Techniek in de herfst: Een ELF-ontvanger, een zelfgemaakte barometrische hoogtemeter en meer

Op zoek naar het perfecte ontwikkelproject voor de herfst? Bekijk de volgende projecten en artikelen uit de voorgaande (Engelse) september en oktober edities van Elektor. Wij vonden ze inspirerend. Wat denk jij?

USB naar S/PDIF Interface (2020)

De meeste pc's en mobiele apparaten, zoals tablets en smartphones, hebben geen echte audio-uitgang. In plaats daarvan hebben ze een multifunctionele USB-aansluiting en een hoofdtelefoonuitgang, wat onvoldoende kan zijn als je een van deze apparaten wilt aansluiten op een high-end versterker of een AV-ontvanger. Gelukkig kun je dit probleem oplossen met een USB naar S/PDIF interface van topkwaliteit.
 
"De schakeling die we hier beschrijven is een USB naar S/PDIF-converter," legt Stephan Lück uit. "De converter is eenvoudig aan te sluiten op een PC of soortgelijke apparaten via de USB-connector. Via de S/PDIF-uitgang kan hij worden aangesloten op AV-receivers, high-end versterkers, of stand-alone audio DAC's. De S/PDIF-uitgang is dubbel uitgevoerd (zowel elektrisch als optisch) en afstandsbediening is mogelijk dankzij een IR-ontvanger."

Extreem Lage Frequentie (ELF) Ontvanger: Arduino + ADC = ELF (2014)

Wat zijn de laagste frequenties van alle EMI-signalen? Zijn het die van de stroomvoorziening van spoorwegen? Nee! Volgens Kurt Diedrich "kun je uiterst interessante signalen ontvangen tussen 0 Hz en de 'spoorweg'-frequentie van 16 2/3 Hz." Je kunt de ontvanger die hij beschrijft gebruiken met een A/D Converter module en wat gratis PC-software om deze signalen te ontvangen en op te slaan.

 
"De hier beschreven ontvanger werkt samen met de in een apart artikel beschreven A/D Converter-module, een Arduino Uno en wat gratis opnamesoftware voor de PC. Deze combinatie maakt het mogelijk om zwakke wisselstromen en/of wisselende magnetische velden met frequenties tot minder dan 1 Hertz te detecteren, weer te geven en te loggen. De uitgang van de ontvanger kan bovendien worden aangesloten op andere opnameapparatuur, waarbij steeds in gedachten moet worden gehouden dat signalen onder 16 Hz sterk worden verzwakt door PC-geluidskaarten.."

Barometrische hoogtemeter (2009)

Tegenwoordig kunnen we met onze smartphones en smartwatches heel wat info over onze omgeving in real time aflezen. Technische oplossingen zijn er in overvloed. Maar in 2009 was het nog niet zo eenvoudig. Maar je kon wel iets zelf bouwen, zoals C.V. Niras bewees met zijn barometrische hoogtemeter ontwerp. 

  "Omdat de barometrische druk bij benadering overeenkomt met de hydrostatische druk die wordt veroorzaakt door het gewicht van de lucht boven je, kan je de hoogte op de planeet boven een referentieniveau vrij gemakkelijk berekenen en weergeven op een display. De hier beschreven hoogtemeter is gekalibreerd om je hoogte boven het gemiddelde zeeniveau (MSL) aan te geven op basis van een wiskundig model dat International Standard Atmosphere (ISA) heet. Het ISA-model beschrijft het bereik van de troposfeer met een lineaire temperatuurverdeling en hoewel het onwaarschijnlijk is dat die met de tijd verandert, gebeurt dat wel als functie van de temperatuur, met de barometrische druk als inherente afhankelijkheid. Precies, dit project houdt wel rekening met temperatuurafwijkingen om de hoogtemeting te compenseren!"

Vingerafdruk als wachtwoord: Authenticatie op basis van vingerafdrukken (2005)

Anno 2022 gebruiken velen van ons een vingerafdruk ter verificatie om toegang te krijgen tot onze laptops, smartphones en apps (bijvoorbeeld bankieren). Maar wist je dat Elektor al in 2005 aandacht besteedde aan vingerafdrukdetectie en authenticatie? Dat was twee jaar voordat de eerste iPhone op de markt kwam! Controleer het maar. In het artikel voorspelt Helmuth Lemme dat vingerafdruksensoren "steeds vaker zullen worden gebruikt voor de beveiliging van financiële transacties bij geldautomaten en voor internetbankieren. In de toekomst zal de vingerafdruk van de eigenaar veilig worden opgeslagen in identiteitskaarten en creditcards, en ze zullen ook worden gebruikt voor de authenticatie van e-mails met behulp van digitale handtekeningen". 
 

Eenvoudige korte golf ontvanger (1999)

Als je geïnteresseerd bent in RF-techniek, dan zul je veel plezier beleven aan deze kleine ontvanger uit 1999. De radio, gebouwd op een printplaat van 8,5 × 5 cm, bestaat uit een paar componenten, een sprietantenne aan de ingang en een kleine luidspreker aan de uitgang.  
  Enkele parameters:

• Frequentiebereik: ongeveer 5,5-12,5 MHz
• Gevoeligheid (6 dB signaal-ruis): ongeveer 1 μV
• AGC-bereik: 86 dB
• Intermediaire frequentie: 455 kHz
• Audiovermogen: 1 W in 8 Ω
• Ruststroom verbruik: ongeveer 50 mA
• Voedingsspanning: 12-15 V
   

Zoals G. Baars uitlegt, ontvangt het ontwerp "zenders uit de hele wereld: de Voice of America; Radio Moskou; Radio Praag, en niet te vergeten de BBCWorld Service als je op vakantie bent. En dat alles met een minimum aan knoppen."

Digitale functie generator (1991)

Bekijk dit coverproject uit 1991. In het artikel presenteert T. Giffard een digitale functiegenerator voor test en ontwerp. Het ontwerp is gebaseerd op vier printplaten.
  "Het hart van het frequentie-syntheseboard linksboven is de phase-locked loop (PLL)", legt Giffard uit. "Een fasevergelijker vergelijkt de uitgangsfrequentie van een kristaloscillator met die van een spanningsgestuurde oscillator (VCO). Elk faseverschil tussen de twee signalen veroorzaakt een spanning die gebruikt wordt om de VCO te synchroniseren met de referentie-oscillator."

Anemometer: Windsnelheid op een moving-coil Meter (1983)

In de meteorologie worden al tientallen jaren elektronische oplossingen toegepast. Neem bijvoorbeeld dit anemometerproject uit 1983. Weliswaar is het roterende mechanische element nog steeds een essentieel onderdeel van het instrument, maar het grootste deel van het werk wordt nu gedaan door elektronische componenten. Behalve een momentele windsnelheidsmeter slaat het ontwerp ook de over een bepaalde periode gemeten maximum- en minimumwaarden op.
  "De hier beschreven anemometer gebruikt een magneet om een reed-switch eenmaal per omwenteling van de molen te openen en te sluiten. Deze informatie kan elektronisch worden verwerkt, zodat de snelheid van de wind die deze omwenteling veroorzaakt kan worden weergegeven op een moving coil meter of een display. Het is interessant om niet alleen te kunnen zien wat de momentele windsnelheid is, maar ook de maximale en minimale waarden die over een bepaalde periode zijn gemeten. Dit is een eigenschap van de schakeling die vooral amateur meteorologen zal aanspreken."

Meer projecten, meer ontwikkeling

Volgende maand zullen we meer klassieke Elektor projecten, artikelen en handleidingen belichten. Als je ideeën, vragen of feedback hebt, deel dan je gedachten in het commentaarveld hieronder. Het ontwikkelen gaat door!


Vertaling: Hans Adams