Nixie-Röhren

Gerne gebe ich zu, dass ich mit zunehmendem Alter immer mehr Gefallen an Retro-Design und nostalgischen Dingen finde 🙂 So war es vermutlich unumgänglich, dass ich als Elektro-Ingenieur früher oder später den Kontakt zu Nixie-Röhren suchte. Bei der Nixie-Röhre handelt es sich um eine längst überholte Art des Anzeigeinstrumentes, die heutzutage vollständig durch LED-Technologie (im Besonderen Sieben-Segment-Anzeigen oder gar LC-/ OLED-/ … Displays) verdrängt wurden aber keineswegs ihren Charm verloren haben. So haben sich die alten Nixie-Röhren, die bereits 1957 vorgestellt wurden, zu echten Beliebtheiten unter Bastlern entpuppt. Der Name Nixie steht als Abkürzung für Numeric Indicator eXperimental No .Das nachfolgende Foto zeigt eine mittelgroße Nixie-Röhre vom Typ IN-12.

HC-SR501 PIR-Bewegungsmelder

In diesem Artikel möchte ich den sehr verbreiteten PIR-Bewegungsmelder HC-SR501 vorstellen. Es handelt sich hierbei um einen passiven Infrarot Sensor. Dabei steht die Abkürzung PIR für: Passive Infrared. Der HC-SR501 ist also ein passiver Sensor, der mittels Infrarot-Strahlen Bewegung(en) erkennen kann. Passiv bedeutet in diesem Fall, dass der Sensor selber keine Infrarot-Strahlung aussendet, sondern vielmehr jene aus seiner unmittelbaren Umgebung aufnimmt um Bewegungen zu detektieren.

NRF24L01+

In diesem Artikel beschäftigen wir uns mit NRF24L01+ Funkmodulen. Diese kleinen Funkmodule sind bereits für weniger als 2 Euro (inkl. Versand) bei eBay erhältlich. Wer die dann lange Lieferzeit nicht in Kauf nehmen möchte, da kann für 2…3 Euro mehr die Module auch bei Händlern aus Deutschland beziehen. Bei den Funkmodulen handelt es sich um 2,4 GHz Sende- und Empfangsmodule in einem Chip. Das bedeutet, dass jedes Modul sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Daten verwendet werden kann.

FTDI – FT232RL

In diesem Artikel beschäftigen wir uns mit einem Chip von FTDI der durch das aussterben der alten seriellen Schnittstelle immer mehr an Präsenz gewinnt. Mit dem FT232 RL Chip von FTDI kann man ganz einfach mit einem Mikrocontroller eine Verbindung zu einem USB-Host, zum Beispiel einem PC herstellen. Und das beste daran ist, dass man sich nicht mit der USB-Spezifikation auseinandersetzten muss. Der FT232 RL übernimmt sämtliche Aufgaben der USB-Schnittstelle und bietet für euch nach außen hin eine virtuelle serielle Schnittstelle an. Das bedeutet, dass Ihr über das ganz einfache UART Modul eures Controllers mit dem PC Kontakt aufnehmen könnt, wie man es von früher gewohnt ist. Nur, dass dies nun über USB, statt über den seriellen Port geschieht – klasse!

DS32KHz

Der DS32kHz ist ein Temperatur kompensierter Quarzoszillator von Maxim. Durch die Temperatur-Kompensation ist es ihm möglich eine extrem hohe Genauigkeit zu erreichen. Er hat eine maximale Abweichung von +/- 1 Minute pro Jahr. Normale Uhrenquarze mit 32768 Hz haben das Problem, dass sie bei Temperaturschwankungen extreme Abweichungen aufweisen und somit oftmals als Zeitbasis für eine Uhr nicht zu gebrauchen sind. Wenn man den DS32kHz als Taktquelle für eine Real Time Clock (kurz RTC) wie zum Beispiel der DS1307 verwendet, dann hat man eine völlig autark laufende Uhr mit hoher Präzision. Den DS1307 kann man zusätzlich noch mit einer Knopfbatterie koppeln, das hat den Vorteil, dass die Uhr auch ohne Versorgungsspannung des PICs weiter läuft und die Zeit-/Datums- Informationen nicht verloren gehen. Es gibt den DS32kHz in drei Gehäusevarianten: SOIC, BGA und wie hier abgebildet im DIP Gehäuse.

DCF77

Im Zuge der Entwicklung einer neuen Firmware für mein Mini-Anzeige-Modul war es an der Zeit die Uhr zu einer Funkuhr aufzurüsten. Was schon lange vorgesehen war* wurde in die Tat umgesetzt. Zwar hatte ich schon mal Routinen für die Auswertung des DCF77 Signals geschrieben, jedoch gehörten diese Routinen längst einmal überarbeitet. Also noch ein Grund endlich mit den Altlasten aufzuräumen und einen ordentlichen Algorithmus zu programmieren.

PCF8583

Der PCF8583 ist ein so genannter Real-Time-Clock (kurz RTC, Echtzeituhr) Baustein. RTC Bausteine sind besonders geeignet, wenn eine Zeitinformation immer präsent sein und auch bei Verlust der Versorgungsspannung erhalten bleiben muss. Damit die Uhrzeit nicht verloren geht, wird eine Pufferbatterie (man verwendet hier Knopfzellen, da diese eine sehr konstante Spannungskurve aufweisen) an die RTC angeschlossen. Sollte nun die Versorgungsspannung ausfallen, wird die RTC, und nur die RTC, weiterhin versorgt. Es ist wichtig, dass die Knopfzelle wirklich nur für die RTC vorgesehen wird, da Knopfzellen in der Regel eine eher geringe Kapazität haben und außerdem nicht für Ströme jenseits von 1 mA ausgelegt sind! Der PCF8583 wird über den I2C Bus (auch TWI, IIC genannt) angesteuert. Er besteht aus einem 256 Byte großem RAM, welches sich in verschiedene Funktionalität aufgliedert. Den PCF8583 gibt es für 1,40€ (Stand 2013) bei Reichelt.

HR-SR04

In diesem Artikel wollen wir uns mit dem HC-SR04 Ultraschallsensor beschäftigen. Mit einem solchen Ultraschallsensor, den man bereits für sehr kleines Geld (2..3€) im Internet bekommt, kann man Distanzen messen. Der HC-SR04 ist dabei für einen Messbereich von 2 bis 300 cm vorgesehen. Ich setze eines dieser Module bei meinem Roboter Robby RP6 ein um ihn einen Weitblick zu verschaffen. Den Sensor habe ich auf einer Erweiterungsplatine angebracht um den direkt darunter befindlichen Infrarot-Empfänger nicht zu blockieren. In meiner Konfiguration wird der SR04 von einem PIC18F45K22 angesteuert und ausgewertet.

DS18S20 / DS18B20

Bei dem DS18x20  ( Datenblatt DS18S20 / Datenblatt DS18B20Beschreibung [PDF] ) von Dallas/Maxim handelt es sich um ein Baustein der 1-Wire Familie. Der DS18x20 ist ein einfach anzusprechender Temperatursensor, der mit einer Auflösung von 12 bzw. 9 Bit arbeitet. Er kann im Bereich von -55 °C bis +125 °C eingesetzt werden und liefert hierbei eine Genauigkeit / maximalen Fehler von +/- 0,5 °C. Die Umwandlung einer Temperatur benötigt maximal 750 ms. Eine weitere Besonderheit des DS18x20 ist die Alarmfunktion, welche ich aber noch nicht ausprobiert habe. Für den Anschluss an den PIC benötigt man lediglich eine Datenleitung (IO eines Controllers). Selbstverständlich benötigt der Sensor auch eine Versorgungsspannung. Es gibt die Möglichkeit auch die 5 V bzw. 3,3 V Verbindung wegzulassen indem man den Sensor über die selbe Leitung versorgt, über welche man mit ihm kommuniziert. Dieser Mode heißt: Parasitärer Modus. Als Anfänger ist hiervon allerdings abzuraten. In jedem Fall müsst ihr einen I/O Pin des Mikrocontrollers einplanen. Der größte Vorteil des DS18x20 ist aber, dass man beliebig viele Sensoren an einen Bus legen kann, da die Sensoren jeweils eine einmalige 64 Bit lange Adresse haben wodurch sie eine Verwechslung ausschließen lässt. Ich beschreibe hier allerdings vorerst nur wie man arbeitet, wenn ein einzelner Sensor am Bus angeschlossen ist. Das ist für den Einstieg einfacher. Wenn ihr weitere Sensoren an eurem Bus betreiben möchtet habt ihr dann schon mal das Prinzip verstanden und könnt selbstständig weiter arbeiten.