Kleine Selbstbauprojekte mit Mikrocontrollern

Die Bücher aus dieser Reihe befassen sich jeweils mit einem Mikrocontroller-Bastelprojekt. Hardware (Elektronikschaltung) und Software (Mikrocontrollerprogramm) werden ausführlich beschrieben. Bastelspaß und Lerneffekt stehen gleichermaßen im Vordergrund. Das vorgeschlagene Platinenlayout kann als als gedruckte Schaltung oder als Lochrasterplatine umgesetzt werden. Im vorliegenden Band geht es darum, aus nur wenigen, preiswerten Bauteilen ein Digitalthermometer herzustellen, das Temperaturen im Bereich von -55 bis +125 °C messen und vielfältig eingesetzt werden kann. Auch wer nur wenig Vorerfahrung im Elektronikbasteln mitbringt, sollte diese Schaltung erfolgreich nachbauen können. Die entscheidenden Komponenten sind ein Mikrocontroller des Typs Atmel AVR ATtiny13 sowie ein digitaler Temperatursensor DS18B20 des Herstellers Dallas/MAXIM. Es werden nur gängige Bauteile verwendet, die bei den einschlägigen Elektronikversendern erhältlich sind. Die Temperatur wird durch das Blinken von zwei Leuchtdioden (rot und blau) auf sehr elementare Weise angezeigt, wahlweise in Halbgrad- oder Zehntelgrad-Genauigkeit. Diese Methode bietet neben der einfachen Realisierung für den Bastler den nicht zu unterschätzenden Vorteil, dass ein Ablesen der Temperatur auch aus großer Entfernung möglich ist, bei Dunkelheit durchaus über mehrere hundert Meter. Die Schaltung lässt sich auf einer Lochrasterplatine mühelos so klein aufbauen, dass sie zusammen mit einer Lithium-Batterie oder einem LiIon-Akku in einen so genannten PETling (Rohform für PET-Flaschen) passt. Auf diese Weise erhält man ein kompaktes, robustes und wasserdichtes Thermometer für vielerlei Anwendungen. Dieses Buch enthält neben der ausführlichen Bastelanleitung eine gründliche Beschreibung der Möglichkeiten des Digitalthermometers, denn es kann noch einiges mehr, als man auf den ersten Blick erkennt. So lassen sich beispielsweise weitere Temperatursensoren anschließen, etwa zur Messung von Außen- und Innentemperatur. Bei Unterschreitung einer Batterie-Mindestspannung von knapp 3 Volt schaltet sich das Thermometer automatisch aus, um eine zu starke Entladung eines etwaigen Akkus zu verhindern. Schwierigkeitsgrad: Diese Schaltung ist einfach aufzubauen. Vorkenntnisse im Löten elektronischer Schaltungen oder fachkundige Anleitung sind angeraten. Die zur Programmierung des Mikrocontrollers benötigte Datei (Hex-File) kann von der Internetseite des Autors heruntergeladen werden. Ebenso ist es möglich, diese Datei aus dem in diesem Buch komplett abgedruckten Programm neu zu assemblieren. Auf der Internetseite ist auch das Platinenlayout zum Ausdrucken zu finden.

Die Bücher aus dieser Reihe befassen sich jeweils mit einem Mikrocontroller-Bastelprojekt. Hardware (Elektronikschaltung) und Software (Mikrocontrollerprogramm) werden ausführlich beschrieben. Bastelspaß und Lerneffekt stehen gleichermaßen im Vordergrund. Das vorgeschlagene Platinenlayout kann wahlweise als Lochrasterplatine oder als gedruckte Schaltung umgesetzt werden. Dieser Band widmet sich einem Klassiker der Elektronikschaltungen, dem elektronischen Würfel. Das ist eine Schaltung, die das Werfen eines Spielwürfels mit technischen Mitteln nachbildet, nämlich durch die Leuchtmuster entsprechend angeordneter sieben Leuchtdioden. Mit Hilfe eines kleinen Mikrocontrollers, hier des bewährten AVR ATtiny13, lässt sich die Aufgabenstellung besonders elegant und mit wenig Bauteilaufwand lösen. Zum Würfeln drückt man einen kleinen Taster und löst so die Ermittlung einer Zufallszahl aus. Je nach Art der eingesetzten LEDs sowie der Betriebsspannung, die im Bereich von 2,4 bis 5,5 Volt liegen darf, erweisen sich leicht unterschiedliche Schaltungen als optimal. Das Buch stellt zwei Schaltungsentwürfe mit Untervarianten vor, die allen Anforderungen gerecht werden sollten. Da die Fähigkeiten eines Mikrocontrollers mit dem schlichten Würfeln auf Tastendruck längst nicht ausgeschöpft sind, bietet der hier beschriebene Würfel neben der üblichen Grundfunktion noch ein paar Extras: So lässt sich ein Dauerwürfelmodus aktivieren, der die Schaltung zur Partydekoration macht. Des weiteren sind interessante Experimente zur Pulsweitenmodulation durchzuführen und kann ermittelt werden, mit wie geringer Versorgungsspannung der Mikrocontroller noch arbeiten mag. Das Buch beschreibt den Aufbau auf einer Lochrasterplatine, die Funktionsweise von Schaltung und Programm und die möglichen Experimente ausführlich. Ein Kapitel erläutert die Punkte, die zu beachten sind, um ökonomische (Energie sparende) Mikrocontroller-Anwendungen zu erhalten. Auch auf Aspekte der Programmierung wird eingegangen. So werden nützliche Assemblermakros vorgestellt und wird gezeigt, wie sich Zufallszahlen erzeugen lassen. Die zur Programmierung des Mikrocontrollers benötigte Datei (Hex-File) kann von der Internetseite des Autors heruntergeladen werden. Ebenso ist es möglich, diese Datei aus dem in diesem Buch komplett abgedruckten Programm neu zu assemblieren. Auf der Internetseite ist auch das Platinenlayout zum Ausdrucken zu finden (als Unterlage bei der Lötarbeit). Aufgrund der vielen Informationen rund um den Einsatz von Mikrocontrollern und der zusätzlichen Experimentiermöglichkeiten ist dieses Projekt besonders empfehlenswert für Bastler, die einen schnellen Einstieg in das Thema Mikrocontroller suchen.