Elektronik

Meine abgeschlossenen Projekte (Projekte mit CPLDs/FPGAs):

• DCF-Uhr mit dem CPLD EPM7128 (von Altera)

  

  Dieses Projekt soll in erster Linie zeigen, wie man ein Projekt mit CPLDs oder FPGAs realisiert. Dies zeigt man am Besten an einem realen Projekt. Hier am Beispiel einer DCF-Uhr.

Meine abgeschlossenen Projekte (Projekte mit PIC-Mikrocontroller):

• Temperatur-Feuchtigkeits-Modul 1

  

  Ziel dieses Projektes ist es, ein einfaches Luftfeuchtigkeits- und Temperaturmessgerät zu entwickeln.
  Das Problem beim Selbstbau solcher Geräte ist aber, das meist die Elektronik mit einem anderen Feuchtigkeitsmessgerät (Hygrometer) bzw. mit einem Thermometer abgeglichen werden muss. Nicht so bei diesem Projekt. Dieses Projekt verwendet einen Sensor welcher schon im Werk abgeglichen wurde. Das besondere ist aber, dass dieser Sensor über ein digitales Protokoll verfügt und mit einem Mikrocontroller problemlos kommunizieren kann. Daraus ergibt sich eine sehr, sehr einfache Schaltung. Diese besteht nur aus dem Sensor mit ein paar zusätzlichen Bauteilen, einem Mikrocontroller (mit seinem notwendigen Zubehör) und einem LC-Display zur Ausgabe der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur.

• Analog/digitale Wanduhr 2

  

  Eine Wanduhr ist heutzutage wohl nichts mehr besonderes. Und eine rein elektronische Wanduhr im Selbstbau? Dazu kommt, dass diese Wanduhr dank DCF stets die korrekte Zeit anzeigt. Manchen ist der Begriff „Funkuhr“ geläufiger, denn genau darum handelt es sich bei diesem Projekt. Also um eine Funkuhr im Selbstbau. Ein angenehmer Nebeneffekt ist, dass dadurch das lästige Zeitumstellen zweimal im Jahr entfällt.

  Die Zeiger werden hier durch Leuchtdioden ersetzt. Die Farben der Leuchtdioden spielen hier aber keine Rolle. Für die Anzeige der Stunde sollte allerdings nicht dieselbe Farbe wie für die Minuten/Sekunden verwendet werden. Es können prinzipiell natürlich auch blaue und/oder weiße Leuchtdioden verwendet werden. Es ist aber zu beachten, dass diese um einiges teuerer sind als rote, gelbe oder grüne. Weiters sollten Leuchtdioden verwendet werden, die möglichst wenig Strom benötigen.

• Analog/digitale Wanduhr 1

  

  Eine etwas ungewöhnliche Uhr!

  Ziel dieses Projektes war es, den DCF-Zeitzeichensender kennenzulernen, und eine eigene Uhr zu entwickeln. Uhren gibt es in den unterschiedlichsten Variationen. Doch diese hebt sich ein bischen hervor. Bei einer "normalen" (analogen) Wanduhr zeigen 2 Zeiger die Stunden und Minuten an. Hier werden die beiden Zeiger nur durch eine leuchtende LED symbolisiert. Diese LED muss daher sowohl die Stunde als auch die Minute anzeigen. Die Farben der Leuchtdioden spielen hier aber keine Rolle. Für die Anzeige einer vollen Stunde sollte aber eine andere Farbe verwendet werden, als für die Anzeige einer Zeit die zwischen zwei vollen Stunden liegt. Ich verwendete hier 12 grüne Leuchtdioden (eine für jede volle Stunde) un 132 rote Leuchtdioden (je 11 für die Zeiten zwischen zwei vollen Stunden).

• Elektronische Sanduhr

  Wozu eine elektronische Sanduhr?
  Nun, dieses Projekt soll nicht als eine "Elektronisierung der Welt" missverstanden werden, sondern, als eine Übung in der Programmierung bzw. als eine Übung im Umgang mit PIC-Mikrocontrollern.
  Die Übung, die Umsetzung von Ideen und die damit verbundene Suche nach Lösungsmöglichkeiten steht hier im Vordergrund. Dies ist auch der Grund weshalb ich alle erarbeiteten Unterlagen (Schaltpläne, Listings, etc) zur freien Verfügung bereitstelle.

Meine abgeschlossenen Projekte (Projekte ohne Mikrocontroller):

• Elektronische Türglocke

  Die in der Elektronik-Zeitschrift "Elektor" (Ausgabe 11/2000) vorgestellte elektronische (Weihnachts)-Glocke diente mir hier als Inspiration für dieses Projekt. Das Konzept des Autors wurde dabei weitgehend beibehalten. Als Zusatz wurde "nur" eine geeignete Ansteuerung für den vorhanden Klingeltrafo (12 Volt Wechselspannung) entwickelt. Die Dimensionierung der Bauteile für die akustischen Teil wurde ebenfalls angepasst, bzw. als einstellbar realisiert.
  Auch bei meiner Version wird die Glocke durch grüne Leuchtdioden dargestellt, während das Pendeln des Klöppels optisch mit roten Leuchtdioden dargestellt wird. In der "Elektor-Vorlage" wird der Gong-Baustein so angesteuert, dass er bei einem Anschlag des Klöppels an der Glocke einen sogenannten Einton erzeugt. Hier, bei meiner Version wird anstelle des Einton ein Zweiton beim erstmalligem Anschlag erzeugt. Dieser Zweiton muss allerdings mit der optischen Klöppelbewegung durch die Leuchtdioden abgeglichen werden.

• Lötdampfabsaugegerät

  Beim Löten entstehen unvermeidbar aufsteigende Dämpfe, welche nicht nur lästig sind. Sie stehen auch in Verdacht gesundheitsschädlich zu sein! Da sie aber nicht vermeidbar sind muss dagegen erwas unternommen werden. Eine Möglichkeit wäre, den Abstand zur Lötstelle so groß wie möglich zu halten, was aber spätestens beim Umgang mit den sehr kleinen SMD-Bauteilen schon bald nicht mehr möglich ist. Eine bessere Methode ist das aufsteigen der Dämpfe zu unterbinden. Die Dämpfe also "umzuleiten", so dass sie nicht eingeatmet werden können. Dazu gibt es im Fachhandel verschiedene Modelle, die natürlich alle ihren Preis haben. Da diese Geräte jedoch sehr einfach aufgebaut sind, ist es überhaupt kein Problem ein solches Gerät selbst zu bauen. Dieses Bauprojekt eignet sich aufgrund der Einfachheit auch sehr gut als Einsteigerprojekt in die Welt der Elektronik.

  Ein Lötdampfabsaugegerät, ob gekauft oder selbst gebaut sollte daher in keinem praktischen (Hobby)-Elektroniklabor fehlen. Es sollte als Grundausstattung, neben dem Lötkolben, gelten.

PIC-Routinen:

• Ansteuerung des Grafik-LC-Display NLC-122B032 (mit PIC-Mikrocontroller)
• 5x7-Dot-Matrix-LED-Anzeige mit dem MAX7219 (mit PIC-Mikrocontroller)
• Ansteuerung eines Feuchtigkeitssensors vom Typ SHTxx (mit PIC-Mikrocontroller)
• RC5-Dekodierung (mit PIC-Mikrocontroller)
• Ansteuerung einer (Full-Color)-RGB-Leuchtdiode (mit PIC-Mikrocontroller)
• Ansteuerung eines alphanumerischen LC-Displays (mit PIC-Mikrocontroller)
• DCF-Dekodierung (mit PIC-Mikrocontroller)
• I²C-Routinen (für PIC-Mikrocontroller)
• Drehimpulsgeber (Dekodierung mit PIC-Mikrocontroller)

Entwicklungsplatinen für PIC-Mikrocontroller:

• Entwicklungsplatine für 8-polige PIC-Mikrocontroller
• Entwicklungsplatine für 18-polige PIC-Mikrocontroller

C für PIC-Mikrocontroller:

• PIC-Programmierung in C (mit CC5X)

CPLD/FPGA-(Basis)-Designs:

• 16-Segment-Dekoder (mit CPLD)

Weitere Elektronikthemen (Grundlagen, Schaltungsideen, usw.):

• Taster als Ein/Aus-Schalter

Zur Zeit arbeite ich an den folgenden Projekten:

• Sanduhr de luxe (Projekt mit PIC-Mikrocontroller)
• I²C-Routinen (für CPLDs)
• Elektronische Kerze und Anwendung als elektronischer Adventkranz und elektronischer Adventkalender

Weitere geplante Projekte und Themen:

• Wanduhr de luxe (Projekt mit PIC-Mikrocontroller)
• Wecker (Projekt mit Mikrocontroller oder CPLD)
• Modulare Funk-Wetterstation (Projekt mit PIC-Mikrocontroller)

Empfehlenswerte Zeitschriften zum Thema Elektronik (allgemein)

• Elektor (erscheint monatlich, http://www.elektor.de)
• ELVjournal (erscheint alle 2 Monate, http://www.elv.at, http://www.elv.de )

Empfehlenswerte Bücher zum Thema Elektronik (allgemein)

• Die Hohe Schule der Elektronik, Band 1 - Analogtechnik (ISBN: 3-89576-024-2, Preis: ca. 46,00 Euro)
• Die Hohe Schule der Elektronik, Band 2 - Digitaltechnik (ISBN: 3-89576-025-0, Preis: ca. 46,00 Euro)
• Die Hohe Schule der Elektronik, Band 3 - Übungsbuch Analogtechnik (ISBN: 3-89576-042-0, Preis: ca. 46,00 Euro)
• Die Hohe Schule der Elektronik, Band 5 - Lösungsbuch 1 (ISBN: 3-89576-085-4, Preis: ca. 25,90 Euro)
• Elektronik gar nicht schwer, Buch 1 - Experimente mit Gleichstrom (ISBN: 3-921608-32-5, Preis: ca. 9,90 Euro)
• Elektronik gar nicht schwer, Buch 2 - Experimente mit Wechselstrom (ISBN: 3-921608-22-8, Preis: ca. 15 Euro)
• Elektronik gar nicht schwer, Buch 3 - Experimente mit moderner Digitaltechnik (ISBN: 3-921608-70-8, Preis: ca. 15 Euro)
• Elektronik gar nicht schwer, Buch 4 - Experimente mit Optoelektronik (ISBN: 3-928051-03-2, Preis: ca. 15 Euro)
• Elektronik gar nicht schwer, Buch 5 - Experimente mit Operationsverstärkern (ISBN: 3-928051-60-1, Preis: ca. 15 Euro)

Empfehlenswerte Bücher zum Thema PIC-Mikrocontroller

• Das PICmicro Profi-Buch (ISBN: 3-7723-4284-1, Preis: ca. 51 Euro)
• Das PICmicro-Hochsprachenbuch (ISBN: 3-7723-4264-7, Preis: ca. 51 Euro)
• Messen, Steuern und Regeln mit PIC-Mikrocontrollern (ISBN: 3-7723-6156-0, Preis: ca. 36 Euro)

Empfehlenswerte Bücher zum Thema CPLD/FPGA

• Programmierbare Logik mit GAL und CPLD (ISBN: 3-486-24610-0, Preis: ca. 45 Euro)
• Das FPGA-Kochbuch (ISBN: 3-8266-2712-1, Preis: ca. 40 Euro)
• Das isp-Buch - GALs,CPLDs,PACs u.a. im System programmieren (ISBN: 3-89576-119-2, Preis: ca. 42 Euro)

Empfehlenswerte Links zum Thema Elekronik

• http://www.elektor.de
  (Dies ist die Homepage der Fachzeitschrift Elektor und beinhaltet unter anderem das aktuelle Heft, eine Vorschau auf die nächste Ausgabe. Weiters beinhaltet diese Homepage teilweise den Sourcecode für die in den Projekten verwendeten programmierbaren Bausteine (Mikrocontroller, GAL, etc.) zum Downloaden, sowie die Layouts im PDF-Format)



• http://www.microchip.com
  (Dies ist die Homepage der Herstellerfirma der PIC-Mikrocontroller, und beinhaltet die aktuellen Datenblätter zu diesen Bauteilen, sowie jede Menge Informationen über die Verwendung dieser leistungsfähigen Bausteine.
  Diese Homepage ist allerdings nur in englischer Sprache verfügbar!)



• http://www.sprut.de
  (Dies ist eine private Homepage. Der Autor dieser Site widmet sich ebenfalls dem Thema Elektronik, insbesondere auch dem Thema PIC-Mikrocontroller. Er beschreibt diese Mikrocontroller ausführlich mit Beispielen und eigenen Projekten)



• http://www.cc5x.de
  (Dies ist ebenfalls eine private Homepage. Der Autor dieser Site widmet sich ebenfalls dem Thema PIC-Mikrocontroller. Er beschreibt ausführlich die Programmierung dieses Mikrocontroller in der Programmiersprache C und verwendet den CC5X-Compiler



• http://www.holger-klabunde.de
  (Dies ist ebenfalls eine private Homepage. Der Autor beschreibt hier ebenfalls sein Mikrocontroller-Projekte. Er verwendet unter anderem auch PICs und programmiert diese in der Programmiersprache C und verwendet den CC5X-Compiler



• http://www.abacom-online.de
  (Dies ist die Homepage der Firma ABACOM-Ingenieurgesellschaft. Die Softwareprodukte Lochmaster, sPlan und FrontDesigner dienen bei mir zur Entwicklung und Dokumentation meiner Elektronik-Projekte und sind sehr empfehlenswerte Werkzeuge. Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist mehr als ausgezeichnet)



• http://www.mikrocontroller.net
  (Die Schwerpunkte dieser Page sind Mikrocontroller, programmierbare Logik, DSP, und andere Themen aus dem Bereich der Elektronik.)



• http://www.fernando-heitor.de/
  (Dies ist eine private Homepage. Der Autor dieser Site widmet sich ebenfalls dem Thema Thema PIC-Mikrocontroller; beinhaltet auch ein sehr umfangreiches Forum)

Bezug elektronischer Bauteile

• Conrad ( http://www.conrad.at)
• Farnell InOne ( http://www.farnellinone.at)
• RS ( http://www.rs-components.at )
• ELV ( http://www.elv.at)
• Distrelec ( http://www.distrelec.at)

Vorlagen

• KV-Diagramme für 2 und 3 Variablen.pdf (4 KB)
• KV-Diagramme für 4 Variablen.pdf (4 KB)
• KV-Diagramme für 5 Variablen.pdf (4 KB)
• Vorlage_timing_diagramm_quer.pdf (4 KB)
• Vorlage_timing_diagramm_hoch.pdf (4 KB)

Autor: Buchgeher Stefan
Erstellt: 16. Oktober 2003
Letzte Änderung: 7. Juni 2008