Fachbeiträge

Das Entwicklerteam von ELV und eQ-3 mit ca. 90 Entwicklern konstruiert jährlich bis zu 120 neue Produkte inklusive Weiterentwicklungen und Produktanpassungen. Internationale Bauteilehersteller informieren uns laufend über aktuelle Bauteile und innovative Sensoren. An diesem Wissen möchten wir Sie gerne teilhaben lassen. Ab dieser Ausgabe stellen wir Ihnen spannende elektronische Bauteile mit umfassendem Hintergrundwissen, Datenblättern und Anwendungsbeispielen vor. Wir beginnen die Serie mit der „Idealen Diode“.

In unserer Artikelreihe „Röhrenradio-Restaurierung“ haben wir bereits in elf Teilen den kompletten Weg eines Restaurierungsprojekts geschildert. Nun zeigt Manuel Caldeira, wie Sie sich auf das erste eigene Restaurationsprojekt eines Röhrenradios vorbereiten.

Wie schon im ELVjournal 2/2021 im Fachbeitrag „Klein, aber oho! − Einfach und komfortabel Energiezähler auslesen“ beschrieben, bietet der poweropti − ein kleines Aufsteckmodul für die optische Schnittstelle moderner Energiezähler − die Möglichkeit, die Zählerwerte unkompliziert auszulesen. Die mit dem poweropti empfangenen Daten lassen sich per Smartphone-App anzeigen und können per API-Schnittstelle über das Internet ausgelesen und in eigene Smart-Home- Systeme integriert werden.

Mit dem ELV Applikationsmodul Interface ELV-AM-INT1 lassen sich Sensoren mit UART- oder I2C-Schnittstelle über das ELV-Modulsystem jetzt besonders einfach in Anwendungen mit LoRaWAN® oder Homematic IP integrieren. In diesem Artikel stellen wir das Interface vor und zeigen als erste Anwendung die Einbindung des Bodenfeuchtesensors SoMo1 in das Smart-Home-System Homematic IP, um die automatische Steuerung einer Gartenbewässerung zu realisieren.

Nach der Beschreibung der Funktionsweise und der technischen Besonderheiten bei Rauchwarnmeldern, die nach dem Streulichtprinzip arbeiten, kommen wir nun zu den Tests und Prüfungen, die entwicklungsbegleitend, während der Zulassung und in der Serienproduktion erforderlich sind. Die Messungen dafür setzen eine umfangreiche Prüf- und Messtechnik voraus.

Temperaturfühler zählen zu den wichtigsten elektronischen Sensoren. Sie sind in allen Bereichen der Technik zu finden und überwachen Temperaturen im Automotor und in Großrechnern genauso wie in Prozesssteuerungen der chemischen Industrie. Im Bereich der Robotik überwachen sie häufig Temperaturen von stark belasteten Aktoren und Motoren. Mithilfe von Robotern lassen sich damit zudem auch Temperaturen an Orten messen, die dem Menschen nicht direkt zugänglich sind. Neben der Erfassung von Umgebungstemperaturen können sie auch als Frostmelder, Brandoder Überhitzungswächter für heiß gelaufene CPUs im PC dienen. In diesem Beitrag sollen die nützlichen Helfer genauer betrachtet werden. Zudem werden einige wichtige und hilfreiche Anwendungen vorgestellt.

LoRaWAN® hat sich in den letzten Jahren als eine Schlüsseltechnologie im Bereich der drahtlosen Kommunikation etabliert. Entwickelt, um energieeffiziente und weitreichende Netzwerke zu ermöglichen, bietet LoRaWAN® die ideale Lösung für Anwendungen, bei denen es auf geringen Energieverbrauch und große Reichweiten ankommt.

Bislang lag der Hauptfokus dieser Artikelserie auf der Ansteuerung von Hardware. Die Kontrolle von IO-Pins und das Blinken von LEDs können in Python mit wenigen, nahezu selbsterklärenden Anweisungen umgesetzt werden. Allerdings kommt man irgendwann an den Punkt, an dem auch tiefere Programmierkenntnisse erforderlich sind. Selbst wenn heute die Programmiertätigkeiten häufig darin bestehen, passende Programmteile oder universelle Bibliotheken zusammenzufügen, ist immer ein gewisses Grundverständnis der elementaren Programmstrukturen erforderlich. Andernfalls lassen sich komplexere Projekte kaum realisieren.

Die Überwachung des Energieverbrauchs ist ein häufiger Anwendungsfall im Smart Home. In diesem Zusammenhang zeigte bereits der Fachbeitrag „Smarter Strom – Visualisierung der Stromdaten des ELV-USB-IEC in Home Assistant“ eine Möglichkeit auf, die Daten des Stromzählers über einen direkt am Raspberry PI angeschlossenen USB-IEC-Energiesensor in Home Assistant einzubinden. Da sich die Home-Assistant-Installation aber, anders als dort beschrieben, nicht immer in unmittelbarer Näher des Stromzählers befindet, werden in den folgenden Abschnitten weitere Alternativen für die Erfassung und Visualisierung von Stromdaten in Home Assistant vorgestellt.

Wie wir bereits im ELVjournal 03/2024 in der Rubrik „Kurz vorgestellt“ berichteten, hat eQ-3 für das vierte Quartal 2024 auf der Light + Building in Frankfurt ein neues, leistungsstarkes Mitglied im Bereich der Smart Home Zentralen angekündigt. In diesem Artikel stellen wir das neu entwickelte Plug-in-Konzept der Home Control Unit vor.

Von Spannungen über Ströme bis hin zu Widerständen, Dioden, Kapazitäten, Frequenzen und sogar Temperaturen − mit dem Joy-IT Multifunktions- Multimeter JT-MT01 erfassen sowohl Elektronikeinsteiger als auch erfahrene Fachleute präzise alle Messwerte. Ein integrierter Standfuß und die drei implementierten Messmodi Normal, Aufzeichnung und Überwachung machen die Bedienung sehr komfortabel. Bis zu acht Datensätze lassen sich mit Leichtigkeit speichern und die Ergebnisse dadurch vergleichen. Der über USB-C aufladbare 1500-mAh-Akku sorgt für eine zufriedenstellende Betriebsdauer. Die Messspitzen lassen sich auf der Rückseite des Geräts einrasten. Unterm Strich ist das Joy-IT Multifunktions-Multimeter somit ein preiswerter Helfer im Taschenformat.

Den Klimakomfort immer im Blick! Mit der ELV Klimakomfortanzeige KA100 lassen sich im Innenbereich sowohl die Raumtemperatur als auch die relative Luftfeuchtigkeit überall dort überwachen, wo sie von besonderer Bedeutung sind. Unabhängig davon, ob Sie mit der KA100 das beste Raumklima für Ihre Kinder gewährleisten oder proaktiv einer möglichen Schimmelpilzbildung vorbeugen möchten - die ELV Klimakomfortanzeige ist Ihr passender Begleiter. Durch den leicht verständlichen und gut sichtbaren Komfort-Index lässt sich sogar im Vorbeilaufen überschauen, wie das aktuelle Raumklima am bevorzugten Aufstellungsort ist. Ein kurzer Blick genügt und Sie können einschätzen, ob die Temperatur angepasst werden soll oder ein Stoßlüften sinnvoll erscheint.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - Einsteigerkit für das PAD-System - Prototypenadapter Starterkit 1 PAD-SK1 - Automatisierungsprogramme steuern per Schiebeschalter - ELV Smart Home Schalter-Fernbedienung ELV-SH-SRC8 - „Unsichtbar“ schalten! - Mit dem ELV-AM-Hall berührungslos schalten und Automatisierungen starten!

Dieses kleines Starterkit enthält alle notwendigen Bauteile für den Aufbau von drei Experimentierschaltungen wie z. B. eine Blinkschaltung. Durch die Verwendung von PAD-Modulen ist dieses Kit ideal für Anfänger, da keine Kenntnisse über elektronische Bauteile notwendig sind.

Die ELV Smart Home Sensor-Base ermöglicht die Integration ausgewählter Applikationsmodule aus dem ELV-Modulsystem in das Homematic IP System. Die Sensordaten können innerhalb der CCU3 WebUI zwar eingesehen, nicht jedoch grafisch aufbereitet werden. In diesem Zusammenhang bildet die Homematic(IP) Local Integration die benötigte Schnittstelle, um die Daten in Home Assistant zu integrieren. Diese Integration wurde bereits im ELVjournal 2/2023 in dem Artikel Vermittler im smarten Zuhause (Teil 6) erwähnt, anders als dort erfolgt die Konfiguration jedoch über die Benutzeroberfläche von Home Assistant. Für eine optimale Visualisierung wird die Bedeutung und Anpassung der Datei customize.yaml in diesem Artikel näher beschrieben.

Die Geschichte des Synthesizers ist eine faszinierende Reise durch die Welt der Musiktechnik. Sie begann in den frühen 1900er-Jahren mit Experimenten zur elektrischen Klangerzeugung und -manipulation. Bereits ab 1920 baute Leon Theremin eines der ersten elektronischen Musikinstrumente. Es erzeugte gespenstische Klänge durch Bewegung der Hände in der Nähe von Antennen und hatte einen einzigartigen, bis heute unnachahmlichen Klang. In diesem Beitrag soll eine der einfachsten Versionen eines analogen Synthesizers in Form einer Miniaturorgel vorgestellt werden.

Einer der wesentlichen Nachteile des Raspberry Pi gegenüber vielen Mikrocontrollern wie dem Arduino oder dem ESP32 ist, dass der Pi nicht über analoge Eingänge verfügt. Die reale Welt ist aber analog. Bei Sonnenaufgängen wird es allmählich hell. Lufttemperaturen ändern sich stetig und nicht sprunghaft. Um also Umweltparameter exakt erfassen zu können, ist das Messen analoger Werte erforderlich. Auch bei dieser Aufgabe zeigt Python seine universelle Funktionalität. So ist es mit speziellen Verfahren möglich, ein Python-Programm zu erstellen, das analoge Werte erfassen kann, ohne dass dazu zusätzliche Hardware erforderlich wäre. Will man allerdings Messwerte mit hoher Präzision erfassen, kommt man um einen Analog-Digital-Konverter nicht herum. Der MCP3002 leistet hier gute Dienste.

In diesem Teil unserer Serie widmen wir uns dem Thema „Komparatoren“. Wir zeigen an praxisnahen Beispielen, wie man mit Operationsverstärkern unterschiedliche Komparatorschaltungen realisiert.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - Klein, aber fein! - Kompakter, präziser Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor für Ihr Smart Home - ELV-SH-CTH - Regenbogen-Animation mit der Oxocard Connect - RGB-LEDs ganz einfach ansteuern - Aus Ideen mehr machen! Einfacher Einstieg in die Welt der Mikrocontroller-Programmierung mit dem ELV-BM-MCU - Solarenergie statt Batterie! Solar-Powermodul SPM1500

Behalten Sie das perfekte Raumklima mühelos und in Echtzeit mit dem ELV Smart Home Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor ELV-SH-CTH im Blick. Der kleine, schlanke und energieeffiziente Sensor lässt sich unauffällig in jedes intelligente Eigenheim integrieren. Er misst präzise die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in sensiblen Räumen und gibt die Messdaten an das Homematic IP System weiter. Sorgenfrei zu einem gesunden und angenehmen Wohnklima: lüften, heizen, kühlen und sogar die Pflanzen rundum glücklich machen.

Frostwächter für den Garten gesucht? Benachrichtigung bei Briefeinwurf gewünscht? Automatische Zisternenüberwachung inkl. Pumpensteuerung benötigt? In der neuen Rubrik „Praktische HELVerlein !“ möchten wir neue, aber auch bekannte Smart-Home-Produkte sowie Bausätze in verschiedensten, teils sehr ungewöhnlichen Anwendungsfällen darstellen. Den Anfang macht dabei der im ELVjournal 4/2024 vorgestellte Allrounder ELV-SH-Taco, der mit Cloud-Update Ende November 2024 zudem im Homematic IP Cloud-System allen Nutzern von Home Control Unit und Access Point zur Verfügung steht.

In diesem Teil unserer Serie zeigen wir einen Klassiker aus dem Themenbereich der Hobbyschaltungen. Seit Jahrzehnten ist die Sirenenschaltung, auch „Kojak-Sirene“ genannt, eine beliebte Schaltung zum Selberbauen – so auch mit dem PAD-PRO-EXSB Experimentierset!

Akustikschalter, oft auch als „Klatschschalter“ bezeichnet, sind elektronische Geräte, die auf akustische Signale wie Klatschen, Pfeifen oder andere Geräusche reagieren. Die Schalter können verwendet werden, um Lampen oder Maschinen ein- und auszuschalten, ohne dass physischer Kontakt zur eigentlichen Schalteinheit nötig ist. Der Begriff „Elektronischer Heinzelmann“ spielt auf die unsichtbare Hilfe im Hintergrund an, die durch den Akustikschalter repräsentiert wird − angelehnt an die mythischen Heinzelmännchen, die im Verborgenen nützliche Arbeiten verrichten.

Die meisten Menschen sind visuelle Wesen − eine einzige Grafik sagt daher oft mehr als umfangreiche Datenlisten oder numerische Tabellen. Zudem können Zusammenhänge meist wesentlich rascher erfasst werden, wenn sie in grafische Darstellungen gefasst sind. Mit MatPlotLib steht für Python eine Bibliothek zur Verfügung, mit der die Arbeit mit grafischen Darstellungen zum Kinderspiel wird. Kein Wunder also, dass sich Python und die MatPlotLib zunehmender Belietbheit erfreuen. In Kombination mit NumPy und SciPy ist die MatPlotLib klassischen Mathematikprogrammen mindestens ebenbürtig, wenn nicht sogar überlegen. Zudem ist die MatPlotLib kostenlos erhältlich, quelloffen und sie kann objektorientiert programmiert werden.

Neben der klassischen Elektronik, wie wir sie sonst üblich im ELVjournal für Sie vorstellen, gibt es eine Vielzahl weiterer Technikinnovationen aus unterschiedlichsten Sparten. Darunter fallen beispielsweise neueste Erkenntnisse aus der Robotik, Fortschritte in der Verwendung künstlicher Intelligenz oder auch beeindruckende Weiterentwicklungen aus dem Automobilbereich. Die für uns in den USA tätigen Redakteure Damian und Nikolai Krause haben sich auf einem der exklusivsten Events der Automobilbranche, der Pebble Beach Concours d’Elegance, für uns umgeschaut und die neuesten Trends, insbesondere aus der Welt der Elektromobilität, dabei festgehalten.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - Bewegung schnell erkennen - Neigungs- und Erschütterungssensor ELV-SH-CTV - Professionell experimentieren - Prototypenadapter Professional Linear/Opto 1 PAD-PRO-LO1 - Kleiner Krachmacher - MSM5 - der kleine Bruder des MSM4 mit noch mehr Leistung! - Acht auf einen Streich - Ihr Smart-Home-System auf einen Blick mit dem Status-Board

Der neue ELV Smart Home Neigungs- und Erschütterungssensor Kompakt für Ihr Homematic IP System ist ein wahres Multitalent! Er bietet vielfältige Möglichkeiten: Neben Erschütterungen bzw. Bewegungen erkennt der Beschleunigungssensor auch Kippen, Neigen oder Lageänderungen und gibt die Messdaten an das Homematic IP System weiter. Der Sensor kann alle drei Achsen (x, y, z) erfassen.

Dieses Set umfasst fertig aufgebaute PAD-Module aus den Bereichen Linear und Opto. Neben Operationsverstärkern und Transistoren enthält das aus 82 Bauteilen bestehende Set z. B. auch Leuchtdioden sowie eine Fotodiode. Die PAD-Module sind speziell für den Einsatz auf Steckboards konzipiert.

In diesem Teil unserer Serie zum PAD-PRO-EXSB beschäftigen wir uns mit der lichtempfindlichen Fotodiode, die im Set des PAD-PRO-EXSB enthalten ist. Anhand von Beispielschaltungen (Dämmerungsschalter und IR-Tester) erklären wir den praktischen Einsatz dieser Fotodiode.

Thyristoren sind unverzichtbare Bauelemente in der Welt der Leistungselektronik. Sie zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, hohe Ströme und Spannungen zu steuern, und finden Anwendung in einer Vielzahl von Technologien – von industriellen Motorsteuerungen über Wechselrichter bis hin zu Dimmern und Stromversorgungen. Als Halbleiterbauteile mit einem bistabilen Verhalten arbeiten Thyristoren wie elektronische Schalter, die durch ein kurzes Steuersignal geschaltet werden können. Ihre Robustheit, Effizienz und hohe Schaltgeschwindigkeit machen sie zu einer bevorzugten Wahl in Anwendungen, die Zuverlässigkeit und Präzision erfordern. Dieser Artikel beleuchtet die Funktionsweise und die Einsatzmöglichkeiten von Thyristoren. Dabei kann man sich die Tatsache zunutze machen, dass Thyristoren für einen ersten Einstieg auch durch eine spezielle Transistorschaltung ersetzt werden können.

Das bekannte MP3-Soundmodul ist nun noch kleiner und trotzdem leistungsfähiger. Dabei bleiben fast alle Features des MSM4 erhalten. Es stehen weiterhin zehn Tastereingänge zur Verfügung, die serielle Schnittstelle hat nun separate Pins und muss nicht mehr umständlich aktiviert werden. Die Eingangsspannung kann zwischen 3 V und 5 V liegen, daher ist das kleine Modul noch flexibler einsetzbar. Dank eines Class-D-Audioverstärkers liefert es bis zu 2 W an einem 8-Ω-Lautsprecher, deutlich mehr als die 0,5 W seines größeren Vorgängers.

Der Raspberry Pi eignet sich hervorragend für die Interaktion mit verschiedenen Eingabegeräten. Ob einfache Taster oder komplexere Eingabeeinheiten wie Rotary Encoder und Matrix-Tastaturen – die Möglichkeiten, den Raspberry Pi mit der realen Welt zu verknüpfen, sind vielfältig. In diesem Artikel sollen drei wichtige Arten von Eingabegeräten für den Raspberry Pi näher betrachtet werden: Taster/Druckknöpfe bzw. Schalter, Rotary Encoder und Matrix-Tastaturen mit bis zu 16 Tasten.

Mit dem ELV Smart Home Status-Board ELV-SH-SB8 haben Sie wichtige Systemzustände in Ihrem Smart Home einfach und übersichtlich im Blick und können per Kanaltasten sofort reagieren. Über die acht Tasten oder den Schaltzustand der Kanal-LEDs kann zudem Einfluss auf Programme und Automatisierungen genommen werden.

Bereits in den vergangenen Ausgaben des ELVjournals gab es einige Hinweise zu dem sogenannten EEBus-Standard, der unter anderem softwareseitig von der neuen Smart Home Zentrale „Home Control Unit“ unterstützt wird. In diesem Artikel gehen wir näher auf die technischen Details und die Möglichkeiten ein, die ein solcher gemeinsamer Standard in Bezug auf Flexibilität und Nachhaltigkeit im Stromnetz für den Netzbetreiber, aber auch den Kunden bieten kann.

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 zu verstehen und optimal einzusetzen. In dieser Ausgabe beschäftigen wir uns mit dem Thema „Türklingel“. Wir zeigen, wie diese mit Homematic IP Produkten zum Einsatz kommt oder auch in das Homematic IP System eingebunden werden kann.

Der neue Bausatz LED-Tester LED-T2 ist ein wahrer Allrounder: Neben den Standard-LEDs (bedrahtet) können auch SMD-LEDs kontaktiert und geprüft werden. Das neue Display macht das Ablesen aller LED-relevanten Kenndaten wie LED-Strom und Flussspannung schnell und komfortabel möglich. Die Fehlersuche bzw. Prüfung der LEDs auf korrekte Funktion ist die Kernkompetenz des LED-Testers. Neu und kinderleicht gestaltet sich zudem die Ermittlung des Vorwiderstands. Wie hell soll eine LED oder gleich ein ganzer Strang bei einem bestimmten Strom leuchten? Einfach die LED(s) an den LED-T2 anschließen, den Regler für den LED-Strom (0−20 mA) drehen, bis die gewünschte Helligkeit erreicht ist und anschließend die gewünschte Versorgungsspannung (3−24 V) einstellen. Die Berechnung erfolgt automatisch, das Display zeigt den erforderlichen Vorwiderstand inklusive Leistungsangaben an.