Messung der Wassertemperatur im Naturerlebnisbad Luthe

 

Mein Projekt

Ich möchte hier mein aktuelles Projekt vorstellen bei dem im Naturerlebnisbad Wunstorf Luthe die Wassertemperatur des Schwimmbeckens gemessen und im Internet zur Verfügung gestellt wird.

Der Sensor

Als Temperatursensor wird ein Dallas 18B20 von Maxim eingesetzt. Er hat einen Messbereich von -55°C bis +125°C mit einer Genauigkeit von ±0.5°C. Die gemessene Temperatur stellt der Sensor über den One-Wire Bus als digitalen Wert zur Verfügung gestellt. Das macht die Temperaturmessung mit einem Microcontroller besonders einfach.

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Der Arduino Treffpunkt Hannover auf der letzten hannoverschen Interradio

Während der Maker Faire in Berlin Anfang Oktober konnten wir eine Reihe sehr interessanter Gespräche führen und dabei auch einige völlig unerwartete Kontakte knüpfen.

Unter anderem sind wir auch vom DARC dem Deutschen Amateur-Radio-Club e. V.
angesprochen worden. Der Funkamateur „Karlo“ mit Rufzeichen DD7OI vom DARC-Distrikt Niedersachsen OV H47, verantwortlich für neue Medien beim DARC und Mitorganisator der 34. und leider letzten Funk- und Elektronikfachmarktausstellung Interradio in Hannover, war von unseren mitgebrachten Exponaten begeistert. In dem folgenden Fachgespräch stellte sich schnell nebenbei heraus, dass für die bevorstehende Interradio noch besondere und aussergewöhnliche Highlights von Interesse sind. Die von uns nach Berlin mitgebrachte Teslaspule würde auf so einem Event zumindest den Amateurfunkverkehr der Funkamateure in den unteren Bändern im Großraum deutlich beeinträchtigen können. Ein interessanter Aspekt. Vermutlich auch deshalb unsere schnelle Zusage den DARC mit unserer 1kW Teslaspule über 150kV Streamer musikalisch während der Abschlussveranstaltung am Nachmittag aktiv zu unterstützen.

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Steampunk Beacon

Immer mal wieder gern schlendere ich über die Flohmärkte im Großraum. Bei einem der SteampunkBeacon_CIMG3915_resizedRundgänge ist mir eine Petroleum-Schiffslampe aus Messing aufgefallen. Umgehend entwickelten sich gleich mehrere Ideen diese als Basis für ein Steampunk Projekt zu verwenden. Nachdem ich mit dem Verkäufer endlich handelseinig geworden war, dauerte es aber noch mehrere Monate mit vielen Rückschlägen bis zur Fertigstellung der heute hier vorgestellten Arbeit eines Steampunk Leuchtfeuers.

Verehrte Nicht-Steampunker und hochgeschätzte Steampunker,

Dampf ist bekanntlich der Energielieferant der Steampunk Aera. Daher musste ich viele Mühen auf mich nehmen und erst einmal einen solch kompakten und leistungsfähigen Dampfgenerator für diesen Zwecke hier erfinden. SteampunkBeacon_Detail_CIMG3915_resizedZentrale Schaltstelle dafür ist ein modifizierter Steamduino. Sobald der Generator anläuft und etwas Dampf erzeugt, klappert und rasselt es und auch das Feuer zum AnheizeSteampunkBeacon_Green_CIMG3916_resizedn des Kessels ist dabei nicht immer vollständig unter Kontrolle. Über Dampfleitungen wird die Energie zum Lichtgenerator für das Leuchtfeuer tranportiert, alsbald genügend Energie verfügbar gemacht werden kann wenn der Dampfgenerator warm gelaufen ist.

Mit diesem hochleistungsfähigen und wandelbarem Steampunk Beacon steht einer sicher beleuchteten Ausfahrt nun nichts mehr im Wege. Allzeit gutes Gelingen.

Mein „Magischer Spiegel“

Spätestens seit Harry Potter faszinieren mich auch kleinere Zaubertricks immer wieder. Hier ist die erste Version meines „Magischen Spiegels“ zu sehen. Handwerklich noch minimal verbesserungsfähig, aber sinngemäß ist bereits recht gut zu erkennen, was unter einem „Magischen Spiegel“ zu verstehen ist. Der durch die Rückwand nach hinten hindurchführende 3D-Tiefeneffekt ist selbst auf den Fotos hier bereits sehr gut zu erkennen.

MagicMirror_Red_CIMG3909_resizedMagicMirror_Green_CIMG3910_resizedÜber eine State-Maschine lässt der Arduino Pro Micro Controller auf Leonardo Basis die unterschiedlichsten Lichteffekte zur Illumination zyklisch ablaufen. Die Helligkeit ist so gewählt, dass der „Magische Spiegel“ sowohl über ein Weiterlesen

*Info: In diesem Beitrag verweisen orangefarbende Links auf Affiliates.

Meine WS2812 RGB-LED Uhr

Als bekennender Fan der WS2812 RGB LED-Streifen, war es nur eine Frage der Zeit bis zur Realisierung einer entsprechenden Uhr. Über die 60 RGB LEDs WS2812_RTC_Clock_CIMG3876_resizedlassen sich hier nun bequem die gewünschten Zeitinformationen anzeigen und wie bei einer Bahnhofsuhr schon von weitem ablesen. Die Helligkeit der LEDs wird über einen Fotosensor angepasst. Weiterlesen

Poor Mens Word Clock

poormanswordclockDies ist der erste Prototyp einer Arduino Wortuhr auf einem Steckbrett. Sie ist aufgebaut mit einem 8 * 8 LED Dot-Matrix Modul.
Bei dieser besonderen Uhr wird die Uhrzeit nicht wie üblich numerisch angezeigt, sondern läuft in Textform von rechts nach links durch die Anzeige. Als weiterer Clou wird die Zeit dabei nicht Sekunden- oder Minutengenau angezeigt, im Gegenteil! Die Genauigkeit wird hier bewusst in den Bereich einiger Minuten verschlechtert und nur zu bestimmten Zeiten textlich wirklich exakt dargestellt.

„Es ist genau sieben Uhr“

„Es ist gleich viertel nach acht“

Durch kaskadierung weiterer Anzeigemodule lässt sich die visuelle Erkennbarkeit des durchlaufenden Textes bei Bedarf auch noch deutlich verbessern. Ist hier jedoch gar nicht wirklich gewünscht, um den …Ooohh-Effekt zu erhöhen. Die Geschwindigkeit des durchlaufenden Textes kann über eine Variable eingestellt werden. Die von mir hier verwendete Library habe ich hier entdeckt.

Die Uhrzeitgenerierung in diesem Prototypen ist übrigens völlig freilaufend und nicht mit einer RTC oder einem DCF77 Empfänger synchronisiert. Die Genauigkeit ist trotzdem erstaunlich hoch, da Interruptgesteuert. Sie liegt nach jetzigen Erfahrungen im Bereich weniger Sekunden Abweichung innerhalb von etwa 3 Monaten. Die benötigte Genauigkeit liegt damit weit über den Erwartungen. Weitere Details zum Projekt sind auch hier zu finden.

Arduino LED Lichtorgel

lichtorgelEin in das Gehäuse integriertes Mikrofon nimmt die Geräusche im Raum auf und leitet diese nach einer entsprechenden Verstärkung über einen OP-AMP sowohl an einen Analogeingang als parallel auch an einen Digitaleingang des Arduino AT328P Barebone weiter. Über den Analogeingang wird die Signalamplitude, also die Lautstärke gemessen, während über den  Digitaleingang die Frequenz ermittelt wird. Per Software wird das gemessene Audiofrequenzspektrum in 3 Bereiche für tiefe, mittlere und hohe Töne aufgeteilt und jeweils einer in das Gehäuse integrierten PWM-gesteuerten Kontroll-LED zugeführt. In Abhängigkeit der Frequenz und Lautstärke leuchten die jeweiligen LEDs der drei Kanäle mit entsprechender Intensität und Dauer.

lichtorgel-schemaParallel dazu stehen 2 weitere Ausgänge zur Verfügung. Ein Ausgang ist per Optokoppler entkoppelt und kann über die OC-Ausgänge (Open Kollektor) damit auch für komplexere Lichttechnik verwendet werden. Optional steht dafür zwischenzeitlich eine 3-Kanal Power MOSFET Leistungsendstufe für 12V Halogenleuchten zur Verfügung. Über shiftbrite_topeinen weiteren Ausgang kann mittels eines standardisierten Ethernet-Netzwerkkabels mehrere controllergestützte ShiftBrite RGB Module mit integriertem Controller seriell angesteuert werden.

Über mehrere bereits fest implementierte Programme sind weitere Lichteffekte schon vorprogrammiert und können über einen Taster abgerufen werden. Über mehrere Potentiometer kann sowohl die Gesamthelligkeit der RGB-LEDs individuell eingestellt werden, als auch nochmals jede Farbe einzeln.

Die Stromversorgung der Steuereinheit erfolgt über ein separates 12V Steckernetzteil.

Wettermessstation

wettermessstation-aussen Wettermessstation mit 433MHz ASK Funkübertragung von der Außeneinheit zur Innenanzeigeeinheit. Hiermit soll die Funktion als noch teilweiser Probeaufbau auf einem  Steckbrett bzw. einer Lochrasterplatte getestet werden. Beide Baugruppen sind derzeit jeweils in  einer durchsichtigen Patacobox untergebracht. Die Versorgung der Außeneinheit erfolgt über einen Lipo-Akku mit 3,7V 4400mAh Kapazität. Die Ladung des Akkus erfolgt über ein kleines Solarpanel. Der hier verwendete Controller ist ein AT328P Arduino Barebone.

wettermessstation-innenDie Innenanzeigeeinheit zur Auswertung und Anzeige der Messwerte wie auch der Uhrzeit und des Datums wird über ein 12V Steckernetzteil versorgt. im obigen Prototypen einer Außeneinheit befinden sich Sensoren zur Temperaturmessung, der Luftfeuchtigkeit wie auch zur Messung langwelliger Beta- und Gammastrahlung. Um Messwerte bei einer gestörten Funkübertragung auch lokal sinnvoll speichern zu können, ist außerdem eine RTC vorgesehen um jedem Messwert einen Zeitstempel mitgeben zu können. Zeit und Datum werden ebenfalls per ASK mit übertragen. Dazu habe ich ein einfaches Protokoll entwickelt, das auch noch genügend Raum für spätere Erweiterungen lässt. So können auch mehrere Ausseneinheiten mit gänzlich unterschiedlichen Messdaten abgefragt werden.
In der Innenanzeigeeinheit befinden sich weitere Sensoren zur Messung von Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck. Diese werden zyklisch mit den empfangenen Daten der Außeneinheit auf einem 4-zeiligen LCD zur Anzeige gebracht. Aus den gemessenen Umweltdaten werden weitere Informationen wie beispielsweise zum Taupunkt oder der Wolkenbasis abgeleitet und angezeigt.

Dice – Ein elektronischer Würfel

Der Aufbau des LED-Würfels erfolgt hier mit einem kleinen, kompaktDigispark_Attiny85en ATtiny85 Digispark Controllerboard, welches zur einfacheren Programmierung auch bereits ein USB-Interface mitbringt und mit einer gepatchten Arduino Entwicklungsumgebung programmiert werden kann.
Es handelt sich um einen Prototypenaufbau auf einer Lochrasterplatte ohne Gehäuse. Die Stromversorgung erfolgt über ein externes 5V USB Steckernetzteil oder ein USB Hub.
Mit einem kleinen Taster wird die Würfelrunde gestartet. Die jeweilige Augenzahl wird ähnlich wie bei bekannten Würfeln, hier allerdings über 6 eineln positionierte LEDs angezeigt. Nichts weltbewegendes ansonsten bis jetzt. Interessanter wird es allerdings ein wenig, wenn man sich den auf dem Digispark verbauten 8-beinigen Attiny85 etwas genauer anschaut, da von den 6 verfügbaren IO-Pins bereits 2 für das USB-Interface und ein weiterer Pin für den Reset verwendet werden. Ausserdem wird dann noch ein Analogeingang zur Erzeugung einer Zufallszahl benötigt. Verbleiben nur noch 3 Pins für die Ansteuerung der 6 LEDs. Ach ja, und ein Taster wird ja auch noch benötigt. Diesen habe ich allerdings parallel zu einem Ports zum USB-Anschluß angeschlossen und darf daher während der Programmierung nicht betätigt werden!.

Die 6 LEDs dagegen wird an den verbleibenden freien IO-Pins in 3 Gruppen angeordnet und binär angesteuert.

Frage: Wie müssen jetzt die 3 LED-Gruppen aussehen und an den verbleibenden 3 freien IO-Pins angeschlossen werden, um einen Würfel mit den Zahlen von 1 bis 6 darstellen zu können?

 

Atemalkoholtestgerät

AtemalkoholtesterDer Betrieb des kleinen mobilen Atemalkoholtestgerätes erfolgt über ein externes12V Steckernetzteil. Alternativ kann das Testgerät auch über einen bereits eingebauten 9V NiMH Akku betrieben werden. Die Betriebszeit ist aufgrund der Leistungsaufnahme des Sensors damit allerdings auf maximal 30 Minuten sehr begrenzt.

Nach dem Einschalten erfolgt zuerst einmal eine kurze Aufheizphase des Sensors. In dieser Zeit werden auf der Analoganzeige div. Messwerte wie beispielsweise die  Höhe der Versorgungsspannung angezeigt. In der darauffolgenden Phase erfolgt eine automatisierte Kalibrierung des Nullpunktes. Über den Blinkstatus der integrierten LED und dem angezeigten Wert der Analoganzeige ist jederzeit Rückschluss auf die gerade durchgeführte Betriebs- bzw. Messphase sichtbar.

Als Prozessor kommt hier ein Attiny 85 auf einem winzigen preiswerten Digispark USB-Modul zum Einsatz. Für diese spezielle Version ist eine Erweiterung für die Arduino IDE verfügbar und lässt sich damit nahezu identisch programmieren.

Eine Kalibrierung des Endwertes ist derzeit nicht vorgesehen!

Sicherheitshinweis! Dieses Testgerät ersetzt keine amtliche Blut- oder Atemalkoholmessung und dient ausschließlich zu privaten Testzwecken!