Elektor Lab Notes 15: eXpansion Boards, LoRa, Raspberry Pi, Circuit Special en meer
Bekijk de nieuwste aflevering van Elektor Lab Notes. We behandelen enkele van de nieuwe projecten waar we aan werken, waaronder updates over eXpansion Boards, LoRa, Raspberry Pi, draadloze luidsprekers en meer.
Welkom terug bij Elektor Lab Notes! Elke paar weken plaatsen onze ingenieurs en drukbezette redacteuren een paar labnotities en updates over nieuwe doe-het-zelfelektronicaprojecten, nieuws uit de industrie en handige tips voor ingenieurs. In deze editie van Lab Notes presenteren we updates over eXpansion Boards, LoRa, Raspberry Pi, draadloze luidsprekers, een paar opmerkingen over de komende Circuit Special-editie en meer. Deel uw gedachten in het discussiegedeelte onderaan deze pagina. U kunt uw eigen labnotities posten en ons laten weten waar u aan werkt op dit moment!
Saad Imtiaz (Senior Ingenieur, Elektor)
Nieuwe ontwikkelingen in uitbreidingskaarten en LoRaWAN-projecten
Elektor's eXpansion Board: Ik ben druk bezig geweest met de ontwikkeling van Elektor's eXpansion Board, ontworpen om de mogelijkheden van de Seeed Studio XIAO-microcontrollers uit te breiden. Dit board breidt de I/O-opties van de XIAO aanzienlijk uit en biedt zes I2C-aansluitingen (vier met Grove-connectoren en twee Qwiic), naast alle IO's die de XIAO biedt, inclusief SPI- en UART-connectoren. Dit uitbreidingsboard is klaar om mijn favoriete tool te worden voor toekomstige projecten, vanwege zijn veelzijdigheid en uitgebreide aansluitmogelijkheden. In de komende edities van Elektor Magazine zal dit board uitgebreid aan bod komen, dus kijk uit voor meer informatie.
LoRaWAN Project: Ik ben ook begonnen aan een spannend nieuw project dat ik graag wil aanpakken: een LoRaWAN-knooppunt op zonne-energie, ontworpen voor landbouw- en kastuinbouwtoepassingen. Het doel van dit project is om een veelzijdig LoRaWAN-sensorknooppunt te maken dat gemakkelijk kan worden uitgebreid met extra sensoren als dat nodig is. Alle elektronica wordt ondergebracht in speciale 3D-geprinte behuizingen om duurzaamheid en aanpasbaarheid te garanderen. Het primaire doel is om een robuuste en flexibele LoRaWAN-oplossing te ontwikkelen die kan worden aangepast voor verschillende toepassingen, waardoor een krachtig hulpmiddel voor de moderne land-/tuinbouw ontstaat.
LoRa zonder LoRa Hardware:LoRa is een geavanceerd draadloos communicatieprotocol, gekoppeld aan complexe zend-ontvangers die "chirps" genereren. Dit zijn signalen met een variabele frequentie (die omhoog of omlaag bewegen) die gebruikt worden om meerdere bits tegelijk te coderen, terwijl het spectrum gespreid wordt, wat resulteert in een betere combinatie van doorvoer en bereik. Om te communiceren met commerciële LoRa-apparatuur moet men dus een officiële compatibele zend-ontvanger gebruiken... Toch? In deze video, doet CNLohr dat niet.
Hij heeft zichzelf de uitdaging gesteld om te onderzoeken hoe ver LoRa-pakketten kunnen worden uitgezonden zonder een echte LoRa-chip, met alleen een standaard microcontroller. Wanneer een blokgolf wordt opgewekt door een pin tussen hoog en laag te schakelen, wordt een fundamenteel signaal gegenereerd met frequentie f, maar ook harmonischen met frequenties 3*f, 5*f, 7*f, enz. Wat als een van deze harmonischen precies in de LoRa-band valt? Door gecontroleerd de toestand van een pin te schakelen, stuurde Charles met succes LoRaWANberichten naar een commerciële LoRa-gateway enkele honderden meters verderop. Bij zijn experiment waren verschillende microcontrollers betrokken, waaronder de CH32V203 en ESP32-S2, en hij testte in meerdere omgevingen om verschillende afstanden te bereiken. De hoeveelheid trial-and-error, reverse-engineering en creatieve probleemoplossende vaardigheden die nodig waren, is absoluut waanzinnig. Dank je, Charles – een echt inspirerende video.
Een Raspberry Pi transformatie in een afstandsbediening: Het vorige project deed me denken aan het rpitx project ontwikkeld door F5OEO. Het is een bibliotheek waarmee men hetzelfde kan doen op een Raspberry Pi, ook gebruikmakend van het principe van harmonische generatie. Het is erg interessant vanuit wetenschappelijk en technisch oogpunt, maar het is duidelijk een experimenteel project. Ik hoef u er niet aan te herinneren dat het verboden is om te zenden zonder amateurradiovergunning en zonder een zeer selectief bandpassfilter, zodat u alleen in de toegestane band kunt zenden met een vermogen dat lager is dan het wettelijk toegestane maximum. op YouTube gebruikt het in zijn uitstekende tweedelige project. In het eerste deel, decodeert hij de dataframes die gebruikt worden om een plafondventilator aan te sturen met een goedkope SDR dongle, en in het tweede deel gebruikt hij rpitx om de ventilator rechtstreeks vanaf de Raspberry Pi aan te sturen. Een leuk, goed gedocumenteerd project. U kunt ook gerelateerde artikelen vinden op zijn site hier en hier.
Waarschuwing: niet doen!
Klone of niet? When you buy, for example, an “Arduino” (Pro Mini, Nano, etc) on eBay, Amazon, Aliexpress, etc for just a few dollars, there’s a very high probability that it doesn’t contain a genuine ATmega328p van (bijvoorbeeld) Microchip in zit, maar een kloon van een ander Chinees bedrijf. De LGT8F328P is daar een voorbeeld van, maar er zijn er waarschijnlijk nog meer. Functioneel zijn ze moeilijk te herkennen, omdat ze zich in alle opzichten gedragen als het origineel en de Arduino IDE ziet het verschil niet. Slechts een paar details kunnen soms hiervoor waarschuwen, zoals bijvoorbeeld de hoeveelheid stroom in de diepsleep mode die anders is dan verwacht.
Are all Pro Minis created equal?
Zijn alle Pro Mini's gelijk? Hoe weet men dat dan? Tenzij men het IC opent met salpeterzuur (probeer dit niet thuis, kinderen) en een goede microscoop heeft om de chip te inspecteren, is het niet eenvoudig. Kevin Darrah stelt een interessante methode. Met behulp van de functie boot_signature_byte_get(), gedefinieerd in avr/boot.h, kan hij het specifieke geheugen lezen dat de signatuur van de microcontroller bevat. Het blijkt dat alle bytes in deze geheugensector gelezen kunnen worden tussen de adressen 0x00 en 0x1F. In het geval van een gekloonde component (zelfs als deze functioneel identiek is), zijn drie specifieke "signatuurbytes" identiek aan die van een echte ATmega328, maar niet de andere naburige waarden. Ik heb het experiment gereproduceerd en hier is de "complete signatuur" van een echte ATmega328 van een officiële Arduino Pro Mini van SparkFun. Mijn andere "Arduino compatibele" boards (met het merk Robotdyn, uit 2019) hadden vergelijkbare signaturen, dus het lijkt erop dat ze ook originele onderdelen hebben.
Uitvoer van Kevins testprogramma op een echte ATmega328
Jens Nickel (Hoofdredacteur, Elektor Magazine)
Afstandsbediening voor draadloze luidsprekers: Mijn vriend Marco en ik hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt met ons pet project. We hebben gewerkt aan de boxen voor volumeregeling en er drie gebouwd. De box bevat een ESP32-S3 controller, een kleine motorcontrollerprint en twee zelfontworpen prints: één voor de Alps motorpotentiometer en een andere voor een externe ADC om de weerstand van de motorpotentiometer te meten voor feedback naar de ESP32. Daarnaast is er een LED-balk en aan de voorkant een IR-ontvanger.
Een van de hierboven beschreven boxen, een fietsaccu, een versterker en een draadloze audio-ontvanger, zat in een grijze buitendoos met een aan-uitschakelaar. Om de kosten laag te houden, gebruikten we een behuizing van € 15 met kleine aanpassingen en gebruikten we hot-glue om de interne componenten te bevestigen. Geloof me, het vinden van een betrouwbare schakelaar voor 40 V DC was een hele uitdaging!
Elk van deze drie grote grijze boxen kan stroom leveren en het volume regelen van één luidspreker of subwoofer. Om een hoogwaardig, krachtig audiosysteem te kunnen presenteren, heb ik onlangs een JBL 218S subwoofer gekocht, en ik ben er erg blij mee. We wachten met spanning op mooi weer in Keulen om de eerste veldtesten met het hele systeem te doen!
Een box om stroom te meten en een kapotte shuntweerstand: Het project omvat ook het maken van andere modules, zoals een module voor het meten van stroom, vermogen en energie om de resterende lading van Li-Ion-batterijen te bepalen. Elk van deze modules heeft zijn eigen MQTT-communicerende ESP32, waardoor diverse toepassingen mogelijk zijn (we weten dat niet veel typische Elektor-lezers luide audioapparatuur in het veld van stroom zullen moeten voorzien :-) ). Voor onze huidige meetmodule heb ik in eerste instantie geëxperimenteerd met een INA169 break-out board en de AmpVolt PCB van mijn collega Saad, wat goed werkte voor 12 V en een relatief kleine klasse-D versterker. Echter, wanneer aangesloten op de 36 V accu en de veel krachtigere Nobsound G2 PRO, veroorzaakten de hogere stromen, vooral bij het inschakelen, problemen. Na wat vreemde metingen ontdekte ik dat de shuntweerstand op het INA169 break-out board een waarde had van enkele tientallen kΩ. Ik heb toen een 10-A Hall sensormodule besteld bij het Grove system, waarmee het probleem was opgelost. Zonder muziek trekt de versterker ongeveer 3 W. Ik vind het altijd verbazingwekkend hoe het volume toeneemt met elke extra watt. In mijn woonkamer riskeer ik zelfs mijn oren te beschadigen wanneer het systeem 6 W vermogen per luidspreker verbruikt, om nog maar te zwijgen over het storen van de buren.
Inschrijven
Schrijf u in voor tag alert e-mails over Workspace!
C. J. Abate (Directeur Inhoud, Elektor)
De engineers en redacteuren van Elektor zijn druk bezig geweest sinds onze laatste Lab Notes update. We hebben vooral hard gewerkt aan de Circuit Special 2024. We hebben ook onze themapagina's op de website bijgewerkt. Laten we ze stuk voor stuk bekijken.
Circuit speciale update
Hier zijn enkele van de schakelingen en projecten die u in de uitgave kunt vinden.
Een nieuw Elektor Classic circuit: een surfsynthesizer! Het ontwerp is een geavanceerde zeegeluid generator. Het functioneert als een echte analoge muzieksynthesizer, volgens de principes van spanningsgestuurde subtractieve geluidssynthese, populair gemaakt door pioniers als Robert Moog (denk aan de Elektor Formant). Hoewel er geen spanningsgestuurde oscillator (VCO) is, omdat er een ruisgenerator als geluidsbron wordt gebruikt, is er wel een spanningsgestuurd filter (VCF), een spanningsgestuurde versterker (VCA) en drie laagfrequente oscillatoren (LFO).
Surf Synthesizer
Het "Jack-In en Jack-Out Project": In een audioketen kan het voordelig zijn om een invoegpunt te hebben voor extra signaalconditioneringsapparaten, zoals een dynamische compressor/expander, echogenerator of andere audio-effecten. Dit ontwerp vereenvoudigt de integratie van deze apparaten en garandeert de continuïteit van de lus als ze niet in gebruik zijn.
Jack-In en Jack-Out Project
Een Arduino-gestuurd klassiek codebrekerspel: Ervaar het klassieke Mastermind-spel als nooit tevoren! Mastermind, dat al sinds het debuut in 1970 miljoenen mensen in zijn ban hield, is opnieuw vormgegeven met de nieuwste technologie, met Arduino en WS2812 LED's voor een frisse, moderne twist. Dompel jezelf onder in een wereld van logica en strategie met twee innovatieve nieuwe versies, gemaakt om zowel doorgewinterde spelers als nieuwkomers uit te dagen. Herontdek de spanning en complexiteit van dit legendarische codebrekersspel in een geheel nieuw licht.
Schakeling van Mastermind
Er komen nog tientallen meer schakelingen. Het nummer ligt in augustus 2024 in de kiosken! Tot die tijd kunt u genieten van de Circuit Special van vorige jaar.
Onderwerppagina's:
We hebben tien overkoepelende onderwerpen geselecteerd om het hele jaar door te behandelen, en elk onderwerp heeft zijn eigen webpagina. Op elke pagina vindt u diverse inhoud met betrekking tot het onderwerp en de subcategorieën: Doe-het-zelfelektronicaprojecten, achtergrondartikelen, technische handleidingen, ontwerptips, interviews, nieuws en productrecensies. Bekijk ze maar eens.
Discussie (0 opmerking(en))