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Auf dieser Seite:
- Elektronischer Würfel mit 7-Segment-Anzeige
- Solartechnik  -  Sonnenfolger
- Elektronische Sanduhr (Eieruhr) mit Mikrocontroller PICAXE
- Akustiksteuerung für Roboter
- Dreistelliger elektronischer Zähler
-
Infrarot-Fernschaltung mit TV-Fernbedienung
- Servo-Kombination Dreh- und Fahrwerk (Einzelradlekung)


Im Rahmen meiner Elektronikbasteleien kommt es zur Realisierung verschiedener Projekte. Diese möchte ich hier, soweit es von allgemeinem Interesse bei anderen Hobbyisten sein könnte, vorstellen.



Mehrere Elektronik-Versender (Conrad, Pollin) liefern Bausätze zum Zusammenlöten von sogenannten "Elektronischen Würfeln".  Diese bestehen aus einer kleinen Platine von ca, 50 x 40 mm und 3-mm-Mini-LEDs. Als Würfel-Ersatz z.B. bei "Mensch ärgere Dich nicht" völlig ungeeignet.

Mein Wunsch war es, auf dieser Basis einen entsprechend größeren "Würfel " zu bauen.
, jedoch mit einem Mikrocontroller PICAXE 8M. In einem Thread im Forum http://www.strippenstrolch.de gab mir BoomBoomMagic die Vorlage, so etwas schaltungs- und programmiermäßig zu realisieren.

Es wurde schließlich dieser "Megawürfel" mit vier jeweis um 90 Grad versetzte 7-Segment-Displays (Zifferhöhe 56 mm).

Die Schaltung von BBM habe ich um den Treiber ULN 2803A ergänzt, da die großen Anzeigen eine Spannung zwischen 7,4 und 10 Volt benötigen und eine gemeinsame Anode haben. Mit diesem Treiber habe ich beide Probleme zusammen lösen können.

Das "Würfeln" erfolgt mittels TV-Fernbedienungen, von denen jeder Mitspieler eine bekommt. Einen Schaltung für den Infrarot-Empfänger habe ich hier auf dieser Seite unter "Infrarot-Fernschaltung mit TV-Fernbedienung" eingestellt.



Die Nutzung der Sonnenenergie ist eine Notwendigkeit unserer Zeit. Es gibt verschiedene Technologien, diese Energie nutzbar zu machen. Eine der gebräuchlichsten ist Photovoltaik. Hier wird die Lichtenergie der Sonne mittels Solarzellen in Elektroenergie umgewandelt.

Nur wenn die Sonne senkrecht zu den Solarzellen steht, können diese ihre maximale Leistung abgeben. Um das zu erreichen, müssen die Kollektoren (Kombination mehrer Solarzellen) der Sonne nachgeführt werden.

Ich habe mich mal mit dieser Technologie beschäftigt und das Modell eines SONNENFOLGERS gebaut.

Die hierfür ausgeführte Schaltung hält den jeweiligen Antriebsmotor für die Verstellung so lange in Ruhestellung wie die Beleuchtung der beiden Sensoren (LDRs) gleich ist. Die Schaltung ist einmal für die horizontale undf einmal für die vertikale Verstellung des Solarpanels ausgeführt.

Weil der SONNENFOLGER als Demonstrationsmodell gedacht ist, habe ich die Anzeige für die von dem Solarpanel jeweils erzeugten Spannung mit 8 Stck. roten LEDs realisiert. Je mehr LEDs leuchten, desto höher ist die erzeugte Spannung. Dierse Schaltung ist mit einem IC 3914 aufgebaut.

Da die von mir verwendeten Solarzellen eine zu geringe Leistung haben, um die Verstellmotore anzutreiben, musste ich hier "Fremdstrom" (4x AA) einsetzen. Bei leistungsfähigeren Solarpanelen, können die Verstelleinrichtungen auch von diesen direkt betrieben und gesteuert werden.


mmmmmmmmmmmmmmmmmmm
Technische Daten:
3 Stck. Solarzellen je 0,5 Volt, 400 mA
            in Reihe geschaltet = 1,5 Volt
2 Stck. LDRs als horizontale Sensoren
2 Stck. LDRs als vertikale Sensoren

Punktrasterplatine 160 x 100 mm nach
Schaltplan bestückt

Schaltung 2-mal ausgeführt:
1x für horizontale Verstellung
1x für vertikale Verstellung

Verstellantriebe:
2 Stck. Selbstbau-Set Getriebemotor
            Motor R20, 1,5 - 4,5 Volt
           Übersetzung 3125 : 1
           Art.-Nr. 224105 Opitec


Zeile 2
   




Im Internet fand ich das Angebot einer herkömmlichen Eieruhr, wie diese vor der "Erfindung" des jetzt üblichen mechanischen Timers in fast allen Haushalten vorzufinden waren.
Jedoch an Stelle des  mit feinem Sand gefüllten Glaszylinders waren hier Mini-LEDs in Form der auf ihren Spitzen gegenüberstehende Dreiecke angeordnet. Also eine elektronische Eieruhr.
So griff ich diese Idee auf und habe eine solche Schaltung entworfen und auf zwei Sttreifenrasterplatinen realisiert.

Die Anzeigeplatine habe ich mit insgesamt 48 roten LEDs (5 mm, 2,0 Volt, 2 mA) in der bekannten Dreiecksanordnung versehen. Damit die LEDs beim Löten nicht herausfallen, habe ich vorher jede mit etwas Heißkleber auf der Platine fixiert.
Über zwei Lötösenleisten sind die Kathoden (-) der LEDs in Gruppen über entsprechende Vorwiderstände angeschlossen. Die Anoden (+) der LEDs werden über Leiterbahnen der Platine versorgt.

Für die Zeitschaltung habe ich einen Mikrocontroller PICAXE 18X eingesetzt. Entsprechend der 8 vorhanden Out-Ports der PICAXE erfolgt das "Rieseln des Sandes" in Form von ausgehenden LEDS (oben) und angehenden LEDs (unten) in 8 programmierten Zeitintervallen.
Der PICAXE 18X nachgeschaltet ist ein Treiber-IC ULN 2803 zur Absicherung des Controllersgegen eventuell zu hoher Stromwerte..
Das High- bzw. Low-Schalten der 8 Stufen übernehmen 2 NAND-ICs 7400. Gegenwärtig habe ich die Laufzeit des Timers auf einige Sekunden eingestellt. Bei der Nutzung als Eieruhr muss die PICAXE natürlich auf etwa 3 Minunten programmiert werden.


Die beiden Platinen habe ich über Schrauben M3 kaskadenfürmig verbunden und verdrahtet. Über Steckverbindungen kann ich die beiden Platinen voneinander trennen.
Bei einer Batteriespannung von 4,5 Volt liegt die maximale Stromaufnahme der Schaltung bei 95 mA.
Für denm Einsatz im Haushalt habe ich diese Bastelei nicht gedacht. Vielmehr wollte ich mich mit Mikrocontroller und ICs beschäftigen nach dem Motto "Learnig by Doing".

Den "Lauf" der LEDs könnt ihr auf folgendem Video sehen. Wegen der lediglich 8 Schaltstufen gestaltet sich der Ablauf sehr grob. Zu Demonstrationszwecken ist ein Schnellablauf programmiert. Die Programmierung kann vom Sekundenbereich bis in den Minutenbereich am Mikrocontroller PICAXE 18X vorgenommen werden.
Hier der Link zum Video:
http://www.myvideo.de/watch/6055503/Sanduhr_mit_Picaxe 




Durch das nebenstehende Buch habe ich Anregungen erhalten, mich mit dem Thema der akustischen Steuerungen zu beschäftigen. Für mich eine sehr interessante Sache. Das Buch ist mitunter noch bei Ebay äußerst preiswert zu bekommen.

Das Prinzip der von mir aus diesem Buch gewählten Schaltung ist folgendes:


Ein Tongenerator  erzeugt beim Drücken der einzelnen Taster fünf verschiedene Frequenzen, mit welchen am Ausgang der Gesamtschaltung fünf verschiedene Schaltvorgänge ausgelöst werden können, z.B. die Motorsteuerung eines Roboters (Geradeausfahrt vorwärts, Linksfahrt vorwärts, Rechtsfahrt vorwärts, Geradeausfahrt rückwärts, Signalhupe).

Der Tongenerator ist als externes Gerät nur während der "Lernphase" mit dem Roboter verbunden. Als Speicher wird ein handelübliches Diktiergerät verwendet. Während der "Lernfahrt"  werden die Tonfolgen synchron zu den Fahraktionen mit dem Diktiergerät aufgezeichnet. Im Diktiergerät sind nun sämtliche Fahraktionen in Form von Audiosignalen festgehalten worden. Wenn das Diktiergerät auf "Wiedergabe" gestellt wird, führt der Roboter die vorher ausgeführten und gespeicherten Fahraktionen beliebig oft aus.


Prinzipskizze zur Schaltung (unter Weglassung weiterer zur Funktion erforderlicher  Bauelemente)

Tongenerator-Platine


Zu den interessanten Projekten eines Elektronik-Bastlers gehört auch ein elektronischer Zähler mit 7-Segment-Anzeigen. Dazu habe ich eine Schaltung aus dem Buch von Härtl "Optoelektronik in der Praxis" verwendet. Der hier abgebildeten Zählerstufe habe ich zwei gleiche Stufen hinzugefügt und habe so einen Zählbereich bis 999.

Ich habe diese Schaltung auf eine Lochraster-Platine gelötet. Die Verdrahtung mit Silberdraht 0,6 mm ist relativ umfangreich und bedarf eines genauen Verdrahtungsplanes der Lötseite. Kreuzungen von Drähten habe ich durch das Aufschieben von Siliconschlauch mit einem Innen-Durchmesser von 0,8 - 1,0 mm isoliert.


Meine bisher gebauten Roboter haben den Nachteil, dass ich mich meistens zum Ein- und Ausschalten bücken bzw. hinterlaufen muss. Schon einige Zeit überlegte ich, wie ich eine einfache Fernschaltung basteln könnte. Als Sender wollte ich eine normale Fernseher-Fernbedienung einsetzen.

Schließlich reifte in mir der Entschluss, die hier veröffentlichte Schaltung nachzubauen: 
http://www.b-kainka.de/bastel32.htm   An Stelle der LED wolte ich ein Relais einfügen. Das Ganze funktionierte aber mit dem Relais nicht zufriedenstellend. Im Datenblatt des verwendeten  IR-Empfangsmoduls TSOP 1836 fand ich den Hinweis, mit diesem einen Mikrocontroller anzusteuern.

Inzwischen hatte ich mich auch mit dem Mikrocontroller PICAXE angefreundet. So entstand diese Schaltung 
Diese Schaltung habe ich auf eine Lochrasterplatine gelötet. Bei der Programmierung der PICAXE 08M halfen mir User im http://www.strippenstrolch.de

Jetzt habe ich eine einfache Fernbedienung, mit der ich über das Relais die Betriebsspannung des Robys ein- und ausschalten kann.
Das Bücken und Hinterherlaufen bei der Vorführung entfällt damit.

Das in die PICAXE eingegebene Programm stammt von Skilltronic:

main:
do
pulsin 3,0,w1
loop until w1 > 20
toggle 2
do
pulsin 2,1,w1
loop until w1 = 0
goto main

Viel Spaß beim Nachbau.


Beim Bau von mobilen Robotern und anderen Fahrzeugen gibt es verschiedenen konstruktive Möglichkeiten zur Gestaltung von Antrieb und Lenkung.

Mein "Allround-Fahrroboter" sollte die Möglichkeit bekommen, alle Fahrbewegungen im Radius von 360 Grad auszuführen- Dazu habe ich  die Einzelrad-Lenkung mit Einzel-Radantrieb gewählt. Die Lenkung erfolgt mittels  Modellbauservo RS2. Der Radantrieb mittels  "gehackter" , d.h. zu Gleichstrommotore umgebaute Servos.

Hier die Gesamtansicht des Allround-Fahrroboters mit den vier Kombinationen von Lenkservo und Fahrmotor
Detailansicht  - 
Einzelheiten zeigt die untenstehende Skizze
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