Technik im März: LoRaWAN 101, DIY Theremin, AVR SDR, und mehr

Jeden Monat suche ich in den früheren Ausgaben von Elektor nach interessanten und inspirierenden Projekten aus der Vergangenheit. In den letzten Tagen habe ich es genossen, Projekte aus früheren (englischen*) März-Ausgaben durchzusehen. Besonders gerne habe ich mir Projekte und Artikel aus den späten 1980er und frühen 1990er Jahren angesehen. Im Folgenden beschreibe ich einige Entwürfe, die meine Aufmerksamkeit erregt haben, darunter ein DIY-Theremin, ein AVR SDR und ein Labornetzteil.

Mein erstes LoRaWAN (März 2020)

Die LoRa-Funktechnik, die eine Datenübertragung mit großer Reichweite und geringem Energieverbrauch ermöglicht, ist für vernetzte Sensoren geeignet, die mit ihrer Energiequelle sparsam umgehen müssen. Das Things Network ist ein populäres und offenes Netzwerk, das Sensordaten empfangen und weltweit zur Verfügung stellen kann. Im März 2020 stellte Elektor-Ingenieur Mathias Claussen ein interessantes Einstiegsprojekt vor.
  "Für die ersten Schritte mit LoRaWAN braucht man nur einen Knoten für rund 25 Euro und ein Gateway auf Basis eines Raspberry Pi und eines RFFM95-Moduls", erklärt Claussen. "Allerdings ist diese Lösung sehr begrenzt und nicht für den produktiven Betrieb geeignet. Wer nach dem Experimentieren mehr mit LoRaWAN machen will, sollte das Gateway gegen ein voll LoRaWAN-fähiges kommerzielles Gerät austauschen."

Build Your Own Theremin: Using JFETs Instead of Vacuum Tubes (March 2017)

Das ursprüngliche Theremin-Design von Lev Termen verwendete Vakuumröhren, aber man kann auch JFETs verwenden. In einem Artikel vom März 2017 stellte Burkhard Kainka ein experimentelles Design für ein kompaktes DIY-Theremin vor.
 
"Die komplette Schaltung umfasst den zweiten Oszillator, den Mischer und eine Schaltung für die Volumenantenne", erklärt Kainka. "Der zweite Oszillator wird durch einen Keramikresonator auf 470 kHz stabilisiert, und deshalb muss es möglich sein, den einstellbaren Oszillator auf diese Frequenz einzustellen. Für die Abstimmung ist ein Trimmkondensator vorgesehen."

AVR SDR (März 2012)

Interessieren Sie sich für Software-Defined Radio (SDR)? Vor etwa 10 Jahren veröffentlichte Elektor einen Artikel über SDR und beschrieb, wie man mit einem ATtiny-Mikrocontroller präzise Signale erzeugt.
  "Die Signalgeneratorplatine basiert auf einem AVR-Mikrocontroller, der mit 20 MHz getaktet ist, und einer R-2R-Kette, die einen Digital-Analog-Wandler zur Erzeugung der Ausgangsspannungen bildet", erklärte Martin Ossmann. Obwohl es sich nicht um eine neuartige Schaltung handelte, zeigte Ossmann, wie man sie in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen kann. Er erläuterte zum Beispiel, wie man damit Ausgangsspannungen erzeugen kann, die für das Testen anderer Schaltungen nützlich sind, wie etwa frequenz- und phasenmodulierte Signale. Für noch mehr Präzision erklärte er, wie man den Signalgenerator an eine externe Taktquelle anschließt, die auf einen Frequenzstandard wie das deutsche DCF77-Signal auf 77,5 kHz oder das französische TDF-Signal auf 162 kHz festgelegt ist.

T-Reg: Ein Hochspannungsregler für Röhrenverstärker (März 2009)

Langjährige Elektor-Leser kennen Jan Didden als den Mann hinter Linear Audio. Und viele von Ihnen werden sich an mein Interview mit ihm aus dem Jahr 2021 über Audioelektronik in den 1980er Jahren erinnern. Damals, im Jahr 2009, stellte Didden ein neues Design namens T-Reg vor, einen Hochspannungsregler für Röhrenverstärker. "Da es sich um einen Röhrenregler handelt, gibt es noch ein paar andere Dinge zu beachten", erklärte er.
  "Eine davon ist das verzögerte Anlegen der Anodenspannung, nicht nur für den Durchlassbaustein, sondern auch für den zu versorgenden Verstärker ... IC1 ist ein Standard 555 (CMOS) Timer, der die LED in IC3 einige Zeit nach dem Einschalten der Stromversorgung herunterzieht. Die Verzögerung wird durch R8 und C3 eingestellt und beträgt bei den angegebenen Werten etwa 30 Sekunden. Sobald die LED in IC3 leuchtet, zündet der Opto-Triak und schaltet den Thyristor TH1 ein, der die gleichgerichtete Hochspannung an das Durchlassventil anlegt."

VHF-Luftbandempfänger (März 2002)

Im Jahr 2002 stellte Elektor einen Entwurf für einen kompakten VHF-Luftbandempfänger vor. Es handelte sich um einen Superüberlagerungsempfänger mit Doppelkonversion und Zwischenfrequenzen bei 45 MHz und 455 kHz. Der Gesamtaufbau des Empfängers ist in der nebenstehenden Abbildung dargestellt.
  Wie Gert Baars erklärt, wird das von der Peitschenantenne (Länge ca. 60 cm) aufgenommene HF-Signal zunächst gefiltert, um Außerbandanteile zu unterdrücken. Dann folgt ein 20 dB-Verstärker und ein Filter mit einem Durchlassbereich von etwa 100-140 MHz. Die Hauptfunktion dieses Filters besteht darin, die Signale auf den Bildfrequenzen zu halten Doppelkonversions-Superhet für 108-137 MHz NAV- und COM-Empfang."
 

Houseplant Buzzer (March 1996)

Heute gibt es IoT-Lösungen und Apps, die einfache Aufgaben erledigen und uns an alle möglichen Dinge erinnern können. Aber damals, 1996, gab es noch nicht so viele fertige Lösungen, weshalb die Elektor-Ingenieure und -Leser ihre eigenen Antworten auf alltägliche Probleme entwickeln mussten. Dieser Houseplant Buzzer ist ein solches Projekt. Die Schaltung überwacht die Bodenfeuchtigkeit und schlägt Alarm, wenn sie zu trocken wird.
  "Der elektrische Widerstand R des Bodens wird mit einem Paar spitzer Sonden, El und E2, gemessen, die in den Boden gesteckt werden", erklärt P. Kersemakers. "Der Widerstand wird durch eine einfache Schaltung ständig überwacht. Wenn der Boden (zu) trocken wird, löst diese Schaltung einen piezoelektrischen Summer, Bz, aus".
  Der Houseplant Buzzer basiert auf der Eigenschaft, dass feuchte Erde elektrisch leitfähig ist. Das über dem Bodenwiderstand R entstehende Potenzial wird über die Sonden El und E2 gemessen. Ist die Erde trocken(isch) (R = hoch), ertönt ein Signalton.

pH-Meter (März 1985)

Chemiker verwenden schon seit Jahrzehnten elektronische Systeme, um Dinge wie den pH-Wert zu messen. 1985 präsentierte Elektor ein pH-Meter für Ingenieure, Hobbyisten und Aquarienbesitzer.
  Der Schaltplan des pH-Meters basiert auf einem speziellen IC, der die von einem pH-Sensor und einem Temperatursensor gelieferten Spannungen verarbeitet: Die Ergebnisse werden auf einer 3,5-stelligen LCD-Anzeige dargestellt.
  "Die Schaltung des pH-Meters verwendet einen speziellen Voltmeter-IC und ist daher recht einfach", erklärt Elektor in dem Artikel. "Dieser Chip, ICI, enthält einen Dual-Slope-Analog/Digital-Wandler und eine komplette LCD-Ansteuerungsstufe. Kondensator C2 ist ein Speicher für die Autozero-Funktion des ICs. Kondensator C3 ist ein Integrator, der über RI geladen wird. Der Referenzkondensator Cl ist ebenfalls Teil des Dual-Slope-Integrators. Die Batterie ist über den Schalttransistor T1 mit dem IC (Pins 1 und 26) verbunden."

Robuste Laborstromversorgung (März 1979)

Elektor-Ingenieure und -Leser haben schon immer einen Hang zum Heimwerken gehabt. Klar gibt es jede Menge Lösungen von der Stange, die sofort einsatzbereit sind. Aber oft macht es mehr Spaß, seine eigenen Geräte zu bauen. Im März 1979 stellte Elektor ein DIY-Labornetzteilprojekt vor. Das nebenstehende Bild zeigt die Details der Verdrahtung des Netzteils.
  "Bis vor wenigen Jahren wurden in Netzteilen fast ausschließlich diskrete Reglerschaltungen eingesetzt", so Elektor. "Mit dem Aufkommen günstiger universeller Präzisions-Spannungsregler-ICs ist es jedoch auch für den Laien möglich geworden, ein preiswertes Netzteil zu bauen, das die Spezifikationen erfüllt, die früher teuren professionellen Geräten vorbehalten waren.

Mehr Technik auf dem Weg zu Ihnen

Schauen Sie nächsten Monat wieder vorbei, wenn wir weitere klassische Elektor-Artikel, -Projekte und -Tutorials vorstellen. Und vergessen Sie nicht, uns Ihre Meinung in den Kommentaren unten mitzuteilen. Das Engineering geht weiter!

*) HINWEIS: Es ist möglich, dass diese Artikel in einem anderen Monat oder gar nicht in unserer deutschen, niederländischen oder französischen Ausgabe erscheinen. 


Übersetzung: Vasileios Laskaridis