Techniek in maart: LoRaWAN 101, zelfbouw Theremin, AVR SDR, en meer

Elke maand blader ik door oude uitgaven van Elektor op zoek naar interessante en inspirerende projecten uit het verleden. De afgelopen dagen heb ik genoten van het bekijken van projecten uit voorgaande (Engelse*) maart edities. Ik genoot vooral van het bekijken van projecten en artikelen uit de late jaren '80 en vroege jaren '90. Hieronder zet ik een paar van de ontwerpen die mijn aandacht trokken in detail op een rijtje, waaronder een zelfbouw Theremin, een AVR SDR, en een lab-voeding.    

Mijn eerste LoRaWAN (maart 2020)

De LoRa radiotechniek, die gegevensoverdracht combineert met een groot bereik en een laag energieverbruik, is geschikt voor sensoren in netwerken die moeten bezuinigen op hun energiebron. Het Things Netwerk is een populair en open netwerk dat sensorgegevens kan ontvangen en ze wereldwijd beschikbaar kan stellen. In maart 2020 presenteerde Elektor technicus Mathias Claussen een interessant startersproject.
  "Voor de eerste stappen met LoRaWAN zijn een node van rond de 25 euro en een gateway op basis van een Raspberry Pi en een RFFM95 module alles wat je nodig hebt," legt Claussen uit. "Deze toepassing is echter zeer beperkt en niet geschikt voor gebruik in de produktie. Als je na het experimenteren graag meer met LoRaWAN wilt doen, kun je de gateway beter inruilen voor een volwaardig commercieel LoRaWAN-compatibel product."

Bouw je eigen Theremin: Gebruik JFET's in plaats van elektronenbuizen (maart 2017)

Lev Termen's oorspronkelijke theremin ontwerp gebruikte elektronenbuizen, maar je kunt ook JFET's gebruiken. In een artikel van maart 2017 presenteerde Burkhard Kainka een experimenteel ontwerp voor een compacte zelfbouw theremin. 
 
"De complete schakeling omvat de tweede oscillator, de mixer en een schakeling voor de volume-antenne," legt Kainka uit. "De tweede oscillator wordt op 470 kHz gestabiliseerd door een keramische resonator, en dus moet het mogelijk zijn de regelbare oscillator op deze frequentie in te stellen. Een trimmer condensator is gebruikt voor het afstemmen."

AVR SDR (maart 2012)

Geïnteresseerd in software-defined radio (SDR)? Ongeveer 10 jaar geleden publiceerde Elektor een artikel over SDR en beschreef in detail hoe je precisiesignalen kon genereren met een ATtiny microcontroller.
  “Het board voor de signaalgenerator is gebaseerd op een AVR microcontroller afgesteld op 20 MHz en een R-2R ladder die een digitaal naar analoog converter vormt om de uitgangsspanningen te produceren," verklaarde Martin Ossmann. Hoewel het geen nieuwe schakeling was, liet Ossmann zien hem in allerlei toepassingen te kunnen gebruiken. Zo behandelde hij hoe je er uitgangssignalen mee kunt opwekken die nuttig zijn voor het testen van andere schakelingen, zoals frequentie- en fase-gemoduleerde signalen. Voor nog meer precisie legde hij uit hoe je de signaalgenerator kon verbinden met een externe clock signaal, die op een frequentiestandaard was ingesteld, zoals het Duitse DCF77 signaal op 77,5 kHz of het Franse TDF signaal op 162 kHz.

T-Reg: Een hoogspanningsregelaar voor buizenversterkers (maart 2009)

Vervente Elektor lezers kennen Jan Didden als de man achter Linear Audio. En velen van jullie zullen zich mijn interview uit 2021 met hem herinneren over audio-elektronica in de jaren 1980. In 2009 presenteerde Didden een nieuw ontwerp, T-Reg genaamd, een hoogspanningsregelaar voor buizenversterkers. "Omdat dit een buizenregelaar is, zijn er nog een paar andere dingen om voor te zorgen," legde hij uit.
  "Een ervan is de vertraagde aansturing van de anodespanning, niet alleen voor de elektronenbuis maar ook voor de voeding van de versterker ... IC1 is een standaard 555 (CMOS) timer die de LED in IC3 enige tijd na het inschakelen van de voeding aanstuurt. De vertraging wordt ingesteld door R8 en C3 en is met de gegeven waarden ongeveer 30 seconden. Zodra de LED in IC3 brandt, ontsteekt de opto-triac en schakelt thyristor TH1 in, die de gelijkgerichte hoogspanning op de elektronenbuis zet."

VHF luchtvaartontvanger (maart 2002)

In 2002 presenteerde Elektor een ontwerp voor een compacte VHF luchtvaartontvanger. De ontvanger was een dubbel-conversie superheterodyne ontwerp met tussenfrequenties op 45 MHz en 455 kHz. Zie het schema hiernaast voor de algemene opbouw van de ontvanger.
  Zoals Gert Baars uitlegt, wordt het door de zweepantenne (lengte ca. 60 cm) opgepikte RF signaal eerst gefilterd om componenten buiten de band te onderdrukken. Dan volgt een 20 dB versterker en een filter met een doorlaatbandbreedte van ongeveer 100-140 MHz. De belangrijkste functie van dit filter is om signalen op de spiegelfrequenties van de dubbele conversie superheterodyne te houden voor 108-137 MHz NAV en COM ontvangst."
 

Kamerplantenzoemer (maart 1996)

Tegenwoordig hebben we IoT oplossingen en apps die eenvoudige taken kunnen uitvoeren en ons herinneren aan allerlei dingen. Maar in 1996 hadden we nog niet zoveel kant-en-klare oplossingen, en daarom moesten Elektor technici en lezers hun eigen antwoorden op alledaagse problemen ontwerpen. Deze zoemer voor kamerplanten is zo'n project. De schakeling houdt de bodemvochtigheid in de gaten en slaat alarm als die te droog wordt.
  "De elektrische weerstand, R, van de grond wordt gemeten door een paar scherp gepunte meetpennen, El en E2, die in de grond worden geduwd," legde P. Kersemakers uit. "De weerstand wordt voortdurend gemeten door een eenvoudige schakeling. Als de grond (te) droog wordt, activeert deze schakeling een piëzo-elektrische zoemer, Bz.”
  De zoemer voor kamerplanten is gebaseerd op de eigenschap dat vochtige grond elektrisch geleidend is. Het potentiaal dat zich ontwikkelt over de bodemweerstand R wordt gemeten via de meetpennen El en E2. Als de grond droog(is) is (R = hoog), gaat een zoemer af.

pH Meter (maart 1985)

Scheikundigen gebruiken al tientallen jaren elektronische systemen om zaken als pH te meten. In 1985 presenteerde Elektor een betaalbaar pH meter ontwerp voor zowel technici, hobbyisten als aquariumbezitters.
  Het schakelschema van de pH meter is gebaseerd op een speciaal IC die de spanningen verwerkt die door een pH sensor en een temperatuursensor worden afgegeven: de resultaten worden weergegeven op een 3,5-cijferig LCD-scherm.
  "De schakeling van de pH meter gebruikt een speciaal voltmeter IC en is daardoor vrij ongecompliceerd," legde Elektor uit in het artikel. "Deze chip, ICI, bevat een analoog-digitaal converter met dual slope en een complete LCD driver. Condensator C2 is een geheugen voor de autozero functie in het IC. Condensator C3 is een integrator die via RI wordt opgeladen. Referentiecondensator Cl maakt ook deel uit van de integrator met dual slope. De batterij is met het IC verbonden (pinnen 1 en 26) via schakeltransistor T1."

Robuuste Lab Voeding (maart 1979)

Elektor technici en lezers hebben altijd al een zelfbouw mentaliteit gehad. Zeker, er zijn heel wat kant-en-klare oplossingen die zo uit de doos komen. Maar vaak is het leuker om je eigen apparatuur te bouwen. In maart 1979 presenteerde Elektor een project van een zelfbouw labvoeding. De afbeelding hiernaast toont de details van de bedrading van de voeding.
  “Tot nog maar enkele jaren geleden maakten voedingen bijna uitsluitend gebruik van discrete regulator circuits," merkte Elektor op. "Maar met de komst van goedkope universele precisie spanningsregelaar IC's is het voor de amateur mogelijk geworden om een goedkope PSU te bouwen die voldoet aan de specificaties die vroeger voorbehouden waren aan dure professionele apparatuur.

Meer techniek op komst binnenkort

Lees volgende maand wanneer we meer klassieke Elektor artikelen, projecten, en handleidingen toelichten. En vergeet niet je mening te geven in het commentaarveld hieronder. De techniek gaat verder.

*) LET OP dat het mogelijk is dat deze artikelen in een andere maand of helemaal niet verschijnen in onze Duitse, Nederlandse of Franse uitgaven.


Vertaling: Hans Adams