Der Heizkörperthermostat für das Smart Home System Homematic IP – einfach installierbar und individuell programmierbar.

Mehr Wissen in Elektronik: Bausätze - ELV Smart Home Bodenfeuchtesensor Interface - Smarte Gartenbewässerung - EXSB-Midi Experimentierboard mit autarker Spannungsversorgung

Endlich nach Feierabend die Füße hochlegen und den Bienen beim Arbeiten zusehen. Einmal eingestellt, läuft die Gartenbewässerung mit dem ELV Smart Home Interface ELV-SH-SMSI und dem Bewässerungsaktor ELV-SH-WSM mühelos und voll automatisiert. Die Feineinstellung für die perfekte Bewässerung braucht zwar etwas Zeit, Ihr Rasen oder Ihre Pflanzen werden es Ihnen aber sicher danken. Dann wirkt der Rasen in Nachbars Garten auchnicht mehr grüner! In Kombination mit dem Bodenfeuchtesensor SoMo1 lassen sich die Messwerte besonders einfach in Homematic IP integrieren und zur automatischen Steuerung nutzen – mit der Home Control Unit HCU1, dem Access Point und der App und natürlich auch mit der CCU3.

In diesem Teil unserer Serie zum PAD-PRO-EXSB beschäftigen wir uns mit Transistoren und der spannenden Frage, wie sich diese als Schalter einsetzen lassen. Dabei geht es insbesondere um die Auswahl der passenden Schaltungs-technik und die richtige Dimensionierung der Bauteile.

Das Experimentierboard EXSB-Midi dient zum Aufbau von Experimentierschaltungen und arbeitet dabei völlig unabhängig von einer externen Versorgungsspannung – dank integrierter Batterien. Diese generieren mittels Spannungswandler drei unterschiedliche Versorgungsspannungen von 3,3 V, 5 V und 9 V.

Seit Jahrzehnten ist das Radio eine unentbehrliche Quelle für Informationen und Unterhaltung. Kaum ein Radiotyp verkörpert jedoch den Geist weltweiter Kommunikation so sehr wie das Weltempfängergerät. Diese hochentwickelten Geräte ermöglichten es den Hörern, Sendungen aus der ganzen Welt zu empfangen, sie brachten Nachrichten, Kultur und Musik aus fernen Ländern in die Wohnzimmer rund um den Globus. Im Gegensatz zu herkömmlichen Haushaltsradios waren Weltempfänger speziell für den Empfang internationaler Kurzwellensendungen konzipiert, was sie für Journalisten, Diplomaten und Radio-Enthusiasten gleichermaßen unverzichtbar machte.

Eine für Lernzwecke hervorragend geeignete Paarung aus NEMA23-Schrittmotor 23SSM8440-EC1000 und Controller/Treiber HBS57 wird in diesem Teil der Folge behandelt.

Viele Bauteile und Möglichkeiten erschlagen Einsteiger beinahe: Wo beginnen? Was muss ich wissen und wie, wo und womit fange ich an? Dieses Buch nimmt den Leser an die Hand und führt in die Funktionsweise und die Schaltungstechnik elektronischer Bauteile ein. Das ELV PAD-System unterstützt dabei den schnellen Einstieg.

Unser Planetensystem ist nur ein Staubkorn in den nahezu unendlichen Weiten des uns bekannten Universums. Seine räumliche Dimension ist nach menschlichen Maßstäben unfassbar groß und verdeutlicht die verschwindend geringe Größe des Raumschiffs Erde in unserem Sonnensystem und erst recht in galaktischen Maßstäben.

In unserer Reihe „ELV Smart Hacks“ zeigen wir anhand kleiner Detaillösungen, wie man bestimmte Aufgaben im Homematic IP System konkret lösen kann. Dies soll insbesondere Homematic IP Einsteigern, aber auch erfahreneren Nutzern helfen, die Einsatz– und Programmiermöglichkeiten besser zu verstehen und optimal einzusetzen. In dieser Ausgabe beschäftigen wir uns mit der Systemlösung „Zutritt“ und deren Möglichkeiten im System.

Homematic IP von eQ-3 bietet eine Vielzahl von Produkten und Lösungen für die Hausautomatisierung. Möchte man seinen PC von der Ferne aus über Homematic IP einschalten, hochfahren und danach wieder herunterfahren und ausschalten, bedarf es einer kleinen Zusatzhardware, die in diesem Artikel vorgestellt wird. Dieses Projekt ist auch für Anfänger geeignet, da nur bedingt Hardware- und Softwarekenntnisse notwendig sind.

FETs (Field-Effect Transistors) und MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) sind wichtige Bauelemente der Elektronik, besonders im Bereich der Leistungselektronik und der digitalen Schaltungen. Sie bieten gegenüber den klassischen Transistoren viele Vorteile. Allerdings gibt es auch einige spezielle Besonderheiten, die bei der Arbeit mit FETs und MOSFETs beachtet werden müssen. In diesem Artikel sollen die Grundlagen und einige interessante Anwendungen dieser Bauelemente genauer untersucht werden.

In den letzten Beiträgen dieser Serie ging es überwiegend um Datenausgaben, wie allgemeine Zahlenwerte, Sensordaten oder auch Lichtsignale von LEDs. Eine der wichtigsten Vorteile von Python ist jedoch, dass auch interaktive Steuerungen sehr leicht programmiert werden können. Hierfür bietet sich die Tkinter-Bibliothek an. Tkinter wird als standardmäßige Python-Bibliothek zur Erstellung grafischer Benutzeroberflächen (GUIs – „Grafical User Interface“) verwendet. Mit Tkinter können Fenster, Buttons, Textfelder, Menüs und andere GUI-Elemente erstellt werden. Steuerungsaufgaben, vom einfachen Ein- und Ausschalten einer LED bis hin zu kompletten Heimautomatisierungen wie Steuerung von Motoren für Jalousien, Heizungen oder Klimaanlagen können damit problemlos umgesetzt werden.

Der ELV-SH-TACO für das Homematic IP System misst entweder die Temperatur oder lässt sich als Neigungs- und Erschütterungssensor einsetzen. Der Clou: Die Anwendung ist sogar im Außenbereich möglich. Der Sensor überwacht z. B. Bewegungen und Lageveränderungen an Markisen (Bewegung durch Wind) oder Fahrrädern, Booten, Gartenmöbeln, Abfallbehältern (Sturz oder Diebstahl), Garagentoren und anderen Objekten. Die Temperaturmessung ist sowohl für Pool- und Teichbesitzer mit empfindlichen Besatz als auch für Gartenfreunde zur Überwachung der Bodentemperatur in Beeten oder Palmen im Topf interessant. Die Meldeschwellen für Beschleunigung und Lageabweichungen sind individuell konfigurierbar, inklusive kalibrierbarer Referenzlage. Zusätzliche Gerätehalterungen sind als Vorlage für den 3D-Druck verfügbar.

Mit dem hier beschriebenen Meßgerät mit 3 1/2-stelliger digitaler Anzeige können Gleichspannungen, Wechselspannungen, Gleich - und Wechselströme sowie Widerstandsmessungen in 26 verschiedenen Bereichen durchgeführt werden. Nullpunktabgleich und Polaritätsanzeige erfolgen automatisch. Das Multimeter ist weitgehend mit modernen, teilweise hochintegrierten Bausteinen aufgebaut und wahlweise für Batterie oder Netzbetrieb einsetzbar. Die Platinen sind so ausgelegt, daß der Verdrahtungsaufwand sehr gering bleibt.

SMD-Schaltkreise sind fu¨r reine Eigenentwicklungen in der Hobby-Elektronik nicht einfach handhabbar. Insbesondere die Einbindung in eigene Layouts oder Experimentalaufbauten ist aufgrund der besonderen Topologie schwierig. Unsere SMD-Adapter ermöglichen den einfachen Einsatz von SMD-Schaltkreisen innerhalb konventionell bestu¨ckter Schaltungen.

Wie kann man Frequenzen effizienter nutzen? Auf welchen Frequenzen arbeiten geostationäre Rundfunksatelliten? Wie wird die vom Satelliten abgestrahlte Raumwelle aufgefangen und aufbereitet, damit die Verteilung im häuslichen Koaxialnetz möglich ist? Wer sich fu¨r die Beantwortung dieser und vieler damit in Zusammenhang stehender Fragen interessiert, findet hier die Antworten. Detailliert werden die Polarisation einer elektromagnetischen Welle, Funktion und Aufbau der Komponenten eines Speisesystems und der verschiedenen Ausfu¨hrungen eines parabolischen Reflektors erklärt und deren wesentliche Kennwerte beschrieben.

Schaltregler sind energieeffizienter als Linearregler, benötigen aufgrund der geringeren Verlustleistung auch weniger Platz und können so als besonders kompakte Stromversorgungsbaugruppe in Geräten viele Aufgaben lösen. Superkompakt lässt sich die Aufgabe in SMD-Technik lösen. Unser Step-Down-Wandler ist im Eingangsspannungsbereich von 5 V bis 24 V einsetzbar und gibt eine einstellbare Ausgangsspannung von 3 V bis 12 V bei einer maximalen Strombelastbarkeit von 0,5 A aus.

ITX ist das noch recht junge Motherboard-Format fu¨r eine besondere Klasse von PCSystemen, das sowohl den Aufbau von besonders kompakten PCs ab Autoradio-Format als auch lu¨fterloser No-Noise-Computer fu¨r eine Vielzahl von Aufgaben erlaubt, die keine GHz- Boliden in riesigen Gehäusen und mit aufwändiger Ku¨hlung erfordern. ITX-Systeme bewähren sich inzwischen als Car-PC, als Home-Server fu¨r die Haussteuerung oder als MP3- und Film-Jukebox. Wir stellen die Technik und die passende Peripherie vor.

Das Computer-Schaltinterface CSI 8 erlaubt eine PC-gesteuerte Realisierung von Schalt- und Steueraufgaben u¨ber 8 Schaltausgänge und 8 Schalteingänge. Die Ein- und Ausgänge sind dabei so ausgelegt, dass sowohl Schutzkleinspannungen als auch 230-VNetzspannungen geschaltet bzw. abgefragt werden können. Die Datenu¨bertragung zwischen PC und Interface wird u¨ber eine USB-Schnittstelle realisiert. Ein integrierter Mikroprozessor erlaubt das selbstständige Abarbeiten von auf dem PC programmierten und auf das CSI 8 geladenen Schaltsequenzen.

Drehimpulsgeber sind in der heutigen Welt der Digitaltechnik ein probates Mittel, analoge Eingabegeräte, sprich Potentiometer, zu ersetzen. Mit unserer kleinen, einfach nachbaubaren Schaltung simulieren wir mit einem Drehimpulsgeber die Funktionsweise eines vielfältig einsetzbaren Potentiometers. Der momentane Widerstandswert wird bei jeder Betätigung in einem internen EEPROM gespeichert, so dass auch nach dem Abschalten der eingestellte Wert erhalten bleibt und wie beim „Analog-Potentiometer“ beim Wiedereinschalten sofort zur Verfu¨gung steht.

Mit dem PC-Datenlogger EM 1000-DL können u¨ber lange Zeiträume bis zu 270 Tagen die Datenpakete, die von bis zu 4 Sendeeinheiten des Energiemonitors EM 1000 gesendet werden, empfangen, aufgezeichnet und später u¨ber die integrierte USB-Schnittstelle zur weiteren Auswertung auf einen PC u¨bertragen werden. Damit ist eine sehr komfortable Datenerfassung verschiedener Stromzähler ebenso möglich wie das gezielte Auffinden von „Stromfressern“ durch die automatische Aufzeichnung u¨ber längere Zeit.

Trotz der umfangreichen Funktionen ist der praktische Aufbau des ALC 9000 recht u¨bersichtlich, wobei die Bestu¨ckung der großen Basisplatine bereits im „ELVjournal“ 5/2004 (Teil 6) ausfu¨hrlich beschrieben wurde. Im 7. und letzten Teil des Artikels wird nun die Beschreibung des Nachbaus abgeschlossen.

Sie sind zwar noch nicht allzu lange auf dem Markt, erobern sich aber rasant neue Anwendungsfelder – die superkompakten Lithium-Ionen-Polymer-Akkus, kurz LiPo genannt. Dieser neue Akku-Typ verfu¨gt u¨ber eine hohe Energiedichte bei geringem Gewicht sowie kompakten Maßen und bietet somit erhebliche Vorteile, z. B. im Modellbau oder bei der Konstruktion von sehr kompakten Geräten. So findet man diesen Akku-Typ inzwischen auch im Handy. Wir beschreiben, passend zu unserer LiPo-Ladeschaltung in dieser Ausgabe, den Aufbau, die Möglichkeiten und den Umgang mit dieser neuen Akku-Technologie.

Dieser als Platinenversion ausgefu¨hrte, programmierbare Funktionsgenerator DDS 10 arbeitet nach dem DDS-Prinzip (direct digital synthesis), bei dem ein Sinussignal auf digitale Weise generiert wird. Neben dem so erzeugten Sinus liefert das DDS 10 aber auch ein Dreieck- und ein Rechtecksignal. Die Ausgangsfrequenz lässt sich im Bereich von 0,1 Hz bis 10 MHz in 0,1-Hz-Schritten einstellen. Eine Wobbel- und eine Modulationsfunktion runden die Features ab.

Mit dem signalpegelgesteuerten Lautsprecher-Umschalter ist der Betrieb eines Lautsprecher-Paares an zwei unterschiedlichen Verstärkern oder Audiogeräten möglich. Interessante Einsatzgebiete fu¨r diese Schaltung sind sowohl der Heimbereich, als auch z. B. Audiowerkstätten.

Die PSoC™-Familie von Cypress Microsystems ist an Flexibilität und Einsatzbreite kaum zu u¨berbieten, befindet sich doch hier ein komplettes System auf einem Chip. Neben einem leistungsfähigen Prozessor und den allgemein aus Mikrocontroller- Konfigurationen bekannten Peripherie-Komponenten wie Watchdog-Timer und Oszillator bietet der PSoC™-Baustein programmierbare analoge und digitale Schaltungsblöcke, so dass der Elektronik-Entwickler hier individuelle A/D-Wandler, Filter usw. erstellen kann. Unser Artikel beschreibt den Aufbau und die Möglichkeiten eines PSoC™-Bausteins und einen Leitfaden zum ersten kleinen Projekt.

Das Energiemonitor-System EM 1000 dient zur Anzeige des aktuellen Stromverbrauches und der Leistungsaufnahme eines Haushaltes. Dabei ist kein Eingriff in das Stromnetz erforderlich, eine IR-Reflexlichtschranke (EM 1000-IR) erfasst die Durchläufe der roten Markierung an der Drehscheibe des Stromzählers, ein Sender (EM 1000-S) funkt die ermittelten Daten zum Energiemonitor-Empfangsgerät. Nachdem wir im ersten Teil die Sensor- und Senderseite betrachtet haben, wenden wir uns nun dem Empfangs- und Anzeigegerät EM 1000 sowie der Inbetriebnahme des Systems zu.

Wenn Sie dieses Heft in Händen halten, sind es nur noch etwa 8 Wochen bis zum ersten Advent. Höchste Zeit also, an den alljährlich neuen Beitrag des Elektronikers im Haus zur Weihnachtsbeleuchtung zu denken. Dieses Jahr ist es bei uns eine Dekoration in Form eines großen, leuchtenden Sterns. Insgesamt 110 SMD-LEDs in verschiedenen Farben werden hier in unterschiedlichen Lichtmustern angesteuert, so dass sich trotz geringen Schaltungsaufwands eine sehr effektvolle Weihnachtsdekoration ergibt.

Mit diesem System ru¨sten Sie Ihren „normalen“ Bissanzeiger zu einem Funk-System zur bequemen Signalisierung direkt an Ihrem Aufenthaltsort auf. Bis zu vier Bissanzeiger können an den Funksender angeschlossen werden. Wird ein Alarm am Sender ausgelöst, ertönt am Empfänger ein lautstarkes akustisches Signal, das in der Lautstärke zudem noch einstellbar ist. Zusätzlich kann anhand von vier farbigen LEDs der auslösende Eingang erkannt werden.

Das ELV-Funk-Fernschaltsystem FS20 besticht durch seine besonders große Vielfalt an Sende- und Empfangskomponenten sowie durch die umfangreichen Funktionen, die das System universell einsetzbar machen. Zu dieser Universalität trägt auch das hier vorgestellte FS20-Hutschienensystem bei, das einerseits die Funk-Haussteuerung direkt an der Basis der Hausenergieverteilung, also ohne im Raum sichtbare Komponenten, und andererseits die einfache Einbindung dieses neuen Systems in ein vorhandenes FS20-Haussteuerungssystem möglich macht. Die Komponenten, bestehend aus FS20-Empfänger, Netzteil und Aktoren, werden direkt auf der Standard-Hutschiene im Verteilerkasten montiert. Nach der Systemvorstellung und der Beschreibung von Empfänger und Netzteil folgt nun der Aktor FS20 SH.

Vor gerade mal 80 Jahren wurden von Hermann Oberth die theoretischen Grundlagen zum Verlassen der Erde mittels Raketen gelegt. Keine 50 Jahre ist es her, als die Sowjetunion mit Sputnik den ersten ku¨nstlichen Himmelskörper in den Erdorbit schoss, und vor knapp 40 Jahren stellte Early Bird als erster geostationärer kommerzieller Nachrichtensatellit transatlantische Verbindungen her. Nach einem kleinen historischen Streifzug durch die faszinierenden Anfänge der Satellitentechnik werden die Fragen geklärt: Aus welchen Elementen besteht ein Satellitenu¨bertragungssystem? Warum scheinen Satelliten am Himmel an einem festen Punkt zu „stehen“? Wie beschreibt man die Position eines Satelliten? Mit welchen Größen charakterisiert man den Empfang eines Satelliten?

Der hier vorgestellte Fu¨llstandsmesser, der mittels Ultraschall arbeitet, eignet sich fu¨r die einfache und exakte Bestimmung der Fu¨llmenge in einer Gartenzisterne, einem Wassertank oder einem ähnlichen Flu¨ssigkeitsbehälter. Die Messdaten werden von der Messeinheit zur Anzeigeeinheit, die in zwei getrennten Gehäusen untergebracht sind, mittels eines Funksenders u¨bertragen. Durch den Batteriebetrieb beider Einheiten ist die Montage ohne großen Aufwand durchfu¨hrbar und eine aufwändige Kabelverlegung entfällt.

Manchmal erleichtern aus der Ferne ausgelöste Vorgänge im Haus das Leben oder machen es sicherer. Da heute das Handy allgegenwärtig ist, bietet sich gerade dieses als „Fernsteuerung“ an. Mit dem Handy-Fernschalter können mit Hilfe eines Handys am Empfangsort auf ganz einfache Weise universelle Schaltfunktionen ausgelöst werden. Dazu ist der Handy-Fernschalter einfach nur neben dem anzurufenden Handy zu platzieren. Ruft man das Handy nun an, wird die vom Handy abgestrahlte Hochfrequenz detektiert und nach einer kurzen Verzögerung, um Fehlfunktionen auszuschließen, die Schaltfunktion ausgelöst.