden, um Grundlagen dieser zentralen Disziplin zu vermitteln. Auch wenn die klassische Digitaltechnik mit einzelnen Logikgattern oder Zähler-ICs zunehmend in den Hintergrund tritt − ohne solide Kenntnisse der digitalen Schaltungstechnik können weder Mikrocontroller noch FPGAs (Free Programmable Gate Arrays), EPLDs (Electronically Programmable Logic Devices), Prozessoren, Displays oder Speichersysteme entwickelt und aufgebaut werden.

In unserer Reihe „ELV Smart Hacks“ zeigen wir anhand von kleinen Detaillösungen, wie man bestimmte Aufgaben im Homematic IP System konkret erledigen kann. Dies soll insbesondere Einsteigern zu Homematic IP, aber auch erfahreneren Nutzern helfen, die Einsatz– und Programmiermöglichkeiten besser anzuwenden. In dieser Ausgabe beschreiben wir, wie übliche Haushaltsenergiezähler für Strom und Gas mit dem Homematic IP System ausgelesen werden können.

Sie besitzen eine teure Kameraausrüstung und möchten diese nicht aus den Augen verlieren? Sie möchten Ihr Fluggepäck nachverfolgen oder wissen, wo sich Ihr Hausschlüssel befindet? Mit dem Bluetooth-Tracker FonTag von Fontastic behalten Sie Ihre Wertgegenstände immer in Blick! Er nutzt das beliebte „Wo-ist?“-Netzwerk von Apple, um Ihren Gegenstand zu orten. Man befestigt den Tracker einfach an einem zu verfolgenden Gegenstand und das „Wo-ist?“-Netzwerk von Apple unterstützt Sie komfortabel bei der Suche nach Ihren Schätzen, egal, ob Sie sich in dem Bluetooth-Bereich Ihres eigenen iOS-Geräts befinden oder in dem von anderen iOS-Nutzern. So stellen Sie sicher, dass Ihr Gegenstand nicht lange verborgen bleibt. Zudem ist der FonTag MFi-zertifiziert. Das bedeutet, dass es sich hierbei um ein von Apple getestetes und genehmigtes Produkt handelt, das mit iPhones, iPads und iPods kompatibel ist.

Egal, ob auf öffentlichen Parkplätzen, am Straßenrand oder vor dem Supermarkt, die elektronische Parkscheibe von dnt ist der passende Begleiter. Nach kurzer Einrichtung arbeitet die Parkscheibe vollkommen autark und muss quasi nicht mehr bedient werden. Sie bemerkt durch einen integrierten Bewegungssensor den Stillstand des Autos und zeigt automatisch die Startzeit des Parkens. Auch die Umstellung zwischen Sommer- und Winterzeit erfolgt selbstständig. Vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung sowie vom Kraftfahrtbundesamt zugelassen, ist die Parkscheibe in Deutschland und Dänemark offiziell erlaubt und ersetzt somit die herkömmlichen analogen Parkscheiben. Ferner leistet die Parkscheibe bis zu zwei Jahre gute Arbeit - und das mit einer einzigen Knopfzelle. Eine manuelle Parkzeiteinstellung ist ebenfalls möglich.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - USB-I2C-Interface - I2C-Bausteine mit dem Computer steuern und auswerten - LED-Tester LED-T2 - Bedrahtete und SMD-LEDs vielfältig testen - Präziser Detektor - ELV LoRaWAN®-Feinstaubsensor ELV-LW-SPM - Gute Differenzen! - ELV Applikationsmodul Temperatur 2-fach ELV-AM-T2

Noch in diesem Jahr erwartet uns eine neue, leistungsstarke Zentrale für das Homematic IP Smart-Home-System. Die Home Control Unit punktet mit nie dagewesener Flexibilität, Sicherheit und Funktionen für ein smartes Energiemanagement.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - Universaltalent - Temperatur- und Beschleunigungssensor ELV-SH-TACO - Lichtblicke - ELV Applikationsmodul Optische Strahlungssensoren ELV-AM-ORS - UART- und I2C-Sensoren mit dem ELV-Modulsystem nutzen - ELV Applikationsmodul Interface ELV-AM-INT1

Der ELV Smart Home Temperatur- und Beschleunigungssensor Außenbereich ELV-SH-TACO ist im Homematic IP System vielseitig einsetzbar. Er überwacht z. B. Bewegungen und Lageveränderungen an Abfallbehältern, Gartenmöbeln und anderen Objekten. Durch individuell konfigurierbare Meldeschwellen für Beschleunigung und Lageabweichungen passt sich der Sensor flexibel an die gestellten Anforderungen an. Zusätzlich misst das Gerät zuverlässig die Temperatur und übermittelt diese Daten zyklisch an das Homematic IP System, damit dort stets aktuelle Informationen bereitstehen.

Die Verschmelzung zweier Welten war immer schon begeisternd. Sie ist ein Nährboden für neue Ideen und eine treibende Kraft in Bezug auf kreatives Denken. Durch die Kombination vordefinierter Elektronikbausteine lassen sich neue Geräte- bzw. Produktideen auf schnellstem Wege realisieren. Man nehme ELV Basismodul A, füge ELV Applikationsmodul B hinzu, kombiniere dies mit der Arduino IDE und versorge alles mit intelligentem Programmcode. Et voilà, ein lang gehegter Gerätewunsch erfüllt sich. Durch die Arduino IDE, die ELV Basis- und Applikationsmodule sowie die online verfügbaren Programmbeispiele und -bibliotheken wird man in die Lage versetzt, den Entwicklungsaufwand eines Geräts deutlich zu vereinfachen und zugehörige Entwicklungszeiten drastisch zu verkürzen. So sind der Vorstellungskraft keine Grenzen gesetzt.

In unserer Reihe „ELV Smart Hacks“ zeigen wir anhand von kleinen Detaillösungen, wie man bestimmte Aufgaben im Homematic IP System konkret erledigen kann. Dies soll insbesondere Einsteigern zu Homematic IP, aber auch erfahreneren Nutzern helfen, die Einsatz– und Programmiermöglichkeiten besser anzuwenden. In dieser Ausgabe beschreiben wir, wie die Funkabdeckung im Homematic IP System erweitert werden kann.

Der neuste Zuwachs bei den ELV-Applikationsmodulen misst drei verschiedene optische Messwerte. In Kombination mit der ELV LoRaWAN® Base bzw. der ELV Smart Home Sensor-Base können die Messwerte der UV-Strahlung, der Beleuchtungsstärke sowie der Bestrahlungsstärke über eine LoRaWAN®- Netzwerkinfrastruktur zu Verfügung gestellt oder in eine Homematic IP Installation integriert werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, vor einer hohen UV-Belastung gewarnt zu werden oder bei ausreichend hoher Sonneneinstrahlung bestimmte Verbraucher hinzuzuschalten, um Solarstrom vorrangig selbst zu nutzen, anstatt ihn ins Netz einzuspeisen.