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Pulsweitenmodulation

2023-10-24T12:52:40Z

Fred ram: /* Weblinks */

== Einleitung ==

Bei der '''Pulsweitenmodulation''' (engl. Pulse Width Modulation, abgekürzt '''PWM'''), teilweise auch Puls-Dauer-Modulation, wird das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit und Periodendauer eines Rechtecksignals bei fester Grundfrequenz variiert. Das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit <math>t_{ein}</math> und der Periodendauer <math> T = t_{ein} + t_{aus} </math> wird als das Tastverhältnis '''p''' bezeichnet. (laut DIN IEC 60469-1: Tastgrad) (engl. Duty Cycle, meist abgekürzt DC, nicht zu verwechseln mit Direct Current = Gleichstrom ).

Die Pulsweitenmodulation für ein Signal <math> x(t) </math> ist für die Dauer einer Periode im Intervall [0,T] wie folgt definiert:

<math> x(t) = \left\{\begin{array}{l l}
0 & \quad t < t_1 \\
1 & \quad t \ge t_1 \\
0 & \quad t > T
\end{array} \right.
</math>

[[Bild:pwmdoc.png]]

<math> p = \dfrac{t_{ein}}{T} = \dfrac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}} </math>

Der Wert des Tastverhältnis '''p''' kann dabei Werte zwischen 0 und 100% annehmen.

Der zeitliche '''Mittelwert''' der Spannung <math>U(t)</math> innerhalb eines Intervalls [0,T] ist unten stehend beschrieben.

:<math>U_m = \frac{1}{T} \int_0^T u(t)dt = \frac{1}{T}\int_0^{t_{ein}} U_{ein}dt + \frac{1}{T} \int_{t_{ein}}^T U_{aus}dt</math>

:<math>U_m = U_{aus} + (U_{ein} - U_{aus}) \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}}</math>

<math>U_{aus}</math> ist dabei normalerweise 0V, <math>U_{ein}</math> die Betriebsspannung <math>V_{CC}</math>, z. B. 5V. Deshalb kann man vereinfacht schreiben:

:<math>U_m = V_{CC} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}} = V_{CC} \cdot DC</math>.

=== Beispiele ===

Die folgenden Beispiele zeigen PWM-Signale mit einem Tastverhältnis von 75% bzw. 25%.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">
'''Beispiel 1'''

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein}=3\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus}=1\,\mathrm{ms}</math> 

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{3\,\mathrm{ms}+1\,\mathrm{ms}} = 3,75\,\mathrm{V}</math>

[[Bild:Pwm1.png]]

</td></tr><tr><td style="padding: 10px;">

'''Beispiel 2'''

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein}=1\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus}=3\,\mathrm{ms}</math> 

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{1\,\mathrm{ms}+3\,\mathrm{ms}} = 1,25\,\mathrm{V}</math> 

[[Bild:Pwm2.png]]
</td></tr></table>
 

Die blaue Linie in der Grafik zeigt den mathematischen Mittelwert der sich einstellenden Spannung, wenn jeweils eine volle Periode der PWM betrachtet wird. In der Realität schwankt der Wert je nach Beobachtungsfester und in der praktischen Umsetzung besonders, da es keine perfekte Mittelung gibt.

=== Leistungsberechnung ===

Steuert man mit einem pulsweitenmodulierten Signal direkt einen ohmschen Verbraucher an (z. B. Heizdraht), so ist darauf zu achten, dass man zur Bestimmung der Leistung '''nicht''' einfach

:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R}</math>

rechnen darf, sondern die Leistung während der Ein- und Ausschaltzeit getrennt betrachten muss:

:<math>P = \frac{{U_{ein}}^2}{R} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein} + t_{aus}} +
\frac{{U_{aus}}^2}{R} \cdot \frac{t_{aus}}{t_{ein} + t_{aus}}</math>

Da praktisch fast immer gilt <math>U_{aus}=0V</math> sowie <math>U_{ein}=V_{CC}</math>

kann man vereinfacht schreiben und damit rechnen.

:<math>P = \frac {{V_{CC}}^2}{R} \cdot DC = P_{max} \cdot DC</math>

Für die Spannung muss der Effektivwert berechnet werden, mit der kann man dann auch wieder die Leistung direkt berechnen.

:<math>U_{eff} = V_{CC} \cdot \sqrt{DC} </math>.
:<math>P = \frac{{U_{eff}}^2}{R}</math>

== Anwendungen (Kleinsignal) ==

=== AD-Wandlung mit PWM ===
Der folgende Tipp stammt noch aus der Zeit, als es keinen Mikroprozessor mit AD-Wandler gab.

Einen recht billigen und einfachen AD-Wandler mit "1-Draht Kommunikation" kann man mit dem IC 556 (NE556 o.ä.) realisieren: der eine Timer des 556 arbeitet als 50% duty-cycle Rechteckgenerator bei beispielsweise 1 kHz und steuert den zweiten Timer an. Dieser besitzt einen Steuereingang zu Beeinflussung des Tastverhältnisses und auf diesen Pin gibt man das analoge Signal. Ein angeschlossener µC oder PC misst bei jedem Impuls die Impulslänge und man erhält so das Messergebnis. Bei einer Frequenz von >10 kHz liesse sich sogar Sprache digital übertragen oder speichern. Allerdings ist dafür eine Auflösung von wenigstens 8 Bit nötig, wodurch 256 Stufen und eine entsprechemde Abstatfrequenz durch den Chip gefordert sind. Ohne Chip lässt sich dies nur mit eimem Logikbaustein und etwas Signalverarbeitung lösen, siehe [[Analog-IO mit digitalen Bausteinen]].

Für anspruchsvollere Aufgaben verwendet man jedoch besser die [[Pulsdichtemodulation]].

=== DA-Wandlung mit PWM ===

Die meisten Mikrocontroller haben keine DA-Wandler integriert, da diese relativ aufwändig sind. Allerdings kann man mittels eines PWM-Ausgangs auch eine DA-Wandlung vornehmen und eine Gleichspannung bereitstellen. Wird ein PWM-Signal über einen Tiefpass gefiltert (geglättet), entsteht eine Gleichspannung mit Wechselanteil, deren Mittelwert dem des PWM-Signals entspricht und dessen Wechselanteil von der Beschaltung abhängig ist. Nun bleibt das Problem der Dimensionierung des Tiefpasses. Ein Beispiel:

PWM-Takt 1 MHz, 8 Bit Auflösung (256 Stufen), 0/5V.
-> 3906 Hz PWM Frequenz

RC-Tiefpass 22nF, 100kΩ
-> 72 Hz Grenzfrequenz

(Die Grenzfrequenz errechnet sich über <math>f_c=\frac{1}{2\,\pi\,R\cdot C}</math> .)

[[bild:pwm_filter_1.png]]

Bei diesem Tiefpass mit 72 Hz Bandbreite verbleibt am Ausgang noch ein Ripple auf der Gleichspannung, da die PWM nie ideal gefiltert werden kann. Eine Rechnung bzw. Simulation in PSPICE zeigen ca. 150mV Ripple. Das ist ziemlich viel, da ein idealer 8-Bit DA-Wandler bei 5V Referenzspannung eine Auflösung von 20mV hat. Wir haben hier also ein Störsignal von 150mV/20mv=7,5 LSB. Um den Ripple bis auf die Auflösungsgrenze von 20mV zu reduzieren, muss die Grenzfrequenz auf ca. 10 Hz reduziert werden. Es ist somit effektiv nur ein 390tel der PWM-Frequenz nutzbar. Das ist für einige Anwendungen ausreichend, wo praktisch nur statische Gleichspannungen erzeugt werden sollen, z. B. für programmierbare Netzteile. Für Anwendungen, in denen schneller ändernde Gleichspannungen generiert werden sollen, muss die PWM-Frequenz entsprechend erhöht werden oder ein steilerer Tiefpaß verwendet werden.

==== RC-Filter dimensionieren ====

Allgemein kann man den Ripple eines einfachen RC-Tiefpasses so abschätzen:

Kritischster Punkt ist eine PWM mit 50% Tastverhältnis. Dabei tritt der
stärkste absolute Ripple auf, weil hier die - am weinigsten gefilterte - Grundschwigung die höchste Amplitude besitzt. Bei diesem Tastverhältnis ist der Kondensator auf 1/2 VCC aufgeladen. Somit liegt auch 1/2 VCC über dem R an und lädt C annähernd mit Konstantstrom.

<math>I = \frac{\frac{1}{2}Vcc}{R}</math>

Über die Definition des Kondensators kann man den Ripple berechnen.

<math>C = \frac{I \cdot t}{U}; [F = \frac{As}{V}]</math>

<math>U = \frac{I \cdot t}{C}</math>

Die Ladung in As (Amperesekunden) ergeben sich aus der halben PWM-Periode mal I. Damit kann man brauchbar den Ripple abschätzen.

<math>V_{Ripple} = \frac{\frac {\frac{1}{2}Vcc}{R} \cdot \frac{1}{2}T_{PWM}}{C} = \frac{ Vcc \cdot T_{PWM}}{4RC}</math>

Die Einschwingzeit <math>\!\,t_S</math> des Signals bei einem neuen PWM-Wert beträgt etwa <math>\!\,5RC</math>.

Die Abschätzung gilt aber nur dann, wenn der Ausgang des RC-Filter kaum belastet ist, wie z. B. durch einen Operationsverstärker oder einen andern hochohmigen IC-Eingang.

Beispiel:

100 Hz PWM Frequenz(T_PWM=10ms), R=100kΩ, C=1μF, Vcc=5V

<math>V_{Ripple} = \frac{5V \cdot 10ms}{4 \cdot 100k\Omega \cdot 1 \mu F} = 125 mV</math> 
<math>t_s=5RC=5 \cdot 100k \Omega \cdot 1 \mu F = 500ms</math>

Um die Bandbreite besser auszunutzen wird ein besseres Filter benötigt. Das Problem des einfachen RC-Tiefpasses ist der relativ langsame Anstieg der Dämpfung oberhalb der Grenzfrequenz. Genauer gesagt steigt die Dämpfung mit 20dB/Dekade. Das heisst, dass ein Signal mit der 10fachen Frequenz (Dekade) um den Faktor 10 (20dB) gedämpft wird. Will man nun eine höhere Dämpfung ereichen, müssen mehrere Tiefpässe in Reihe geschaltet werden. Bei dem gleichen Beispiel erreicht man mit zwei Tiefpässen mit 6,8nF/100kΩ eine Grenzfrequenz von ca. 70 Hz, bei gleicher Dämpfung des Ripples auf 20mV. Die Dämpfung dieses sogenannten Tiefpasses 2. Ordnung beträgt 40dB/Dekade. Das heisst, ein Signal mit zehnfacher Frequenz (Dekade) wird um den Faktor 100 (40dB) gedämpft! Damit erzielt man hier bereits die 7fache Bandbreite! Zum Schluss muss beachtet werden, dass die passiven Tiefpässe nur sehr schwach belastet werden können. Hier ist fast immer ein Operationsverstärker als Spannungsfolger nötig, falls der Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung in der Größenordnung der beiden Widerstände des Filters ist. Der kann auch genutzt werden, um das gefilterte Signal weiter zu verstärken (nichtinvertierender Verstärker).

[[bild:pwm_filter_2.png]]

Geschickter wäre hier eine Widerstandsdimensionierung, bei der R3 etwas größer ist als R2, da somit das zweite RC-Glied das erste weniger belastet.

Mehr Informationen zur Restwelligkeit bei RC Tiefpässen kann man [http://www.mikrocontroller.net/topic/181033#1747063 diesem] Thread entnehmen.

Das Spiel kann noch um einiges gesteigert werden, wenn man Tiefpässe dritter, vierter und noch höherer Ordung einsetzt. Das wird vor allem im Audiobereich gemacht. Dazu werden praktisch Operationsverstärker eingesetzt. In der [[AVR]] Application-Note [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1456.pdf AVR335: Digital Sound Recorder with AVR and DataFlash] wird zum Beispiel ein mit Operationsverstärkern aufgebauter Chebychev-Tiefpass fünfter Ordnung verwendet. Man findet im Audiobereich gelegentlich auch Schaltungen ohne expliziten Tiefpass. Dabei wird der Ausgang eines Class-D Verstärkers (der nichts anderes als ein PWM-Signal erzeugt) über einen Widerstand auf einen Lautsprecher gegeben. Die mechanische Trägheit und die Induktivität der Lautsprecherspule bilden mit dem Widerstand einen Tiefpass.

==== Vollintegrierte Lösungen ====

Wer all den Aufwand nicht betreiben will kauft einen fix und fertigen IC wie z.B.

*[http://www.linear.com/product/LTC2644 LTC2644] von Linear Technology
*[http://www.linear.com/product/LTC2645 LTC2645] von Linear Technology

== Anwendungen (Leistung) ==
Bei geeigneten Verstärkerstufen können PWM-Signale auch direkt zur Versorgung und Steuerung von Verbrauchern genutzt werden:

=== Schaltnetzteil (Generator)===
PWM-Stufen sind ein integraler Bestandteil praktisch aller heute verfügbarer Schaltnetzteile. Nur durch die digitale, pulsartige Entnahme der Ladung aus dem Versorgungsnetz lassen sich mittlere und höhere Leistungen noch effektiv und verlustarm beziehen. Die PWM wird dabei von einer Steuereinheit getrieben, welche die aktuelle Versorgungspannung in Betracht zieht, bzw. auch den Strombedarf des angeschlossenen Verbrauchers berücksichtigt. Damit lassen sich sowohl einfach passive und aktive Phasenanschnittversorgungen realisieren, aber auch voll geregelte Leistungsnetzteile mit sehr geringen effektiven Innenwiderständen aufbauen.

=== Heizung (ohmscher Verbraucher)===
Eine Heizung (Beispiel) mit 10Ω-Widerstand soll mit bis zu 12 V angesteuert werden. Dazu wird ein 13 V-Netzteil sowie ein linearer Verstärker verwendet (ein linearer Verstärker braucht immer eine etwas höhere Betriebsspannung als die maximale Ausgangsspannung).

Sollen nun 12 V auf die Heizung gegeben werden, fällt (fast) die gesamte Spannung über der Heizung selber ab, der Verstärker "verbraucht" nur 1 V. Es fließen ca. 1,2 A, es werden ca. 14,4 W in der Heizung in Wärme umgesetzt, im Verstärker ca. 1,2 W, der Wirkungsgrad beträgt 92%.

Wenn jetzt aber nur noch 6 V an der Heizung anliegen sollen, muss der lineare Verstärker die "übrigen" 7 V verbrauchen, d.h. von den 13 V, welche konstant vom Netzteil geliefert werden, fallen 7 V über dem Verstärker und 6 V über der Heizung ab. Die Transistoren des linearen Verstärkers sind nur halb durchgesteuert. Es fließt ein Strom von ca. 600 mA, in der Heizung werden ca. 3,6 W in Wärme umgesetzt. Allerdings werden auch 4,2 W im Verstärker in Wärme umgesetzt! Der Wirkungsgrad ist nur noch 46%!

Im Gegensatz dazu sind bei einer PWM die Transistoren des digitalen Verstärkers immer nur entweder voll durchgesteuert oder gar nicht durchgesteuert. Im ersteren Fall fällt nur eine geringe Verlustleistung über dem Transistor ab, da die Sättigungsspannung <math>V_{SAT}</math> sehr gering ist (meist weniger als 1 V). Im zweiten Fall fällt gar keine Verlustleistung über dem Transistor ab, da kein Strom fließt (P=U*I). Im Fall der 6 V an der Heizung beträgt das notwendige Tastverhältnis 0,23. D.h. nur während 23% der PWM-Periode wird Verlustleistung im digitalen Verstärker erzeugt und zwar ca.

:<math>P_V=DC \cdot \frac {V_{CC}}{R} \cdot V_{SAT} = 0{,}23 \cdot \frac {12V}{10\Omega} \cdot 1V = 0{,}28 W</math>

Der Wirkungsgrad liegt bei 92%!

=== Lautsprecher (induktiv) ===
Immer häufiger werden Lautsprecher direkt an digitalen Leistungsverstärkern betrieben. Dabei wird Impedanz des Verbrauchers als Tiefpass verwednet. Diese besteht hauptsächlich aus der Induktivität und den geringen ohmschen Widerständen des Ausgangstreibers, der Leitungen und der Wicklungen im Lautsprecher. Bei PWM-Signalen müssen hierbei jedoch sehr hohe Frequenzen gewählt werden, um Audiosignale in akzeptabler Qualität zu repräsentieren. Auch muss das Signal oft nichtlinear vorverzerrt werden, um zu einem letzlich linearen Verhalten des Verbrauchers zu führen (siehe 1-Bit-Audio). Für professionelle Audioanwendungen greift man bei digitalen Verstärkern daher auf andere Modulationsverfahren wie COM oder ADPCM (Pulsdichtemodulation) zurück. Für einfache Applikationen und geringe Leistungen ist dies aber eine sehr interessante Option.

=== Motorsteuerung (ohmsch-Induktiv) ===
Eine der wichtigsten Anwendungen für PWM-Stufen ist die direkte Ansteuerung von Motoren. Der große Vorteil von PWM ist auch hier wieder der hohe Wirkungsgrad. Würde man stattdessen einen Digital-Analog-Wandler mit einem nachgeschalteten analogen Verstärker zur Ansteuerung verwenden, würde im Verstärker eine höhere Verlustleistung in Wärme umgewandelt werden. Ein digitaler Verstärker mit PWM hat dagegen geringere Verluste. Die Nachteile der Oberwellen im Signal spielen bei der Motorentechnik in der Regel keine Rolle, da hier noch mechanische Trägheiten zur effektiven Glättung beitragen. Die verwendete Frequenz liegt meist im Bereich von einigen 10kHz. Zur Berechnung der Drehzahl eines Motors kann im Normalfall der Mittelwert der PWM-Spannung als Betriebsspannung angenommen werden.

Bei Leistungsanwendungen spielen die Transienten der ansteuernden Rechteckimpulse jedoch dahingehend eine Rolle, dass sie die Verluste der Schaltelemente (MOSFETs) in die Höhe treiben und die ungefilterten Anteile in den Motoren zu Schwingungen führen, weil Resonanzen angeregt werden können.

=== Dimmen von Leuchtmitteln (ohmsch - kapazitiv) ===
Eine spezielle Form der PWM-Anwendung ist die Helligkeitssteuerung. Bei kapazitiven Verbauchern wie Leuchtstoffröhren müssen besondere Randbedingungen beachtet werden, um ein Dimmen zu erzielen. So sind besondere Frequenzen und Anlaufphasen zu applizieren. Mache Verbaucher lassen sich trotzdem überhaupt nicht dimmen. Bei überwiegend ohmschen Verbrauchen wie z.B. Glühbirnen oder Halbleiter-Leuchtdioden, sind die PWM-Signale aber ohne große Regelung anwendbar.

Siehe Artikel:
* [[LED-Fading]] - LED dimmen mit PWM

== Oft gestellte Fragen (FAQ) ==

=== Mit welcher Frequenz dimmt man? ===

Eine gegebene Antwort dazu war: Bei Glühlampen kannst Du alles über 20Hz nehmen. Die sind derart träge... Über 9kHz sollte man wegen [[EMV]] nicht gehen. Für [[LED]]s ist alles über 1kHz und unter 9kHz gut. (Autor: Travel Rec. (travelrec), Datum: 27.12.2008 11:32)

Dazu ist jedoch zu sagen, daß PWM-Steuerungen bei Glühlampen meisten verwendet werden, um die 50Hz-Thematik zu umgehen. Dabei ist das Brummen relevant und auch ein Blinken bei sehr geringen Frequenzen. Typischerweise wird man daher eher 200Hz aufwärts verwenden. Umgekehrt sind Stromkabel nicht geschirmt und besitzen eine gewisse Kapazität, was Frequenzen im kHz-Bereich nicht sinnvoll erscheinen läßt. Auch LEDs wirken bei hohen Frequenzen kapazitiv, was zu einer unnötigen Strombelastung führt. Ist die LED für Belichtungsaufgaben relevant ist die Dimmungsfrequenz genügend hoch zu wählen, um gegenüber kurzen Belichtungen irrelvant zu sein. Dies ist in der Regel ab 10kHz der Fall. Um bei hohen Strömen einen unnötigen Stossstrom zu vermeiden und damit die LEDs besser ausnutzen zu können - kann eine Drossel mit geringer Induktivität sinnvoll sein, die die Anstiege begrenzt.

=== Wie schätze ich die Verlustleistung am MOSFET im PWM Betrieb ab? ===

[http://www.mikrocontroller.net/topic/190878#1862634 Beitrag von Falk]:

Vereinfacht kann man sagen, dass während der Umschaltzeit die Verlustleistung am MOSFET = 1/4 der Verlustleistung am Verbraucher ist, wenn der eingeschaltet ist (Leistungsanpassung).

Beispiel: 150 Hz PWM = 6,6ms, Schaltzeit 500ns, Verbraucher 60W. Macht 15W Verlust während der zwei Umschaltungen pro Takt, sprich 2x500ns = 1µs. Aber das nur alle 6,6ms, Im Mittel macht das 1us/6,6ms*15W = 2,2mW. Glück gehabt ;-) Bei hohen PWM-Frequenzen im Bereich 20-500kHz, wie sie heute bei Schaltnetzteilen üblich sind, kommt da aber schon richtig viel zusammen.

Etwas genauer: [https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste Schaltverluste beim FET]

== Siehe auch ==
* [[Pulsdichtemodulation]]
* [[AVR-Tutorial: PWM]]
* [[AVR-GCC-Tutorial#PWM (Pulsweitenmodulation)|AVR-GCC-Tutorial: PWM]]
* [[Soft-PWM]]
* [[Motoransteuerung mit PWM]]
* [[LED-Fading]]
* [[AVR PWM]]
* [[Ambilight in Hardware]]
* [[Glättungsfilter für 1-Bit DA-Wandlung|1-Bit Digital-Analog-Wandlung]]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/361429#4054456 Forumsbeitrag]: Audioausgabe mit PWM
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/291069?goto=3098563#3101588 Forumsbeitrag]: SPWM auf Atmega8, bitte um Feedback hinsichtlich Optimierung
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/397337?goto=4590784#4575721 Forumsbeitrag]: H-Bridge 50Hz Sinus - LC Filter dimensionieren
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/385654#4410160 Forumsbeitrag]: Arduino Mega 11 PWM-Pins mit 1kHz
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/453218#5454730 Forumsbeitrag]: Sprung in der PWM-Kennlinie beim ATtiny85 und Timer 1
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/455707?goto=5494022#5494022 Forumsbeitrag]: PWM Filter für 480 Hz aus dem Arduino
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/533766?goto=7013634#7013634 Forumsbeitrag]: Arduino Micro SPWM

[[Kategorie:Signalverarbeitung]]
[[Kategorie:Leistungselektronik]]

== Weblinks ==
*[https://www.ramser-elektro.at/pwm-regelung-von-ventilatoren-oder-motoren/ Projekt: PWM Regelung von Ventilatoren oder Motoren]
*[https://www.ramser-elektro.at/1wire-sensor-zu-0-10v-konverter/ Projekt: PWM zu 0-10V]
*[http://www.solar-webshop.de/blog/pwm-puls-weiten-modulation-solar/ Was bedeutet PWM?]
*[http://pic-projekte.de/wiki/index.php?title=PIC_Tutorial#Pulsweitenmodulation_.28PWM.29 PWM Modul am PIC]
*[http://www.batsocks.co.uk/readme/art_bcm_1.htm Binary Code Modulation] - Eine Alternative zu PWM?
*[https://www.youtube.com/watch?v=98si4uLcCpc Was ist PWM ? Mit Review], Video (deutsch)
*[https://www.youtube.com/watch?v=SfSI3L5M94A Ripple cancelation in PWM DAC], Video (englisch)

Motoransteuerung mit PWM

2023-10-24T12:51:19Z

Fred ram: /* Siehe auch */

==Allgemeines==

Bei der Dimensionierung der Strombelastbarkeit der Bauteile muss man vor allem 2 Werte betrachten:
* Stromaufnahme des Motors im normalen Betrieb (also mit der Last)
* Stromaufnahme bei blockiertem Motor, bzw. Anlaufstrom. Hier wird der Strom nur durch den ohmschen Widerstand im Stromkreis begrenzt, er kann also je nach Motor schnell den 2-3 stelligen Amperebereich erreichen.

Die übliche Dimensionierung richtet sich vor allem nach dem ersten Wert und plant entsprechende Reserven ein (für ein paar Sekunden Faktor 2-5 des Stromes), da der zweite Wert in der Praxis aus Kostengründen meist nur schwer realisierbar und unnötig ist. Daher umgeht man das Problem entweder über eine schnelle Strombegrenzung oder über einen Sanftanlauf indem man die [[PWM]] langsam hoch fährt. Dadurch wird der maximale Strom auf einen deutlich niedrigeren Wert begrenzt, so dass die Bauteile schwächer und kostengünstiger ausfallen können.

Die Spannung am Motor und somit näherungsweise die Leerlaufdrehzahl ist proportional zu dem Tastverhältnis:

:<math>\text{Motorspannung} = \text{Betriebsspannung} \cdot \mathrm{Tastverh\ddot{a}ltnis}</math>

==Schaltungsvarianten==

===Mosfet mit Freilaufdiode, 1-Quadrantensteller===

[[Datei:Motor_PWM_1.gif|thumb|300px|1-Quadrantensteller]]
Die einfachste Schaltung besteht nur aus Transistor T1, dem Motor, der Freilaufdiode D1, dem Kondensator C1, sowie der eigentlichen [[PWM]]-Erzeugung und dem [[MOSFET-Übersicht#Mosfet-Treiber | Mosfettreiber]].

In der Einschaltphase von T1 liegt am Motor die gesamte Betriebsspannung an. Die Differenz zwischen der vom sich drehenden Motor erzeugten Generatorspannung und der Betriebsspannung fällt am Wicklungswiderstand sowie der Wicklungsinduktivität ab. Man hat es also mit einer RL Reihenschaltung zu tun. Da der Wicklungswiderstand recht klein ist, steigt der Strom näherungsweise linear an, bis T1 abschaltet. Dann übernimmt D1 den Stromfluss und schließt den Stromkreis solange, bis T1 den Strom wieder übernimmt (oder der Strom abgeklungen ist = lückender Betrieb). Obwohl keine Energie mehr von außen zugeführt wird, wird der Motor weiterhin durch die in der Wicklung gespeicherten Energie versorgt. Der Strom fällt nun wieder linear ab, bis T1 wieder durchsteuert und wieder Energie zuführt.

Der Strom durch die Diode D1 ist von der Amplitude her genauso groß wie der Strom durch T1, je nach Tastverhältnis ist der Effektivwert aber kleiner als der durch T1 (bei über 50% Tastverhältnis), gleich (bei 50% Tastverhältnis) oder sogar größer (bei einem Tastverhältnis kleiner 50%). Daher muss die Diode genauso stark dimensioniert werden wie der Transistor (möglichst eine schnelle Schaltdiode (z.B. Schottky) verwenden, keine langsamen Gleichrichterdioden wie 1N400x). Der Kondensator C1 ist notwendig, um den durch die PWM gepulsten Strom zu glätten, da aufgrund der steilen Flanken ansonsten in den Zuleitungen ein Spannungsabfall bzw. Spannungsspitzen auftreten würden (am besten 2 oder mehrere Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität und Bauart verwenden, meistens ein Folienkondensator mit einigen Mikrofarad parallel zu einem Aluminiumelektrolytkondensator).

Der Transistor, die Diode und der Kondensator sollen möglichst nahe zusammen plaziert werden (kürzeste Verbindungen). Wenn die Diode am Motor angebracht wird, strahlt die Zuleitung massiv Störungen ab. Die Leitungen sollten am besten verdrillt werden.

===Synchrongleichrichtung, 2-Quadrantensteller===

[[Datei:Motor_PWM_2.gif|thumb|300px|2-Quadrantensteller]]
Um die Verluste in der Freilaufdiode zu verringern kann man diese durch einen zweiten Mosfet ersetzen, der immer dann eingeschaltet wird, wenn der andere abgeschaltet ist.

Da dieser Mosfet im Gegensatz zu einer Diode in beide Richtungen Strom leitet, ist es damit möglich den Motor kurzzuschließen und so den Motor zu bremsen. Allgemein kann man sagen: Ist die durch die PWM erzeugte mittlere Spannung größer als die Generatorspannung des Motors, wird dieser beschleunigt. Ist die Spannung kleiner, wird der Motor abgebremst. Durch T2 wird der Motor dabei kurzgeschlossen, so dass sich durch die Generatorspannung zunächst der Strom in der Motorwicklung ab- und dann in umgekehrter Richtung wieder aufbaut. Beim Abschalten von T2 und Einschalten von T1 fließt dieser Strom über T1 in C1 und somit die Spannungsquelle zurück. Die Energie wird beim Bremsen also nicht vernichtet, sondern wieder in elektrische Energie zurückverwandelt. Dies sollte man bedenken wenn man eine große Masse abbremst, denn die Spannungsquelle muss die Energie aufnehmen können. Sollte die Spannungsquelle z. B. aus einem Transformator mit Gleichrichter bestehen, kann dieser die Energie nicht aufnehmen sondern nur C1, was dazu führt, dass die Betriebsspannung ansteigt bis eventuell einer der Transistoren zerstört wird. Um dies zu verhindern ist eine Überspannungsbegrenzung in Form eines Bremswiderstands vorzusehen (Bremschopper). In einfachen Fällen reicht auch eine Leistung-Z-Diode oder ein passende Nachbildung aus Z-Diode und Leistungstransistor. Besteht die Spannungsquelle z. B. aus einem Akku dann nimmt dieser die Energie auf und wird beim Bremsen wieder etwas geladen.
Dies funktioniert allerdings nur, wenn das Tastverhältnis nicht 0% beträgt, also T2 und T1 abwechselnd schalten, so dass nicht die gesamte Energie in der Motorwicklung sowie T2 verheizt wird. Man sollte es daher vermeiden das Tastverhältnis schnell in eine der beiden Richtungen zu ändern, da dies zu einem hohen Strom führt.

Die Ansteuerschaltung muss weiterhin verhindern, dass T1 und T2 gleichzeitig leitend werden können, denn dies würde zu einem Kurzschluss der Betriebsspannung führen. Ein fertig aufgebauter Mosfet-Treiber verhindert dies.

===H-Brücke, 4-Quadrantensteller===

[[Datei:Motor_PWM_3.gif|thumb|300px|4-Quadrantensteller]]
Die H-Brücke, bzw. der 4-Quadrantensteller ist eine Erweiterung des 2-Quadrantenstellers durch eine zweite Halbbrücke. Diese ermöglicht neben dem Beschleunigen und Bremsen des Motors auch eine Umkehr der Drehrichtung. Dafür gibt es mehrere Ansteuerverfahren
#Das effizienteste ist, eine Hälfte wie beim 2-Quadrantensteller zu betreiben und mit der anderen den zweiten Motoranschluss an die Betriebsspannung zu legen. Für die andere Drehrichtung wechselt man einfach die Hälften, legt also den anderen Anschluss an die Betriebsspannung und verwendet die andere Hälfte als 2-Quadrantensteller.
#Das andere Verfahren steuert abwechselnd T1 und T4 oder T2 und T3 durch, legt also immer eine Spannung an den Motor. Ist das Tastverhältnis 50% fließt im Mittel ein Strom von 0A, da der Motor für jeweils die Hälfte der Zeit eine positive und eine negative Spannung erhält, der Motor steht also. Je nachdem ob man das Tastverhältnis darüber oder darunter wählt, legt man die Drehrichtung fest. Dieses Verfahren ist Ansteuertechnisch einfacher, erzeugt aber auch im Stillstand Schaltverluste in den Transistoren und Verluste im Motor.

=== Zusammenfassung der Eigenschaften ===

1 Quadrantensteller
* Drehzahlvorgabe in eine Richtung

2 Quadrantensteller
* Drehzahlvorgabe in eine Richtung
* Aktives Bremsen möglich
* Energierückspeisung vom Motor in die Stromversorgung möglich (engl. recuperation)
* etwas geringere Verluste als 1 Quadrantensteller

4 Quadrantensteller
* Drehzahlvorgabe in zwei Richtungen
* Aktives Bremsen in zwei Richtungen möglich
* Energierückspeisung vom Motor in die Stromversorgung möglich (engl. recuperation)
* etwa doppelt so große Verluste wie 2 Quadrantensteller

==Beispielschaltungen==

===1-Quadrantensteller mit diskretem Mosfettreiber===

[[Datei:Motor_PWM1_real.gif|thumb|300px|Einfacher 1-Quadrantensteller]]
Diese Schaltung eignet sich für Motoren bis etwa 35V und 10A Dauerstrom.
Q1 und Q2 zusammen mit deren Beschaltung dienen als [[Pegelwandler]] von 3,3 oder 5V Digitalsignalen auf 12V für das Mosfet Gate. Die Schaltung arbeitet dabei invertierend, der Mosfet schaltet also bei einem Low am Eingang ein.
Sperrt Q1, wird Q2 über R1 durchgesteuert und liefert etwa 11-11,5V ans Gate des Mosfets. R2 begrenzt dabei den Strom.
Das Abschalten des Mosfets geschieht über den Pfad Q1 und D1. Gleichzeitig wird Q2 die Basisspannung weggenommen, so dass dieser sperrt.
D2 zwischen Basis und Kollektor von Q1 verhindert, dass dieser in die Sättigung kommt, so dass dieser nahezu verzögerungsfrei sperrt, sobald der Eingang auf Low wechselt. Ab ein paar Ampere benötigt die Freilaufdiode D3 einen kleinen [[Kühlkörper]], ebenso Q3. Sollte die Betriebsspannung V+ des Motors bei etwa 10-16V liegen, dann kann diese Spannung auch für die Mosfetansteuerung verwendet werden. Ansonsten sollte dafür eine getrennte Spannung mit etwa 12-15V verwendet werden.

===1-Quadrantensteller mit diskretem Highside-Mosfettreiber===

[[Datei:Motor_PWM1b_real.gif|thumb|300px|Einfacher 1-Quadrantensteller mit P-Kanal Mosfet]]

Diese Schaltung eignet sich für Motoren mit etwa 15-40V Betriebsspannung und mit bis zu 10A Dauerstrom. Schaltungen mit P-Kanal Mosfets sollte man wenn möglich vermeiden, da N-Kanal Mosfets prinzipbedingt um Faktor 3 bessere Werte aufweisen als P-Kanal Mosfets. Allerdings wird manchmal ein auf Masse bezogener Ausgang gefordert, dann ist diese Schaltung hier die richtige. Das Problem bei der Highsideansteuerung ist, dass man die Gate-Sourcespannung irgendwie auf max. 20V begrenzen muss, was hier durch eine zusätzliche Hilfsspannung von 12V wie bei der vorigen Schaltung, nicht so einfach geht. Daher wird hier ein anderer Weg eingeschlagen. Q1 und R2 bilden eine [[Konstantstromquelle]]. Dadurch, dass an der Basis eine feste Logikspannung ansteht, steuert Q1 so stark durch, bis er sich durch den Spannungsabfall an R2 selbst die Basisspannung reduziert. Der fließende Strom beträgt dabei (Logikpegel am Eingang - 0,6V Basis-Emitterspannung)/R2. Ein guter Wert für den Strom sind etwa 10-15mA. Bei der Dimensionierung sollte man auch die Verlustleistung beachten: 40V * 15mA = 0,6W. Dies ist für einen Transistor im TO92 Gehäuse deutlich zu viel. Dadurch, dass Q1 im Linearbetrieb arbeitet, kommt er nicht in die Sättigung, und es kann auf die Diode wie in der vorherigen Schaltung verzichtet werden. Ebenso ist ein Basiswiderstand unnötig bzw. sogar hier fehl am Platz. Da nun bekannt ist, dass im durchgesteuerten Zustand von Q1 bei 5V Logikspannung (5V-0,6V)/330Ω= 13,3mA fließen, kann man damit den Spannungsabfall an R1 berechnen, bzw. aus der gewünschten Spannung R1:
U(R1)=13,3mA*1kOhm=13,3V. Im eingeschalteten Zustand ist die Spannung am Kollektor von Q1 also um 13,3V negativer als V+ und das unabhängig von der Betriebsspannung! Da diese Spannung durch die als Emitterfolger geschalteten Transistor Q2 und Q3 gepuffert auch an das Gate des Mosfets gelegt werden, bekommt dieser also rund 13V Gatespannung im eingeschalteten Zustand. Dies passt gut, denn für die meisten Mosfets sollte man einen Wert zwischen 10 und 15V verwenden. Durch den Spannungsteiler aus R1 und R2 ergibt sich allerdings auch eine untere Grenze der Betriebsspannung, damit die Schaltung sauber funktioniert: Um die 13,3V über R2 zu erhalten, bzw. die 4,4V über R1 sind mindestens 17,7V für V+ notwendig.

===2-Quadrantensteller mit Halbbrücken Mosfettreiber===

[[Datei:Motor_PWM2_real.gif|thumb|300px|Einfacher 2-Quadrantensteller]]

Diese Schaltung eignet sich für Motoren bis etwa 35V und 20A Dauerstrom.
Um den Aufwand zu minimieren wird für die Halbbrücke ein fertiger Halbbrückentreiber IR2184 verwendet. Dieser besitzt eine integrierte Totzeit (engl. dead time) von 500ns zwischen dem Umschalten der Mosfets, so dass ein gleichzeitiges Einschalten beider Mosfets ausgeschlossen ist. Da der Mosfet gegen V+ angeschlossen ist, arbeitet auch diese Schaltung invertierend. Der Grund, warum der Motor nicht gegenüber GND angeschlossen ist, ist folgender:
Für die Ansteuerung des Highside Mosfets Q2 ist eine Spannung von etwa 10V mehr als die Betriebsspannung V+ notwendig. Diese wird über die Bootstrapschaltung aus C2 und D1 erzeugt. Ist Q1 durchgesteuert, läd sich C2 über D1 auf. Schaltet anschließend Q1 ab und Q2 ein, wird dessen Ansteuerspannung aus C2 entnommen. Da Q2 nun VS mit V+ verbindet, steigt auch das Potential an C2 an. An dem VB Pin stehen nun etwa V+ + 12V-0,7V (12V Betriebsspannung-Flusspannung von D1) an. Aufgrund von Leckströmen, entläd sich C2 allerdings innerhalb einiger Millisekunden. Daher ist die maximale Einschaltdauer von Q2 begrenzt. 100% Einschaltdauer wären daher nicht möglich. Um dieses Problem zu umgehen ist der Motor gegen V+ geschaltet, so dass für 100% Einschaltdauer Q1 eingeschaltet werden muss, was kein Problem ist, denn dessen Treiber wird direkt auf den 12V versorgt. Ist Q1 dagegen dauerhaft aus, Q2 also an, bremst der Motor, bzw. er steht, so dass kein Strom durch die Mosfets fließt. Daher ist es auch nicht weiter schlimm, wenn Q2 nach einer kurzen Zeit wieder abschaltet. Das einzige was nicht möglich ist, ist ein dauerhaftes Bremsen des Motors mittels Q2, aber dies wird in der Praxis auch nur in den seltensten Fällen benötigt. Über den IN Pin, wird das invertierte PWM Signal mit Logikpegeln eingespeist. Über den SD\ Pin, lassen sich beide Mosfets gemeinsam abschalten. Damit ist ein ungebremstes Auslaufen lassen des Motors möglich (Freilauf). Ab etwa 5Ampere benötigen die Mosfets einen kleinen [[Kühlkörper]].

==Wahl der PWM-Frequenz==

Bei der Wahl der PWM Frequenz muss man mehrere Faktoren berücksichtigen und einen Kompromiss eingehen:
* Die Motorinduktivität L glättet den Strom, der Wicklungswiderstand R führt zu einem Abfallen des Stromes, daraus ergibt sich die elektrische Zeitkonstante des Motors <math>t=\frac{L}{R}</math>. Bei vielen Motoren liegt diese um 1ms. Bei hochwertigen Motoren sollte diese Angabe im Datenblatt zu finden sein. Um den Stromripple gering, also das Drehmoment konstant zu halten, sollte die Periodendauer der PWM diese Zeit nicht überschreiten. Vor allem im 2 bzw. 4-Quadratentebetrieb ist dies wichtig, denn dort kann der Strom auch seine Richtung ändern, was zu einem Abbremsen, somit zu einem deutlichen Ruckeln und zu Vibrationen des Motors und zu unnötigen Verlusten führt.
* Frequenzen zwischen 100Hz und 10kHz erzeugen hörbare Pfeifgeräusche im Motor
* Mit zunehmender Frequenz steigen die Schaltverluste in den Transistoren sowie die Verluste in der Ankerwicklung sowie in deren Kern.
* Einfache Gleichstrommotoren (Bürstenmotoren) mit eingebauten Entstörkondensatoren können nur mit relativ niedrigen PWM-Frequenzen von ca. 30-200 Hz betrieben werden. Bei höheren Frequenzen kommt es zu starken Schaltverlusten durch das Umladen der Entstörkondensatoren, wie man in diesem [https://www.mikrocontroller.net/topic/393784#new Beitrag] sehen kann.

=== Ideale Frequenz ===
Die aus elektrischer Sicht ideale PWM Frequenz liegt daher meist bei 1-2kHz. Allerdings ist dies genau der Bereich, in dem das Gehör am empfindlichsten ist. Wenn das Pfeifen des Motors nicht stört, ist dies also der ideale Bereich.
Da die untere Frequenz durch die elektrische Zeitkonstante des Motors begrenzt ist, kann man nur nach oben ausweichen. Ein Kompromiss ist daher der Bereich 5-15kHz in dem das Gehör deutlich unempfindlicher ist, sich die Verluste noch in Grenzen halten. Verwendet man die einfache Schaltung mit der Freilaufdiode und legt keinen Wert auf einen runden Lauf, bzw. hat eine hohe Masse am Motor, so dass dieser träge ist, dann kann man als Alternative zu den >5kHz die PWM Frequenz auch bis auf 200Hz reduzieren um das Geräusch erträglicher zu machen. Allerdings reduziert sich dann der Wirkungsgrad aufgrund des hohen Stromripples. Bei Hochstromanwendungen sind sonders die Umschaltverluste ein zusätlziches Problem.

== Siehe auch ==

*[[PWM]]
*[[Treiber]]
*[[MOSFET-Übersicht#MOSFET-Treiber | Mosfet-Treiber]]
*[[H-Brücken Übersicht]]
*[https://www.ramser-elektro.at/pwm-regelung-von-ventilatoren-oder-motoren/ Projekt: PWM Regelung von Ventilatoren oder Motoren]
*[http://www.mikrocontroller.net/topic/103116#900247 Forumsbeitrag]: Highside Mosfetansteuerung mit diskretem Treiber
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191616#1870643 Forumsbeitrag]: Zur Erklärung der PWM Steuerung, Bremsen und Unterschied zum Relais
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280480#2960070 Forumsbeitrag]: Clevere MOSFET-Treiber mit kleinsten Trafos
*[https://www.mikrocontroller.net/topic/370476#4182456 Forumsbeitrag]: PWM Regler mit Strombegrenzer
*[https://www.mikrocontroller.net/topic/397337?goto=4590784#4575721 Forumsbeitrag]: H-Bridge 50Hz Sinus - LC Filter dimensionieren
*[https://www.mikrocontroller.net/topic/550961?goto=7353503#7353503 Forumsbeitrag]: Frage zu H-Brücken Treiber
*[https://www.mikrocontroller.net/topic/546882#7279816 Forumsbeitrag]: 12V Motor mir automatischer Umschaltung z.B. mit Lichtschranke

==Links==

*[http://de.wikipedia.org/wiki/Zweiquadrantensteller Zweiquadrantensteller] bei Wikipedia
*[http://de.wikipedia.org/wiki/Vierquadrantensteller Vierquadrantensteller] bei Wikipedia
*[http://homepages.which.net/~paul.hills/SpeedControl/SpeedControllersBody.html Grundlagen zum Thema Motoransteuerung (englisch)]
*[https://de.wikipedia.org/wiki/Nutzbremse Nutzbremse] bei Wikipedia
* [https://www.amazon.de/Electric-Motors-Drives-Fundamentals-Applications/dp/0080983324/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1507632012&sr=8-1&keywords=motors+drives Electric Motors and Drives: Fundamentals, Types and Applications] (Taschenbuch, Englisch, ISBN-10 0080983324)

[[Kategorie:Leistungselektronik]]
[[Kategorie:Motoren]]

Temperatursensor

2023-01-24T10:10:17Z

Fred ram: Infos beim DS18B20 ergänzt

Will man mit einem [[Mikrocontroller]] Temperaturen messen, dann braucht man
* einen [[Sensor]], der die Temperatur z. B. in eine Spannung oder einen Strom umsetzt
* einen [[ADC | AD-Wandler]], der das Signal digitalisiert. Der kann auf dem Sensor oder dem Mikrocontroller integriert sein.

Temperatursensoren gibt es nun in allen möglichen Varianten. Vom temperaturabhängigen [[Widerstand]] bis zum fertig abgeglichenen All-in-one-Bauteil mit digitalem Ausgang. Wie bei allen Sensoren sollte man auch hier genau hinschauen und [[Auflösung und Genauigkeit]] unterscheiden.

== Analoge Temperatursensoren ==

=== PT100 ===

Unter einem PT100 versteht man einen Platinwiderstand, der bei 0°C einen Widerstand von 100Ω hat.
Platinwiderstände sind temperaturabhängige Widerstände mit hoher Wiederholgenauigkeit und Konstanz[http://de.wikipedia.org/wiki/Konstante]. Wegen der relativ geringen Widerstandsänderung von nur ca. 0,4Ω pro Grad ist etwas mehr Schaltungsaufwand erforderlich als bei anderen Sensoren. Genauere Formeln zur Temperaturbestimmung gibt es u.a. bei [http://de.wikipedia.org/wiki/Pt100 Wikipedia]. Ein Schaltplan findet sich bei der [http://www.heise.de/ct/artikel/Sensibelchen-289608.html c't].

Die Sensoren gibt es auch mit anderen Widerstandswerten, z. B. mit 1000Ω und heißen dann entsprechend PT1000.

Vorteil:
* genormt
* großer Meßbereich
* hohe Linearität
* hohe Wiederholgenauigkeit
* einfach austauschbar

Nachteil:
* brauchen aufwändigere Auswerteschaltung

Links:
* [http://de.wikibooks.org/wiki/Linearisierung_von_resistiven_Sensoren/_Pt100 Wikibooks: Linearisierung von resistiven Sensoren - PT100]
* [https://www.heise.de/ct/artikel/Sensibelchen-289608.html c't-Artikel: Mikrocontroller-Programmierung: Timer, Sensoren und Drehgeber (mit PT100 Schaltung)]
* [http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3450 Maxim AN3450 Positive Analog Feedback Compensates PT100 Transducer]
* [http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/4875 Maxim AN4875 High-Accuracy Temperature Measurements Call for Platinum Resistance Temperature Detectors (PRTDs) and Precision Delta-Sigma ADCs]
* [http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01154a.pdf Microchip AN1154 Precision RTD Instrumentation for Temperature Sensing]
* [http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN709_0.pdf Analog Devices AN709 RTD Interfacing and Linearization Using an ADuC8xx MicroConverter]

=== NTC/PTC ===

NTC und PTC sind temperaturabhängige Widerstände.

* NTC (engl. '''N'''egative '''T'''emperature '''C'''oefficient, Heißleiter), hat bei hohen Temperaturen seinen niedrigsten Widerstand, z. B. Silizium
* PTC (engl. '''P'''ositive '''T'''emperature '''C'''oefficient, Kaltleiter), hat bei niedrigen Temperaturen seinen geringsten Widerstand, z. B. Glühlampe

Um den Widerstandswert zu messen schaltet man sie mit einem normalen Widerstand oder einer [[Konstantstromquelle]] in Reihe zu einem [[Spannungsteiler]] und misst den Spannungsabfall. Eine Beispielschaltung findet sich [http://www.mathar.com/msp_thermo1.html hier].

Vorteil:
* billig (z.B. [https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=446&LA=446&SEARCH=kty81 KTY81-x] bei Reichelt 0,52-0,75 € 2018-01-03)

Nachteil:
* müssen für höhere Genauigkeiten abgeglichen werden
* brauchen A/D-Wandler
* sind nichtlinear

Beispiele:
* KTY10-5
* KTY13-6
* KTY81-121
* KTY81-122
* KTY81-210

Links:
* [http://www.sprut.de/electronic/temeratur/temp.htm Temperaturabhängige Stromquelle und NTC/PTC inclusive Linearisierung]
*[http://www.umnicom.de/Elektronik/Mikrokontroller/Atmel/AtFan/AtFan.html#2.2.2 Berechnung des Linearisierungswiderstandes für gewünschten Temperaturbereich] der fällt sonst immer vom Himmel
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/208587#2065880 KTY 10-5 Formelprobleme]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/225563 Codesammlung: Beispiel mit 0,5°C Auflösung]
* [http://preis-ing.de/extras/alle-berechnungen-im-schnellzugriff/automatisches-erzeugen-einer-ntc-tabelle/ Automatisches Erzeugen von C-Code zur NTC Auswertung] Aus den NTC Parametern und den Anforderungen wird ein schneller und schlanker C-Code generiert.

=== LMx35 ===

Eine IC-Familie, die pro Kelvin Temperaturänderung ihre Ausgangsspannung um 10 mV ändert. Die ICs gibt es in verschiedenen Genauigkeiten und Temperaturbereichen mit den Bezeichnungen LM135(A), LM235(A) und LM335(A). Der günstigste ist der LM335 mit einem Temperaturbereich von −40 … +100°C.
In verschiedenen Bauformen erhältlich. Beispielschaltungen finden sich im [http://www.national.com/ds.cgi/LM/LM135.pdf Datenblatt] und [http://www.suessbrich.info/elek/elektherm1.html hier]

Vorteile:
* hat auch ohne Kalibrierung eine Genauigkeit von einem Grad (bei 25°C)
* relativ billig (LM335 bei Reichelt ab 0,76 €)

Nachteile:
* benötigt A/D-Wandler
* bei längerer Anschlussleitung störanfällig

Links:
* [http://www.schramm-software.de/tipps/temperaturmessung/analogsensoren.htm Test-Schaltungen und -Code zur Auswertung mit ADC (AVR-Assembler)]

=== LM334 ===

Ein IC ähnlich dem LM335 mit dem Unterschied, dass der durch das IC fließende Strom proportional von der Temperatur abhängt. Mit einer einfachen Schaltung aus nur zwei Widerständen kann man dann den Strom in einer Weise wandeln, dass pro Kelvin eine Spannungsänderung von 10mV ausgegeben wird. Da die Strom-Spannungswandlung auf der Platine (und damit nahe am AD-Wandler) stattfindet und die Übertragung des Messwerts durch einen Strom stattfindet, sind Störungen durch Netzbrummen etc. viel geringer als beim LM335

Vorteile:

* relativ billig ([http://www.reichelt.de/?ARTICLE=10468 Reichelt 0,54 €])

Nachteile:
* benötigt A/D-Wandler
* Bereich 0°C-70°C

Ähnliche ICs:
* AD592 (Ausgangsstrom 1µA pro Kelvin, absolute Temperatur) [http://www.reichelt.de/?ARTICLE=3825 Reichelt: 3,75 €], Conrad 174912 8,50 €

=== SMT160-30 ===

Ist ein Zwischending zwischen Digital und Analog. Sein Ausgangssignal ist ein digitales PWM-Signal, zu dessen Messung man am besten den Input-Capture-Eingang eines Mikrocontrollers verwendet. Man kann ihn also wie einen analogen Sensor nur indirekt auslesen, anstatt über einen AD-Wandler hier über einen Timer.

Vorteile:
* Digitales PWM-Signal ist unempfindlich gegen Störeinflüsse
* gibt es in SO8, TO18, TO92 und TO220, gut befestigbar, z.B am Kühlkörper
* linear
* kein Abgleich nötig

Nachteile (viele):
* benötigt Timer
* jittert extrem, genaue Messungen nur über Mittelung / Filterung möglich
* nicht nur das PWM-Verhältnis, sondern auch die Frequenz ist temp-abhängig (1-4kHz)
* teuer (Farnell 10,90€ +16%, Conrad 9,xx€ , www.hy-line.de ??).
* TO92 Gehäuse ist günstiger, dafür weniger genau

Links:
* http://www.hy-line.de/co/sensor-tec/hersteller/smartec/smt-160-30/index.html

=== Thermoelement ===

Ein Thermoelement besteht im einfachsten Fall aus zwei ungleichen Metallendrähten, die an einem Punkt miteinander verbunden sind und bei dem die Verbindungsstelle einer anderen Temperatur ausgesetzt ist als die offenen Enden der Drähte. An den offenen Enden der Drähten entsteht eine Spannung (Thermospannung). Dieser Effekt wurde 1821 von Thomas Seebeck entdeckt ([http://de.wikipedia.org/wiki/Seebeck-Effekt Seebeck-Effekt] bei Wikipedia). Eine weitere Anwendung ist der thermoelektrische Generator ("Thermogenerator").

* MCP3421 18bit ADC 15SPS, I2C, auch mit andere Auflösungen erhältlich, Thermoelement kann direkt angeschlossen werden! (Reichelt : 2,10€)

Vorteil:
* über einen sehr weiten Temperaturbereich einsetzbar

Nachteil:
* die sehr geringen Temperaturspannungen im Mikrovoltbereich benötigen eine sehr gute Auswertelektronik (guter Analogteil + AD-Wandler). (aber: beachte MCP3421)

* Misst nur Temperaturdifferenz

Links:

* [http://www.sensorwell.at/fileadmin/templates/images/data_sheets/temperatur_messtechnik.pdf Warum Thermoelemente Relativtemperaturen messen! oder Was ist eine Kaltstelle?] - Technische Information von www.sensorwell.at (PDF, ca. 600kB)

=== indirekte Messung über die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit ===

Acoustic Thermometry Measures Temperature To 0.1 Degree
http://www.linear.com/solutions/1558
AN131 http://www.linear.com/docs/39793 (PDF momentan nicht verfügbar) -->
http://www.mikrocontroller.net/topic/307557#new

== Digitale Temperatursensoren ==

=== AM2301 / DHT21 ===

Low Cost One-Wire Sensoren

* Stromversorgung: DC 3.3 - 5.2 V
* Ausgangssignal: 1-Draht-Bus - digitales Signal (One wire)
* Sensorelement: Polymer Feuchtigkeits-Kondensator
* Messbereich:
* Luftfeuchtigkeit: 0 - 100 % relative Luftfeuchte
* Temperatur: -40 °C bis +80 °C
* Genauigkeit:
* + - 3 % (Luftfeuchtigkeit)
* + - 0.5 °C (Temperatur)
* Auflösung oder Empfindlichkeit:
* Feuchtigkeit 0,1 % RH
* Temperatur 0.1 °C

Relativ großer Sensor, gibt es auch kleiner als DHT11 / DHT22 mit Drahtanschlüssen.
DHT11 :
* Genauigkeit:
* + - 5 % (Luftfeuchtigkeit)
* + - 2 °C (Temperatur)

Kosten ca. 2,00 € (Ali) ... 8,00 € (deutsche eBay Versender)

=== DS1621 ===

Der DS1621 ist Temperatursensor und A/D-Wandler in einem. Er gibt seine Daten per [[I²C]]-[[Bus]] aus. Ein Schaltplan für einen elektronischen Thermometer mit diesem IC findet sich [http://www.myplace.nu/avr/thermo/ hier].

Eine Library für den AVR: https://sourceforge.net/projects/ds1621avr/

Vorteile:
* bereits kalibriert
* kein A/D-Wandler nötig
* da I²C ein Bus ist, kann man mehrere DS1621 und andere I²C-Bausteine zusammen anschließen und braucht dafür trotzdem nur zwei I/O-Ports.
* Messbereich -55°C to +125°C
* Genauigkeit +-0,5°C
* Auflösung besser 0,01°C, wenn man die beiden Zählerregister (Count-Remain und Count-per-C) auswertet

Nachteile:
* teuer (Segor 5,80€; RS 3,95€; Conrad 5,22€)
* obwohl die meisten Register [[Speicher#NVRAM | nichtflüchtig]] sind, kann man ihn nicht als Stand-Alone-Thermostat einsetzen, da er erst nach einem Start-Conversion-Befehl zu messen beginnt.

Nachfolger:
* DS1631, DS1631A (Auto-Start-> Stand-Alone-Thermostat), DS1731
* weitere Stand-Alone-Thermostaten: DS1821, DS1629

=== LM75 ===

Der LM75 ist so ähnlich wie der DS1621, allerdings nur in SMD erhältlich und nicht so genau. Er ist aber öfters mal auf PC-Mainboards zu finden, so dass man beim Schlachten eines solchen günstig an einen Temperatursensor kommen kann. Eine Beispiel Schaltplan mit einem ATmega8 findet man [http://www.ucblog.de/2010/09/mikrocontroller-thermometer-schaltplan/ hier]

Vorteile:
* bereits kalibriert
* kein A/D-Wandler nötig
* I²C-Bus Ausgang
* billiger als DS1621 (Reichelt 1,45 €; RS 3V: 3,75€; 5V: 2,72€)
* Auflösung +-0,5°C

Nachteile:
* nur im SMD-Gehäuse erhältlich
* relativ ungenau (+-2°C), kann man jedoch kalibrieren / kompensieren

Kompatible Typen:
* AD7415ART
* DS7505S+

=== LM76 ===

Der LM76 ähnlich dem LM75, bietet aber eine 8-fach höhere Auflösung und eine Genauigkeit von 0.5 bzw. 1°C.

Vorteile:
* höhere Auflösung
* höhere Genauigkeit

Nachteil:
* schwerer zu beschaffen

=== TMP175 / TMP75 ===

Ähnelt dem LM75 stark! Temperatursensor von Texas Instruments.

Links:

[https://github.com/ManuelSchneid3r/RaspberryPi/blob/master/sensors/src/tmp.c Linux Kommandozeilen Tool für den Zugriff]

=== DS18S20 / DS18B20 ===

Der DS18S20 (Nachfolger des DS1820) und DS18B20 sind scheinbar Temperatursensoren und A/D-Wandler in einem. Wenn man genauer hinschaut, stellt man fest, dass es sich um direktwandelnde Sensoren handelt. Die Temperatur wird ohne Umweg über eine analoge Zwischengröße (Spannung oder Strom) in ein digitales Signal überführt.

Die Datenkommunikation erfolgt über ein 1-Wire-Interface, wodurch man am [[Mikrocontroller]] mit nur einem einzigen I/O-Pin auskommen kann. Außerdem beherrschen sie die parasitäre Stromversorgung, d.h., man braucht für Daten und Stromversorgung zusammen nur zwei Leitungen.

Beim DS18B20 sind Auflösungen von 9, 10, 11 und 12 Bits konfigurierbar. Je kleiner die Auflösung, desto kürzer ist die Messzeit. Der DS18S20 hat eine feste Auflösung von 12 Bits, wobei die unteren 4 Bits aufwändiger auszuwerten sind als beim DS18B20. Der DS18S20 ist als Ersatz für den DS1820 gedacht. Der Hersteller empfiehlt den DS18B20 für Neuentwicklungen.

Fehlervermeidung
* An jeden Sensor einen 100 nF Keramikkondensator.
* Pull Up kleiner, statt 4k7 nur 2k2 oder 1k0.
* Noch einen Widerstand von 10 Ohm, oder 46 ... 100 Ohm in REIHE zum AVR-Ausgang schalten, damit die Flanken flacher werden und Reflektionen unterdrückt werden.
* Dünne Anschlussleitungen verwenden, damit wenig Wärme durch die Anschlussleitungen übertragen wird. z.B: 0.2mm Cu-Lack-Draht verwenden, zumindest für die letzten 5 cm.

Vorteile:
* bereits kalibriert
* Genauigkeit +-0,5°C
* 1-Wire-Ausgang

Preise:
* 2020: Reichelt: 1,60€ / CSD: 1,59€ / Conrad 5,08€
* 2022-10-05 DS18S20: Reichelt 18,50€ / Pollin 12,95€ / Conrad: 28,99 €
* 2022-10-05 DS18B20: Reichelt 3,80€ / Pollin 4,49 ; 7,90€ / Conrad: 7,99 €

Links:
* [https://www.ramser-elektro.at/1wire-sensor-zu-0-10v-konverter Zweikanaliger DS18B20 auf 0-10V Messumformer]
* [http://www.avr-projekte.de/ds18b20.htm Ein oder mehrere DS18B20 DS18S20 über Romcode einlesen. AVR-Assembler]
* [http://pic-projekte.de/wiki/index.php?title=Ansteuerung_eines_DS18S20 Ansteuern eines DS18S20 in C (PIC)]
* [http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/DS18S20.pdf Datenblatt DS18S20]
* [http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/DS18B20.pdf Datenblatt DS18B20]
* [http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/4377 Vergleich DS18B20 <-> DS18S20]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/6505 Code zur Ansteuerung (ASM ATTiny12)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14792 Code zur Ansteuerung (AVR-GCC)]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/494918 Fehlervermeidung]
* [http://gandalf.arubi.uni-kl.de/avr_projects/tempsensor/ Code zur Ansteuerung mit CRC-Prüfung (AVR-GCC)]
* [http://www.schramm-software.de/tipps/temperaturmessung/digitalsensoren.htm Code zur Ansteuerung mit CRC-Prüfung (AVR-Assembler)]
* [http://chaokhun.kmitl.ac.th/~kswichit/avrthermo/avrthermo.html LED-Thermometer mit AT90S2313 (C)]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/read-4-248219.html Webserver zur Ansteuerung von bis zu 63 Bausteinen]
* [http://www.teslabs.com/openplayer/docs/docs/other/ds18b20_pre1.pdf PDF Anleitung zur Beschaltung und Programmierung (C)]
*[http://www.digitemp.com/building.shtml Anleitung Sensorfühleraufbau (DigiTemp)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14792 Forumsbeitrag]: Onewire + DS18x20 Ansteuerung in C
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/232156 Forumsbeitrag]: Timing der parasitären Versorgung
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/387139#4602608 Projekt]: Onewire + DS18x20 Bibliothek

=== DS1822 ===

Ähnlich wie DS18S20, aber weniger genau (+-2°) und in großen Stückzahlen billiger. Wegen der geringeren Verbreitung kommt der Preisvorteil aber bei Einzelstücken nicht beim Kunden an. So kostet er bei Reichelt mit 3,50€ mehr als der DS18S20.

=== DS1921 / DS1922 ===

Sind wie die DS1821 1-wire-Sensoren mit zusätzlicher Logging-Funktion.
Im iButton-Gehäuse befindet sich eine Lithium-Zelle, eine RTC, CMOS-RAM und der Temp-Sensor. Nach umfangreicher Progammierung startet der Button seine Mission (Aufzeichnung des Temperaturverlaufs).
Gibt es auch mit zusätzlicher Feuchtemessung (DS1923).

=== TSic ===

Die TSic Sensoren werden baugleich von 2 Herstellern angeboten:
* IST AG ([http://www.ist-ag.com/en/products-services/temperature-sensors Homepage])
* B+B Thermo-Technik ([https://shop.bb-sensors.com/Temperaturmesstechnik/Temperatursensoren/Digitaler-TSic-Temperatursensor-TO92.html Homepage])

Die TSic Sensoren ([https://shop.bb-sensors.com/out/media/Datasheet_Digital_Semiconductor_temperatur_sensor_TSIC.pdf Datenblatt]) geben ihre Temperaturmessdaten automatisch in einem festen Intervall aus. Daher muss der Host nur warten bis die nächsten Messdaten rausgeschickt werden. Die TSic Sensoren die es im freien Handel gibt, geben ihre Messdaten alle 100ms (10Hz) aus.
Zur Übertragung wird das [http://www.ist-ag.com/eh/ist-ag/resource.nsf/imgref/Download_ZACWireAppNotes.pdf/$FILE/ZACWireAppNotes.pdf ZACwire] Protokoll benutzt. Es handelt sich um eine einfach zwei Byte Übertragung per Manchester-Code. Diese zwei Byte repräsentieren den digital gewandelten Temperaturwert. Im Gegensatz zu Sensoren wie den DS18xxx von Dallas muss dieser Wert aber erst auf einen dezimalen Wert umgerechnet werden.
Die Sensoren kommen mit 3 Pins aus (VCC, GND, Dout).

Vorteile:
* Bereits kalibriert
* Verschiedene Genauigkeiten lieferbar
* Sehr einfaches Kommunikationsprotokoll
* Geringer Stromverbrauch
* Hochgenau: bis zu +/- 0.1°C (TSic 50x)

Nachteil:
* Recht teuer (Reichelt: 4,70€ für den TSic206)
* Nur ein Sensor an einem I/O nutzbar (Kein Bussystem)

Achtung!
Die TSic Sensoren gibt es auch als Version mit analog Ausgang. Bei der Typenbezeichnung gibt die 3. Stelle an ob es sich um die analog- oder Digitalversion handelt (1 = analog, 6 = digital).
Der TSic201 ist also analog, wärend der TSic206 ein digitaler ist.

Links:

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/283615#3025721 ZACwire Protokoll im Logic Analyzer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/159774?goto=3157908#3157908 C-Code, (ohne Interrupt und ohne Timer) Sensor wird eingeschaltet->gelesen->ausgeschaltet]
* [http://www.avr-projekte.de/zacwireasm.htm Zacwire Protokoll, AVR-Assembler]
* [http://www.loetstelle.net/projekte2/tsic306/tsic306.php GCC AtMega8 Interruptgesteuerte Statemachine für TSIC206/306]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/45573#347765 Ansatz zum Empfang der Daten]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/225554# Beispiel mit Strobe ohne Interrupt]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/82087 Diskussion mit Beispielcode (MSP430, AVR, PIC) blockierend]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/144424#1367539 C++ Interrupt]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/88847 noch mehr C, problematisch Interrupt]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/151791#1426974 C für ATmega8]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/159149#1510455 auch problematisch]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/188462#1837622 fertiger Code zum Einlesen des Zacwire-Protokolls für PIC in ASM]
* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=55103 RN: Bascom]
* [http://www.avr-projekte.de/tinyclock.htm TSIC206 Thermometer mit Uhr und Kalender. Komplette Bauanleitung mit ASM Quellcode für AT-Tiny2313]
* [http://www.andeanelectronic.com/?Supporte___Arduino_con_TSic306%2CTSic506_y_TSic716 TSIC Routinen für Arduino von Andean Electronic aus Peru - Quelltext Dokumentation in Englisch]

=== SHT3x ===

Von [http://www.sensirion.com Sensirion] die aktuellen Versionen (2020) der Temperatur/Feuchte Sensoren

Vorteile:
* I2C
* Tempertur: +-0.3°C (SHT30) - +-0.1°C (SHT35)
* Temperaturbereich von -40 – +90°C
* Feuchtigkeit mit einer Genauigkeit von +-3 (SHT30) - 1.5%RH (SHT35)

Nachteile:
* nur als SMD-Package, gibt aber diverse Breakout-Boards zum Beispiel bei Adafruit oder Tindie [https://www.tindie.com/products/closedcube/sht35-d-digital-humidity-temperature-sensor/]

=== SHT1x/SHT7x (End of Life) ===

Der SHT1x/SHT7x (SHT10, SHT11, SHT15, STH71, SHT75) sind kombinierte Temperatur- und Feuchtesensoren von [http://www.sensirion.com Sensirion]. Sie unterscheiden sich in Bauform und Genauigkeit.

Vorteile:
* digitale Schnittstelle mit einfacher [[I²C]]-''ähnlicher'' Ansteuerung
* keine Kalibrierung notwendig
* Beispielcode (C, MC51) auf der Sensirion-Seite verfügbar (relativ leicht portierbar)
* interne Heizelemente (Funktionsprüfung, "raue" Umgebung)
* Spannungsmonitor ("Battery fail")
* sehr hohe Genauigkeit

Nachteile:
* kann nicht am [[I²C]] Bus betrieben werden, theoretisch gleiche Clockleitung möglich, fixe Adresse
* relativ teuer (Farnell 18,60€)(SHT11 bei CSD 14€)

[http://www.sensirion.com/de/produkte/feuchte-und-temperatur/ Übersicht] der Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren von Sensirion.

=== SHT21 (End of Life) ===

[http://www.sensirion.com Sensirion] bietet auch den SHT21 Feuchtigkeits- und Temperatursensor an, welcher wesentlich genauer ist.

Vorteile:
* I2C digital, PWM and SDM/analog Volt Ausgabe
* Maximal 5 Messungen/s @ 14bit
* Temperaturbereich von -40 – +125°C
* Feuchtigkeit mit einer Genauigkeit von +-2%RH
* Günstig (3-4€ Farnell/RS 2014)

Nachteile:
* nur als SMD-Package

Application Notes und Datenblätter findet man [http://www.sensirion.com/en/products/humidity-temperature/humidity-sensor-sht2x/ hier].

=== ADT7310 / ADT7xxx-Familie von AD ===

Der [http://www.analog.com/en/sensors/digital-temperature-sensors/adt7310/products/product.html ADT7310] von [http://www.analog.com/ Analog Devices] besitzt eine Auflösung von 16 Bit und eine Genauigkeit von ±0.5°C im Bereich von −40°C bis +105°C.

Vorteile:
* Ansteuerung per [[SPI]] ADT73xx oder [[I2C]] ADT74xx
* keine Kalibrierung notwendig
* hohe [[Auflösung und Genauigkeit]]: 16 Bit
** ADT7x02 2,00°
** ADT7x01 1,00°
** ADT7x10 0,40 / 0,50°
** ADT7x20 0,20 / 0,25°
* auch für automotive / als Die lieferbar
* programmierbarer [[Interrupt]]ausgang für Unter- und Übertemperatur
* relativ günstig (ca. 3-8€ bei Digi-Key, Stand 12/2011)

Nachteile:
* TBD

NB: ONsemi hat auch Temperatursensoren mit der Bezeichnung ADT7xxx, verwendet aber ein anderes Namensschema

=== TSYS01 / G-NICO-018 von Measurement Specialties Inc. ===
* sehr hohe [[Auflösung und Genauigkeit]]: 0,10° @ -5°C … +50°C 16/24 Bit
* Gehäuse 16-VQFN Exposed Pad
* SPI / I2C über Pin auswählbar
* Preis: 8,60 (4,40 @1k) bei Digikey
kleiner Nachteil: der Sensor liefert den ADC-Wert und die Kompensationskonstanten (5 Polynom-Koeffizienten), mit denen im µC die Temperatur berechnet werden muss.

=== SE95 ===

Der [http://www.nxp.com/documents/data_sheet/SE95.pdf SE95] von NXP hat 13 Bit Auflösung, Genauigkeit ±2°C im Messbereich von -55°C bis +125°C, I²C, Gehäuse SO8 und TSSOP8. Einzelstück-Preis bei Segor 1,50€ (2012/I)

=== Bosch Sensortec BMP085 / BMP180 ===
Die BMP085 (bzw. der verbesserte, aber Pin- und Software-komapatible Nachfolger BMP180) sind eigentlich Luftdrucksensoren, die jedoch auch einen Temperatursensor mitbringen. Der Anschluss erfolgt über I2C.

Vorteile:
* Wenig Stromverbrauch (5µA bei 1 Messung/s)
* Liefern Luftdruck gleich mit
* Absolute Genauigkeit (+-1°C typ. über kompletten Temperaturbereich). Relative Genauigkeit ist im Datenblatt nicht spezifiziert, gemessen gegen einen SHT11 ca. +-0.1°C.
* Auflösung: 0.1°C mit Herstellercode, mehr ist möglich (16Bit)
* Fertige Platinen für wenig Geld verfügbar (ca. 1,70€ inkl. Versand aus China)

Nachteile:
* Sehr aufwändige Linearisierung (Kalibrationskoeffizienten sind im Sensor gespeichert, müssen aber vom Host-µC verrechnet werden. Code ist im Datenblatt)
* Nur als SMD
* Bei Reichelt und Conrad nicht erhältlich.

Preis: Ebay 1,70€ (mit Platine, China), Aliexpress 1,10€ (nackter Chip, China, mind. 10 Stück sonst auch ca. 1,70€)

=== Bosch Sensortec BME280 / BME680 ===
* I2C-Sensor für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck (BME680 = BME280 + Luftgüte)

Vorteile:
* Breakout-Board BME280 Aliexpress ~2,20€, BME680 Watterott 15,95€
* Bosch-eigene Bibliotheken für gängige Mikrocontroller, Android und RaspberryPi
* Arduino-Bibliotheken von Adafruit, Sparkfun und Watterott
* Minimaler Platzbedarf
* SMT ermöglicht doppelseite Platine mit BME280/BME680 auf Frontseite und restlicher Elektronik auf Rückseite

Nachteile
* Ball-Grid-Array Reflow, manuelles Löten nur mit Breakout-Board oder Vias möglich

Bibliotheken/Datenblätter/Herstellerinformation:
* BME280: https://www.bosch-sensortec.com/bst/products/all_products/bme280
* BME680: https://www.bosch-sensortec.com/bst/products/all_products/bme680

Projekte/Code
* [ASM] [https://www.mikrocontroller.net/topic/506743#6473604 BME280 mit OLED Display am ATmega808]
* [ASM] [https://www.mikrocontroller.net/topic/506743#6495985 BME280 mit OLED Display am ATtiny85]

Preis: BME280 / BME680 Reichelt 5,20€ / 9,45€, Conrad 8,33€ / xxx, Aliexpress ~2,50€ / ~15,-€

=== HDC1080 ===
Der HDC1080 von Texas Instruments kombiniert einen digitalen Luftfeuchtesensor mit Temperaturmessung. Der Anschluss erfolgt über IC2.

Merkmale:
* geringe Stromaufnahme (1,3 µA bei 1 Messung/s)
* gleichzeitige Luftfeuchtemessung möglich
* Spannungsversorgung: 2,7 bis 5,5 V
* Genauigkeit: +/-0,2 °C typ. (im Temperaturbereich zwischen 5 bis 60 °C)
* Auflösung Temperatur: 11/14 bit wählbar
* Maximale Dauer einer Messung: 6,5 ms
* eingebautes Heizelement (gegen Feuchtigkeitskondensation, per Konfigurationsregister einschaltbar)
* Herstellerseitig kalibriert
* einfache Umrechnung
* Gehäuse: SMD 6-Pin PWSON (3x3 mm)

Erhältich als Pmod (''PmodHygro'' von Digilentic) und in Breakoutboards zahlreicher anderer Hersteller.

== Preisübersicht ==

{| class="wikitable"
|+ '''Preisübersicht 11/2012'''
|-
! Bauteil || Segor || RS-Components || Conrad || Farnell || Reichelt || DigiKey
|-
| AD592 || 21,40 || 5,74 || 6,43 || 5,90 || 3,95 || 4,61
|-
| ADT7310 || - || - || - || 4,56 || - || 3,02
|-
| ADT7410 || - || 3,35 || - || 2,71 || - || 3,02
|-
| DS1621 || 7,60 || 5,29 || 5,08 || 5,65 || - || 4,54
|-
| DS1629 || 8,70 || 8,68 || - || 5,00 || 6,50 || 7,65
|-
| DS1631 || 8,00 || 2,91 || - || 3,11 || - || 3,94
|-
| DS1731 || - || - || - || 9,79 || - || 3,81
|-
| DS1821 || 5,90 || 5,27 || 6,27 || - || - || 5,05
|-
| DS18B20 || 2,50 || 3,06 || - || 3,26 || 3,20 || 3,93
|-
| DS1921 || - || 26,15 || - || - || - || 21,13
|-
| DS1922 || - || 62,00 || - || - || - || 43,11
|-
| DS1923 || - || 97,96 || - || - || - || 80,30
|-
| KTY81/121 || - || - || - || 0,79 || 0,59 || 0,85
|-
| LM75 || 1,50 || 0,68 || 3,64 || 0,81 || 1,45 || 0,82
|-
| LM76 || - || 2,83 || - || 3,02 || - || 2,39
|-
| LM135 || 10,10 || 10,28 || - || 8,95 || 7,95 || 10,26
|-
| LM235 || - || - || - || 1,80 || 1,40 || 1,26
|-
| LM334 || 0,90 || 0,72 || 1,67 || 1,01 || 0,49 || 0,74
|-
| LM335 || 1,30 || 0,56 || 1,92 || 0,55 || 0,71 || 0,80
|-
| PT100 || 3,80 || 3,99 || 4,00 || 9,79 || 4,27 || 0,68
|-
| SE95 || 1,50 || 0,63 || - || 1,45 || - || 1,00
|-
| SHT11 || 26,00 || 24,38 || 33,20 || 25,65 || - || 36,76
|-
| SHT15 || - || 27,69 || 36,30 || 28,72 || - || -
|-
| SHT21 || 29,50 || 18,10 || - || 21,16 || - || -
|-
| SHT71 || 25,40 || 29,06 || 36,89 || 30,88 || - || -
|-
| SHT75 || - || 33,77 || 42,48 || 35,52 || - || -
|-
| SMT160-30 || - || 9,28 || 8,14 || 12,38 || - || -
|-
| TMP75 || - || 0,80 || - || 0,85 || - || 1,37
|-
| TSic206 || - || - || 5,84 || - || 4,20 || -
|}

== Siehe auch ==

* [https://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=temperatur* Beiträge im Forum]
* [[Feuchtesensor]]

[[Kategorie:Sensorik]]

Giess-o-mat

2021-08-18T04:30:01Z

Fred ram: /* Technik */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://shop.thomasheldt.de/product_info.php?info=p89_giess-o-mat-sensor-pcb.html Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert: 
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Hier gibt es ein Projekt mit einem WeMos D1 Mini 1 / ESP-8266 : 
https://github.com/LukasK13/ESP-8266-Plant-Watering-V3

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch: 
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oder gleich ein fertiges Arduino shield: 
https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

Hier wurde ein Automatisches Gewächshaus mit Raspberry PI und den Gies-O-mat Sensoren realisiert: 
http://thomas-geers.de/gewaechshaus.html 

Ein weiteres schönes Projekt, dass einen ESP32 UND Arduino nano verwendet: 
https://www.xythobuz.de/giessomat.html 

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2021-08-18T04:29:21Z

Fred ram: /* Die Hardware */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://shop.thomasheldt.de/product_info.php?info=p89_giess-o-mat-sensor-pcb.html Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Hier gibt es ein Projekt mit einem WeMos D1 Mini 1 / ESP-8266 :
https://github.com/LukasK13/ESP-8266-Plant-Watering-V3

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oder gleich ein fertiges Arduino shield:
https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

Hier wurde ein Automatisches Gewächshaus mit Raspberry PI und den Gies-O-mat Sensoren realisiert: 
http://thomas-geers.de/gewaechshaus.html 

Ein weiteres schönes Projekt, dass einen ESP32 UND Arduino nano verwendet: 
https://www.xythobuz.de/giessomat.html 

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2021-08-18T04:28:34Z

Fred ram: /* Die Hardware */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://shop.thomasheldt.de/product_info.php?info=p89_giess-o-mat-sensor-pcb.html Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Hier gibt es ein Projekt mit einem WeMos D1 Mini 1 / ESP-8266 :
https://github.com/LukasK13/ESP-8266-Plant-Watering-V3

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oder gleich ein fertiges Arduino shield:
https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

Hier wurde ein Automatisches Gewächshaus mit Raspberry PI und den Gies-O-mat Sensoren realisiert:
http://thomas-geers.de/gewaechshaus.html

Ein weiteres schönes Projekt, dass einen ESP32 UND Arduino nano verwendet:
https://www.xythobuz.de/giessomat.html

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

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Giess-o-mat

2021-08-11T04:01:06Z

Fred ram: /* Die Feuchtigkeitssensoren */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://shop.thomasheldt.de/product_info.php?info=p89_giess-o-mat-sensor-pcb.html Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Hier gibt es ein Projekt mit einem WeMos D1 Mini 1 / ESP-8266 :
https://github.com/LukasK13/ESP-8266-Plant-Watering-V3

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oder gleich ein fertiges Arduino shield:
https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

Hier wurde ein Automatisches Gewächshaus mit Raspberry PI und den Gies-O-mat Sensoren realisiert:
http://thomas-geers.de/gewaechshaus.html

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2020-01-21T13:49:28Z

Fred ram: /* Die Hardware */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://shop.thomasheldt.de/product_info.php?info=p89_giess-o-mat-sensor-pcb.html Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oder gleich ein fertiges Arduino shield:
https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

Hier wurde ein Automatisches Gewächshaus mit Raspberry PI und den Gies-O-mat Sensoren realisiert:
http://thomas-geers.de/gewaechshaus.html

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Elektronikversender

2018-08-20T13:04:42Z

Fred ram: /* IT-WNS */

Die Vor- und Nachteile von verschiedenen Elektronik-Versand-Händlern werden relativ häufig im Forum diskutiert. Diese Diskussionen führen nicht selten zu weitestgehend gleichen Ergebnissen. In diesem Artikel sollen daher die Argumente, die für oder gegen einen bestimmten Elektronik-Versender sprechen, zusammengetragen werden. Sobald diese Liste einigermaßen vollständig ist, würde dies sicher einige Diskussions-Threads und/oder Flame-Wars überflüssig machen. 
Bei ausländischen Versendern sind generelle Infomationen zur Handhabung von Versand, sowie Zoll und Abgaben nützlich. Bitte aber hier nicht jedesmal wieder die kompletten Zoll-Details eintragen, dafür gibt es den Artikel [[Zoll und Abgaben]]

Diese Liste erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit, d.h. wenn ihr einen Versender kennt, der hier noch nicht aufgeführt ist, dann nennt wenigstens die URL und den Namen. Den Rest können auch andere besorgen, die den Versender ebenfalls kennen!

* '''Diese Seite kann nur von angemeldeten Benutzern bearbeitet werden!'''

* Bitte nur Firmen eintragen die versenden. Für reine Ladengeschäfte gibt es [[Lokale Elektroniklieferanten]]. Versender die auch ein Ladengeschäft betreiben können in beide Listen eingetragen werden.

* Bitte nur Firmen eintragen, die unter anderem Elektronikbauteile, -bausätze und z.B. Messgeräte versenden. Für andere Materialien gibt es [[Eisenwarenversender]] (die Liste dort enthält nicht nur Eisenwarenversender).

* Nur Versender eintragen die ohne Bettelei, ohne Rumgezicke oder ähnliches an Privatpersonen verkaufen (eventuell über Umwege). Also '''B2C, kein B2B'''!

* Bitte ergänzt nur allgemeine Sachen (z. B. "liefert immer vollständig", "günstig" oder "große Auswahl"), aber nicht Sachen wie "mein ATMega 128 hatte verbogene Beine"!

* Bitte auch die alphabetische Sortierung beibehalten!

* Keinen Spam von Firmen, besonders nicht, wenn sie nicht an Privatpersonen verkaufen. Wer uns nichts verkaufen will soll bitte draußen bleiben.

* Nur in Ausnahmefällen Firmen die keinen oder keinen funktionsfähigen Onlineshop betreiben eintragen.

* Bitte veraltete Einträge updaten oder, wenn die Firma nicht mehr auffindbar ist, löschen.

__TOC__

== Liste der Versender ==

=== AATiS ===
Homepage: http://www.aatis.de

* Arbeitskreis Amateurfunk und Technik in der Schule e.V.
* Bausätze speziell auch für Elektronik-Anfänger, Schüler
* Literatur, Seminare für Lehrer

=== AK Modul Bus Computer GmbH ===
Homepage: http://www.ak-modul-bus.com/stat/produkte.html

* Interfaces, Messmodule, Funktionsmodelle, Experimentiersysteme
* Entwicklungssysteme, Baugruppen, Elektor, Zubehör, Bauelemente
* Software, Lernpakete, Bücher, Sonderposten

=== AliExpress ===

Homepage: http://www.aliexpress.com/

Stellvertretend für "aus China": In der Regel versandkostenfrei und bis 26€ ohne Einfuhrumsatzsteuer. Alternativ auch [http://www.banggood.com Banggood] oder [http://ebay.com ebay.com] (erste Browser-Sprache: Englisch), siehe auch [[China SUPER Bauteile-Schnäppchen Thread-Wiki]].

=== Allpax ===
Homepage: http://www.allpax.de

* Liefert auch an Privathaushalte
* Keine Elektronik an sich, aber ggf. nützliches Zubehör: Größeres, übersichtliches Sortiment an ESD-Beuteln und -Folien, offen und mit Zippverschluss, Pink Poly und Metallisiert (High Shield). Preislich über Farnell, dafür findet man sofort, was man sucht...
* außerdem Ultraschallreiniger, Waagen und Folienschweißgeräte, sowie viel Fachfremdes
* Versandkosten: 8,33€ nach Deutschland, diverse EU-Länder 17,85€, Schweiz 34,51€; Versandkostenfrei in D ab 178,50€
* Gewährt scheinbar auch Privatkunden die Zahlung per Rechnung; bei Bankeinzug 2% Rabatt, bei Vorkasse und Abholung 3%

=== AME-Engineering ===
Homepage: http://www.ame-engineering.de

* Hochfrequenz-Spezialitäten, Amateurfunk

=== Amidon ===
Homepage: http://www.amidon.de

* Sehr großes Sortiment, vorallem für seltene Bauteile, z. B. Dioden

=== Andy's Funkladen ===
Homepage: http://www.andyfunk.de

* Alles für Amateur- und CB-Funk
* Bauteile und Gehäuse

=== Anvilex ===
Homepage: http://shop.anvilex.com/index.html

* Liefert sehr günstige Break-Out Boards für diverse Packages
* Hat einige einfache und günstige Programmer auch für FPGAs etc

=== Atzert Technik-Discounter ===
Homepage: http://www.atzert-technik.de

Früher ''MEGAKICK Electronic Stores'', dann ''EFB-Electronic Versand'', danach ''Atzert-Elektronik Versand''.

Shop offline. Man wird auf ETT für gewerbliche Kunden verwiesen.

* Mindestens schon der vierte Name und die vierte Webseite für den Endkunden-Versand von [[Elektronikversender#ETT|ETT]]. ETT liefert sonst nur an gewerbliche Kunden.
* Ladengeschäfte in Bielefeld, Braunschweig, Bremen, Hamburg und Berlin.
* Die Preise schwanken im Vergleich zu anderen Anbietern, welche ebenfalls ETT-importierte Produkte führen, mal nach oben, mal nach unten.

=== AVOLTA ===
Homepage: http://www.avolta.de

* Umfangreiches Sortiment im Bereich Schalter + Steckdosen, Haustechnik, KNX, Beleuchtung
* Verkauft an Endverbraucher und Firmenkunden
* sehr schnelle Lieferung mit guter Logistik
* Fachberatung
* Fachausstellung mit 120 Schalterdesigns.

=== Bassenberg Elektronik ===
Homepage: http://www.bassenberg.de

* Ladengeschäfte in Braunschweig und Neumünster
* Beschafft auch nicht mehr gelistete und abgekündigte Bauteile
* Liefert auch an Privat

=== Batterie24 ===
Homepage: http://www.batterie24.de

* Günstige Ultralife & Saft Lithium Batterien sowie FGS Bleiakkus
* z.B. 10 Ultralife Lithium Batterien 9V Block 52,00 Euro (Stand: Okt. 2014)
* Anwendungen: z.B. Rauchmelder, Babyphone, Garagentoröffner, Sicherheitssysteme und Alarmanlagen

=== Batronix ===
Homepage: http://www.batronix.com
* Gute Auswahl an Messgeräten (Oszis, Multis, Logik-/Spektrumanalyzer, Thermometer), aber auch Lötequipment und Labornetzteile
* Premium-Distributor für Rigol und Owon, d.h. bevorzugte Belieferung bei Engpässen gegenüber anderen Händlern
* Bausätze, Programmieradapter für Microcontroller-Applikationen
* Liefert auch an Privat
* Versand per DHL
* Bezahlung via Rechnung (unter Vorbehalt und nicht bei abweichender Lieferadresse), Paypal, Nachnahme, Kreditkarte oder Vorkasse

=== BAZ Spezialantennen ===
Homepage: http://www.spezialantennen.de

* Antennen für Amateurfunk, ISM, WLAN usw.

=== bed - elektronik ===
Homepage: http://www.bed-elektronik.de

* Restposten aktive und passive Bauelemente
* sehr günstige Preise
* alles ab Lager lieferbar
* Versand an Privat
* ab 60 EUR versandkostenfrei

=== Bfi-Optilas ===
Homepage: http://www.bfioptilas.de

* Kein Onlineshop
* spezialisierter Distributor für Hochfrequenzhalbleiter und Optik

=== BG-Electronics.de ===
Homepage: http://www.bg-electronics.de

* Online Shop für aktive und passive elektronische Bauelememte
* günstige Preise
* alle Artikel ab Lager lieferbar, daher kurze Wartezeiten
* weltweiter Versand
* zahlreiche Mengenrabatte
* viele Ersatzteile aus dem Audio-, CarHiFi und TV-Bereich



=== Box73 ===
Homepage: http://www.box73.de

Onlineshop des Funkamateur.

* Bauteile, Bausätze, Literatur aus dem Amateurfunkbereich
* Preise sind O.K.
* Bestellungen werden nur Di und Do bearbeitet
* Ab 50 EUR bei Bankeinzug portofrei.

=== Boxtec AG ===
Homepage: http://www.boxtec.ch

Onlineshop für Robotik

* Bauteile, Bausätze aus dem Bereich Robotik
* Preise sind O.K. ( Ausfuhr und Zoll beachten )
* Grosse Auswahl und Lieferfähigkeit
* Bestellungen können vor Ort abgeholt werden (in der Schweiz)oder zugesandt werden
* Wiki Seite dazu mit viel Info z.B. PIC und I2C Bus
* Online Hilfe möglich
* viele Info zu einzelnen Bauteilen
* eigenes Forum
* Regelmässig Treffen vor Ort

=== Bürklin OHG ===
Homepage: http://www.buerklin.com

* große Auswahl, hohe Verfügbarkeit
* sehr schneller Versand
* Ladengeschäft in Oberhaching (südlicher Landkreis München)

=== CBoden ===
* Homepage: http://shop.cboden.de/Bauelemente/
* Sehr wenige Bauteile, dafür oft günstiger als andere Versender
* Versandkosten in D: 2,50 Euro

=== CBsoft, s.r.o. (ltd.) ===
*Homepage: http://www.jjtubes.eu/
* Firma in der Slowakei
* Verkauft Röhren der Firma JJ
* englischsprachig
* Zahlungsmöglichkeiten in € mit Paypal und Kreditkarte

=== chiptrade.com ===
siehe [[#SE Spezial-Electronic AG|SE Spezial-Electronic AG]]

=== ConeleK Electronic ===
Homepage: http://www.conelek.com

* Sehr kleines Bauteileangebot (Röhren, Röhrensockel)
* Elektronik-Laborbedarf, insbesondere Nachfüllpackungen mit Steckbrett-Drahtbrücken
* Werkzeug für Elektronik
* Stromversorgungen
* Versand an Privat
* Versandkosten bis 25kg, Vorkasse 5,90€ (Stand 04/2008)

=== Conrad ===
Homepage: http://www.conrad.de und http://www.business.conrad.de

* großes Angebot (für Bauteile den "Business"-Katalog beachten, der Hauptkatalog ist dahingehend etwas "dünn") (Anm.: Bauteile, die nur im Business-Katalog aufgeführt sind, sind in Ladengeschäften nur über Sonderbestellung zu bekommen, d.h. dort in aller Regel nicht vorrätig.)
* Positiv: Wirklich jedes Bauteil kann einzeln gekauft werden und wird nicht in dämlichen Verpackungseinheiten verkauft, so wie es bei den meisten anderen Elektronik-Lieferanten der Fall ist. Dies ist vor Allem für den Prototypenbau sehr hilfreich.
* relativ teuer jedoch bis zu 10% Rabatt für Schulen (bei genügend Umsatz)
* 21 Ladengeschäfte in Deutschland, sechs in Österreich (Megastores)
* positiv: Bei Business-Kunden wird der Rechnungsbetrag erst nach 14 Tagen abgebucht.
* haben einen (teuren) 24 Std. Lieferservice für Notfälle - Conrad garantiert aber nicht 100%ig für die Einhaltung der 24 Stunden. Bei Nichteinhaltung gibt es kein Geld zurück.
* Verfügbarkeit in Filialen kann Online überprüft werden.
* Verfügbarkeit in Filialen kann über zentale Rufnummer erfragt werden. Abholung bestellter Ware in Filialen möglich, aber trotzdem gleiche Versandkosten.
* Eigenmarken: u.a. Voltcraft, Renkforce


=== csd-electronics ===
Homepage: [http://www.csd-electronics.de/?pk_campaign=micro_sender csd-electronics.de]

* schnelle Lieferung, bei Lagerware am selben Tag ohne Aufpreis. Auf Wunsch Teillieferung.
* ATMEL, ICs, Passive und Mechanische Bauteile, Platinen- und Lötzubehör, u.a.
* ca. 6200 Bauteile lagernd
* günstig
* Mengenrabatte für fast jedes Produkt
* Lieferung auch an Privat
* Versand innerhalb Deutschlands:
* DHL: 4,50 EUR (ab 60 EUR versandkostenfrei)
* DPD: ab 5,50 EUR
* Versand EU-weit ab 2,99 EUR
* kein Mindestbestellwert
* Bauelemente, die nicht im Shop angeboten werden, können auf Anfrage beschafft werden.
* Zahlung per Vorkasse (3% Skonto), PayPal, Nachnahme, Kreditkarte.
* Zahlung per Rechnung, Bankeinzug nur für Stammkunden (ab 4 bis 5 Bestellung), Für Institute/Firmen direkt auf Rechnung möglich
* Abholung von Ware in Bonn-Dransdorf möglich
* Neuer Shop seit 17.08.2016

=== dad24 ===
Homepage, Shop: http://dad24.eu
E-Bay Shop: nicht mehr vorhanden 08/2018 (http://stores.ebay.de/Shop-dad24)

* Unterschiedliche Preise in den beiden Shops
* Kleiner, nicht sonderlich schöner Onlineshop (dad24.eu)
* Kleines Angebot. Lupenleuchten, Lötstationen, Labornetzgeräte, Messgeräte, etc. aus dem unteren Preissegment
* Jede Woche eine neue "Kategorie der Woche" auf dad24.eu. Produkte aus der Kategorie werden erst im Warenkorb mit einem Rabatt angezeigt, der auch gewährt wird.

=== Darisus ===
Homepage: http://www.darisus.de

* kompetente Beratung
* liefert sehr zuverlässig, in Notfällen auch Express
* Versand innerhalb Deutschlands ab 4,50 EUR
* Hat auch eine gute Auswahl an CPLDs und einige FPGAs diverser Hersteller

=== Digi-Key ===
Homepage (Deutschland): http://www.digikey.de

* optisch nicht besonders ansprechende, aber durchaus sehr funktionelle Website
* beheimatet in den USA, ein Logistikbüro gibt es in den Niederlanden
* kostenloser Versand ab 50€, darunter 18€ Versandkosten
* macht merkwürdige Plausibilitäts-Checks: wenn man privat über ihrem Dollar Limit (z.B. 400 Dollar bestellt) kommt sofort die Rückfrage nach Firmenname und Firmenadresse
* Rückfragen nach dem Verwendungszweck kommen ebenfalls schon bei der Bestellung bei bestimmten Bauteilen die der Exportkontrolle unterliegen
* Versand direkt aus den USA, dafür sehr flott mit UPS Express (in rund zwei bis drei Tagen da)
* riesiges Angebot, gewissermaßen ein Distributor der auch Kleinmengen an Privatpersonen liefert, entscheidend ist, dass der Hersteller des Produkts geführt wird
* kein anderer Anbieter, bietet so viele verschiedene passive Bauteile in kleinen Stückzahlen, z. B. SMD Widerstände in Bauform 01005 bis 2512 meist in verschiedenen Toleranzklassen und von verschiedenen Herstellern
* alle Bauteile mit Herstellerangabe, Digikey kauft ausschließlich direkt vom Hersteller
* Preise sind auf der deutschen Website in Euro inklusive etwaigem Zoll angegeben, allerdings ohne Mehrwertsteuer, die korrekt abgerechnet wird (d.h. man zahlt bei Versand nach Österreich 20% Mwst., nach Deutschland m.W.n. 19%)
* der Preis für im Warenkorb befindliche Ware wird für einen Monat garantiert und nur bei Mengenänderung aktualisiert (d.h. zwischenzeitliche Preisanpassungen, nach oben wie nach unten, bleiben unberücksichtigt)
* Meistens deutlich teurer als Reichelt, doch häufig die beste Anlaufstelle für Privatkunden wenn es um Spezialbauteile geht, und der Hersteller sich im Programm von Digikey befindet
* Zahlung per Kreditkarte (MasterCard, VISA, American Express) oder Vorauskasse (SEPA-Überweisung auf deutsches Konto bei der Commerzbank AG)

=== Display3000 ===
Shop: https://shop.display3000.com

* Kleiner Shop
* Spezialisiert auf Mikrocontroller-Komplettlösungen mit Farb TFTs
* Individualisierbare Controller-Module
* Entwickeln und Produzieren auch im Kundenauftrag
* Eigene Folientastaturen für Bopla Gehäuse
* Günstige Rigol-Geräte (sind nicht alle im Shop gelistet, per Mail anfragen)
* Vorauskasse, Paypal, Amazon Payment, Rechnung (große Firmen, Stammkunden)
* Mindestbestellwert 25 Euro

=== Display Electronics ===

Homepage: http://www.distel.co.uk (Zurzeit nicht erreichbar)

* In England
* Webseite = Augenkrebs
* Online-Shop versteckt hinter dem Search-Button auf der Homepage
* Restposten aller Art
* Mindestbestellwert 10 GBP

=== Eckstein-Shop ===
Homepage: https://eckstein-shop.de/

*Kein Mindestbestellwert
*Onlineshop aus Clausthal-Zellerfeld (Harz)
*alles zu den Themen Raspbarry Pi, Arduino, Makeblock
*und dazugehörige Elektronik Bauteile (Bildschirme, Motoren, Sensoren, usw.)
*Versand mit DHL für Kleinkram € 1,99 bzw. größere Sachen € 3,49
*Generell Versandkostenfrei ab € 50

=== eeTec.ch ===
Homepage: http://eetec.ch

*Kein Mindestbestellwert
*Onlineshop aus der Schweiz
*Elektronik Bauteile, Bausätze, Breakouts, Sensoren, Programer, LED, Robotik, Modellbau, Ardupilot/Arducopter und DIY Zubehör
*Arduino (kompatible) Shields und Boards
*Gratis Versand am Folgetag (in der Schweiz) bei vielen Produkten (alles unter 2cm)
*Generell Versandkostenfrei ab 100 CHF (CH)
*Versand in in die EU ab 1 Euro für (auf Anfrage)

=== endasmedia Shop ===
Homepage: http://endasmedia.ch

* Schweizer Standort! Versendet für 1-3 Euro Europaweit!
* kein Mindestbestellwert
* Bauelemente ('''STM32''', AVR, LCD, Kleinteile) und Bausätze sehr günstig
* Eigenentwickelte Bausätze
* AVR-ISP-Stick (USBASP)
* Restposten aller Art
* Vorauskasse, Paypal
* Dieser Shop wird von einem Forenmitglied (hedie) betrieben!
* Verkauf auch an Privat/Bastler

=== eHaJo ===
Homepage: https://www.eHaJo.de

* kein Mindestbestellwert
* Bauelemente (AVR, LCD, Kleinteile) und Bausätze sehr günstig
* eigenentwickelte Bausätze
* Arduino Clone
* Lötübungen für SMD
* AVR-ISP-Stick
* Versand ab 2,90€, Versandkostenfrei ab 175€
* Vorauskasse, Paypal

=== EIBTron.com ===
Homepage: http://www.eibtron.com

* Riesige Auswahl an Produkten (~300000)
* SMD-Bauteile bis 0402!
* auch spezielle Sachen wie Xilinx-Configuration PROMs, AD9740-DACs oder SMD-Quarze (z.B. Abracon ABM7) im Angebot
* Alternative zum HBE-Shop für Privatanwender
* Versand direkt durch RS
* zuverlässiger und freundlicher Support

=== Eisch-Kafka-Electronic ===
Homepage: http://www.eisch-electronic.de

* Hochfrequenz Bausätze und Bauteile für Amateurfunk

=== EleConT ===
Homepage: http://www.elecont.de/shop/

* Carrierboards für gebräuchliche AVR

=== Electropuces ===
Homepage: http://perso.wanadoo.fr/electropuces/

* Gebrauchte Messgeräte aus Nantes, Frankreich (teilweise engl. Menü)

=== Electronic Search ===

Homepage: http://www.electronic-search.de

* Keine Mindestbestellmenge
* Verkauf auch an Privat/Bastler
* Fast alle Preise im Online-Shop nur "auf Anfrage", und nicht im Shop angegeben.

=== electronicpool Rheinstetten ===
Homepage: http://www.electronicpool.de

* abgekündigte oder schwer beschaffbare elektronische Bauteile

=== Elektroland24===
Homepage: http://www.elektroland24.de/

* Großes Sortiment im Bereich Schalter & Steckdosen/Haustechnik/Elektoinstallation
* Verkauf an Endverbraucher
* kurze Lieferzeiten

=== Elektronik-Kompendium ===
Homepage: http://www.elektronik-kompendium.de

* Bausätze diverser Schaltungen (mit Anleitung und Funktionsbeschreibung)
* erspart lästiges Suchen in anderen Shops
* kurze Lieferzeiten
* günstiger Versand

=== ElrePo ===
Homepage: http://www.elrepo.de

*Relativ großes Sortiment an Bauteilen
*Günstige Sortimente und Recycling Bauteile
*Versandkosten ab 90ct !

=== Elk Tronic ===
Homepage: http://www.elk-tronic.de

* kleines Lieferprogramm Adapterplatinen (SMD -> 2,54mm-Raster) und Programmieradapter
* günstige Preise und Versandspesen

=== Elko-Verkauf ===
Homepage: http://www.elko-verkauf.de

* Nur Low-ESR-Elkos
* Elko-Sets für ein Gerät

=== Ellmitron ===
Homepage: http://www.ellmitron.de/
Katalog: http://www.ellmitron.de/katalog.pdf

* Lehrmittel, Kleinbausätze vor allem für Schüler, Experimentierkästen

=== Elpro ===
Homepage: http://www.elpro.org/shop/shop.php

* Sehr gute Preise, nachsehen lohnt sich!
* Kein Mindestbestellwert, aber höhere Versandkosten für kleine Bestellungen. (Stand April 2013):
* Ab €200: Versandkostenfrei
* Große Auswahl an Mikrocontrollern, z.B. [[STM32]] und [[LPC1xxx]]
* Sehr große Auswahl an Schaltnetzteilen von Meanwell (geschlossen, offen, auf PCB lötbar, DIN-Schiene)
* Shopsoftware gewöhnungsbedürftig, jedoch sinnvolle Untergliederung. Braucht JavaScript
* Keine AGBs online. Da Preisangaben ohne MwSt. richtet sich das Angebot vermutlich nicht an Endverbraucher (werden aber beliefert)
* Sehr schnelle Lieferung, Bearbeitungszeit (bis Warenausgang) oft nur 2-3 Tage.
* Versand bisher mit DHL
* gute bis sehr gute Verpackung

=== Eltrix ===
Homepage: http://eltrix.de/Starteltrix.htm

* Verbrauchsmaterial, Tipps und Tricks fürs Leiterplattenherstellen und Löten

=== elteile.de ===
Homepage: http://elteile.de

* kein Mindestbestellwert
* Versandkosten ab 2,00€
* Versandkostenfrei ab 45 €
* PayPal und Vorkasse
* auch Lieferung an Privat
* Widerstände, Kondensatoren, IC's, Dioden, Z-Dioden, Transistoren usw.
* auch Bauteile auf Anfrage.
* fast alle Artikel ab Lager in Deutschland lieferbar

=== eltradec.eu (Robert Matyschok Electronics Trade & Consulting) ===
Homepage: http://www.eltradec.eu

* auch Lieferung an Privat
* Mindestbestellwert 15€, versicherter Versand ab 5€, versandkostenfrei ab 50€
* nach Vereinbarung auch Abholung in Karlsruhe möglich
* kein Warten, verkauft wird grundsätzlich nur eigene Lagerware
* Aktive, Passive, Elektromechanik, kein Werkzeug, keine Meßgeräte
* Schwerpunkte: analoge Fernsehtechnik (u.a. Zeilentrafos, viele TDAs), uC/uP, PLD (Xilinx, Altera, Lattice), HF-ICs

=== ELV ===
Homepage: http://www.elv.de

* nicht sehr große Auswahl an Einzelteilen
* riesiges Angebot an Zubehör für Hobbyisten
* viele z.T. pfiffige Eigenentwicklungen, Bausätze (auch zum Download auf der Website verfügbar)
* sonst Sortiment ähnlich Conrad, nicht billig
* im Allgemeinen nicht billig, merkwürdigerweise sind manche Artikel aber die günstigsten auf dem Markt
* mühsamer Onlinekatalog
* Immer mal wieder Fehllieferungen und Wartezeiten (zumindest in die Schweiz). Service erreichte in 3 Fällen nicht das inserierte Niveau.
* Versandkosten innerhalb Deutschland 4,5€, ab 150€ Bestellwert versandkostenfrei
* nicht abwählbare Versandversicherung, die 0,85% des Bestellwertes kostet

=== Embedded Tools & Gadgets ===
Homepage: http://www.embedded-tools.ch

* Schweizer Shop
* schnelle Lieferung, bei Lagerware am selben Tag ohne Aufpreis. Auf Wunsch Teillieferung.
* Viele Arduino und Eval-Boards
* ATMEL, ICs, Passive und Mechanische Bauteile, Platinen- und Lötzubehör, u.a.
* ca. 5000 Bauteile lagernd
* günstig
* Mengenrabatte für fast jedes Produkt
* Versand innerhalb der Schweiz: 7,60 CHF
* EU-weiter Versand
* kein Mindestbestellwert
* Bauelemente, die nicht im Shop angeboten werden, können auf Anfrage beschafft werden.
* Zahlung per Rechnung nur für Stammkunden (ab 4 bis 5 Bestellung), Für Institute/Firmen direkt auf Rechnung möglich
* Abholung von Ware Aarau/Schweiz nach Vereinbarung

=== ETT - Electronic Toys Trading ===
Homepage: http://www.ett-online.de

* Großhandel nur für Gewerbekunden, aber hat einen Zweitshop [[Elektronikversender#Atzert Technik-Discounter|Atzert Technik-Discounter]] (früher EFB-Electronic Versand, davor Megakick Electronic-Stores) für Endkunden.
* Ladengeschäft in Braunschweig für jedermann. Weitere Atzert Ladengeschäfte in Bielefeld, Bremen, Hamburg und Berlin.
* Eigentümer der Marken McCHECK®, McPower®, McVoice® und anderer, unter denen ETT importierte Messgeräte, Labornetzteile, usw. an Großkunden und Händler vertreibt. Diese sind unter oben genannten Marken dann in vielen Shops anderer Firmen für Endkunden zu finden, nicht nur bei Atzert. Preisvergleiche lohnen.

=== Ettinger GmbH ===
Homepage: http://www.ettinger.de

* Liefert per Nachnahme oder gegen Vorauskasse auch an Privatkunden.
* Mechanische Komponenten (Gehäuse, Abstandshalter, Drehknöpfe, usw.)
* LEDs
* Gewöhnungsbedürftiger Online-Shop

=== EXP-TECH ===
Homepage: http://www.exp-tech.de/

* liefert an privat
* vielfältiges Sortiment von vielen verschiedenen Händlern (Adafruit, Sparkfun, Arduino, Olimex, Embest, SeedStudio, CooCox, Digi, BeagleBone, IteadStudio, RaspberryPI, SecretLabs, CookingHacks, Axiris.pe, OpenPicus, RobotElectronics, RobotBase, AttenInstruments, Dagu, RF-Explorer, TexasInstruments, DangerousPrototypes...)
* Lieferung per DHL
* Zahlungsmöglichkeiten: Überweisung (Vorkasse), PayPal, Visa, MasterCard

=== Farnell ===
Homepage: http://de.farnell.com

* liefert nur an gewerbliche Abnehmer, Ausnahme sind Studenten und HTL-Schüler (Österreich, Farnell.at). Nachweis wird verlangt (Gewerbeschein oder Immatrikulation), Prüfung kann einige Tage dauern
* Lieferungen an Privat:
:* Schweiz: Farnell Schweiz beliefert auch Privatkunden.
:* Deutschland: Über den Reseller [[#HBE_-_Heinz_B.C3.BCchner_Elektronik.2C_Messtechnik.2C_med._Elektronik_e.K.|HBE]] kann man Produkte aus dem Farnell-Sortiment zu bestellen.
:* Österreich: [[#Technik-Welt / Industrieshop.at|Technik-Welt / Industrieshop.at]]
* große Auswahl
* <s>12% Rabatt für Studenten und Lehreinrichtungen</s> Laut Kundenservice seit Dezember 2013 keine Rabatte mehr für bestimmte Kundengruppen!
* sehr schneller Versand, Ware ist in 99% aller Fälle am nächsten Tag da (UPS), fehlende Positionen werden relativ rasch versandkostenfrei nachgeliefert
* Versandkosten: Bestellung bis 54,99€: 5,95€; ab 55,00€ versandkostenfrei
* hat nach eigenen Aussagen umfangreichstes Sortiment an RoHS-konformen Bauteilen mit Suchfunktion im WWW
* leistungsfähige parametrische Suchfunktion / teils aber völlig nutzlos, da den Artikeln massenweise Tags fehlen, weswegen die Suchergebnisse unnötig eingeschränkt werden
* Datenblätter für die meisten Bauteile online
* Internetpräsenz fällt nachts oft aus (Hinweis auf angebliche geplante Wartungsarbeiten)
* Sortierfunktion wird bei der Suche ständig zurückgesetzt, im Warenkorb ist überhaupt keine sinnvolle Sortierung möglich
* Eigenwillige Preispolitik: Einiges sehr günstig, Anderes total überteuert
* Accounts werden bei Inaktivität ohne Nachfrage deaktiviert/gelöscht, kein Login und keine Neuanlage über die Webseite möglich, Freischaltung via Support erfordert erneuten Nachweis

=== Fibra-Brandt Zweibrücken ===
Homepage: http://www.fibra-brandt.com

* lagert tausende veraltete und schwer zu findende elektronische Bauteile
* Halbleiter, IC's, Transistoren, Spulen und Kondensatoren.
* Sonderbeschaffung von abgekündigten Halbleitern.

=== Fischer DK2FD ===
Homepage: http://www.dk2fd.de für Amateurfunkprodukte

* Baugruppen für Hochfrequenzmesstechnik und Amateurfunk

=== Fuchs Shop ===
Homepage: http://www.fuchs-shop.com/

* 1-Wire- und iButton-Komponenten

=== Funkamateur Online-Shop ===

Siehe [[Elektronikversender#Box73]]

=== Futurelec ===
Homepage: http://www.futurlec.com

* günstiger Versender aus Übersee
* viele Stamp-Boards
* LED Matrix-Module

=== Future Electronics ===
Homepage: http://de.futureelectronics.com

* große Auswahl an Teilen
* Versand auch an Privatpersonen
* Preisangaben ohne MwSt.
* Zahlung nur mit Kreditkarte
* Versandkosten 7,14€ (Brutto)
* Versand aus den USA mit FedEx, Lieferzeit meist unter 5AT
* Verzollung usw. wird von FutureElectronics gemacht, keine Nachzahlungen etc.

=== Geist Electronic-Versand GmbH ===
Homepage: http://www.geist-electronic.de

* Liefern Bauteile für Elektor-Projekte
* D-78054 Villingen-Schwenningen
* Versandkosten: 5.40€

=== Gie-Tec ===
Homepage: http://www.gie-tec.de/index.php

Teile des früheren proMa systro Angebots.

=== guloshop.de ===
Homepage: http://guloshop.de

* kleiner Shop, konzentriert sich auf Standard-AVRs im DIP-Gehäuse, ist dabei aber meist der billigste Versender in Deutschland
* ATtiny, ATmega, Breakout-Boards, Programmer, Adapterkabel, IC-Fassungen
* AVR mit geflashtem Arduino-Bootloader
* äußerst niedrige Preise
* liefert schnell und zuverlässig, jedoch nur gegen Vorkasse
* kein Mindestbestellwert, Versandkosten für kleine Bestellungen: 2,40 EUR, darüber 4,40 EUR
* ansässig in 90489 Nürnberg

=== H-Tronic ===
Homepage: http://www.h-tronic.eu/index.php

* Online-Shop einer Entwicklungsfirma, in dem neben Baugruppen und Geräten auch einige Bauelemente und Elektronikzubehör angeboten werden
* kleines Angebot

=== Hallmanns Elektronik ===
Homepage: http://www.hallmanns.com 
Adresse: Bruno Hallmanns, Weierstraße 41, 52349 Düren

* Elektronikhändler mit Ladenlokal und Versand
* Ladentypisches Sortiment (Bauteile, Geräte, PC, Funk, Hifi...)

=== Hari Seligenstadt ===
Homepage: http://www.hari-ham.com

* Bausätze, Ringkerne, Geräte für Amateurfunk

=== HBE - Heinz Büchner Elektronik, Messtechnik, med. Elektronik e.K. ===
Homepage: http://www.hbe-shop.de/katalog/

* Bezeichnet sich als ''[[#Farnell|Farnell]] Fachhändler'', bei dem nichtgewerbliche Kunden aus dem Farnell-Sortiment bestellen können.
* Im Shop ist es relativ kompliziert das gewünschte Bauteil im riesigen Farnell Sortiment zu finden. Tipp: Die wesentlich bessere Suche direkt bei [[#Farnell|Farnell]] nutzen und dann bei HBE nach der Bestellnummer suchen.
* Preise für Farnell-Produkte normalerweise Farnell Netto-Preis + MwSt.
* Mindestbestellwert 30,- €, Mindermengenzuschlag 5,- € (Stand 03/2014)
* Versandkosten 5,65 €, ab 90,- € versandkostenfrei (Stand 03/2014)

http://hbe-shop.de/ Die Heinz Büchner Elektronik hat leider mit Wirkung 27.06.2017 den Geschäftsbetrieb eingestellt. (Stand 29.06.2017)

=== HeComps ===
Homepage: http://www.hecomps.de
* Module und Shields zum Anschluss an Arduino, AVR etc.
* Viele Sachen aus dem "China SUPER Bauteile-Schnäppchen" Thread
* 2-5 Arbeitstage für Waren ab Lager
* Porto + Verpackung ab Euro 2,95
* Kein Mindestbestellwert

=== Heho-Elektronik ===
Homepage: http://www.heho-elektronik.de
* Halbleiter / Bauteile, Sortimente, Handy - Akkus, VELLEMAN - Bausätze
* Aktuelles Angebot, Ladegeräte / Akkuladegeräte, Blei - Akkus
* Spannungswandler, Audio / Video / USB - Kabel, Netzwerk - Kabel
* 1-2 Arbeitstage für Waren ab Lager
* Porto + Verpackung pauschal Euro 4,50
* Mindestbestellwert von € 10,00

=== HKW-Elektronik GmbH ===
Homepage: http://www.hkw-shop.de/
* DCF77 Empfangstechnik und Messtechnik
* Antennen, Decoderplatinen
* Shop aktuell teils fehlerhaft (Bestand angeblich 0, Bestellung kam aber sofort an)

=== Home-Electronic24 ===
Homepage: http://www.home-electronic24.de/

=== HW-Electronics ===
Homepage: http://www.hw-electronics.de 
Homepage EU: http://hw-electronics.eu/

* Tauch- und Sprühätzanlagen
* Entwicklungsgeräte
* Belichtungsgeräte, Materialsätze zum Selbstbau von Belichtungsgeräten

=== ID-Elektronik ===
Homepage: http://www.id-elektronik.de

* Amateurfunk-Baugruppen

=== IT-WNS ===
Homepage: https://shop.thomasheldt.de/

* "Bauteile, Platinen, Bausätze" insbesondere mit ATMEGA Mikrocontrollern
* Viele aktive, passive und mechanische Bauelemente
* Bausätze zu Projekten aus dem Forum
* ESP8266 Module, SD-Slots, RFID, Bluetooth-Module, AVR Mikrocontroller, USB uvam.
* Bauelemente, die nicht im Shop angeboten werden, können auf Anfrage (Kontaktformular) oft beschafft werden
* Günstige Preise und Versandkosten ab 3,95EUR, kein Mindestbestellwert
* Schneller Versand, sofern die Artikel auf Lager sind, versandkostenfreie Nachlieferung

=== Just Honest ===
Homepage: https://www.just-honest.com

* Kleines Sortiment von Bauteilen
* günstiger Versand (ab 1,90 €)
* günstige ZIF-Sockel
* ATTiny Mikrocontroller zum günstigen Preis, auch mit Arduino Bootloader und DIP-Sockel
* auch bei Amazon mit Prime Versand vertreten (etwas teurer)

=== Kabelscheune ===
Homepage: http://www.kabelscheune.de

* "Direktversand von Elektromaterial und Multimediaprodukten"

=== Kessler ===
Homepage: http://www.kessler-electronic.de

* im Preis-Leistungsverhältnis mit Reichelt zu vergleichen (sprich: günstig)
* Sortiment kleiner als Reichelt und mit gewissen Abweichungen (z. B. andere FPGA und RAMs)
* oft lange Lieferzeiten
* Versandkosten innerhalb Deutschlands 4€ (Brief), 5€ (DHL-Paket), 10€ (DHL-Express-Paket)

=== Klein-Electronic ===
Homepage: http://www.klein-electronic.de

* Baugruppen zur Video- und 2,4GHz-Sendetechnik

=== kollino - lets do great things ===
Homepage: https://www.kollino.de

* Neuer Online Shop (07/2018) für aktive und passive elektronische Bauelemente.
* Günstige Preise.
* Auf Anfrage wird versucht, das Sortiment nach Kundenwunsch zu erweitern.
* Alle Artikel ab Lager lieferbar, daher kurze Wartezeiten.
* Kein Mindestbestellwert, faire Versandkosten nach Gewicht und Größe (ab 1,30 EUR Warensendung/1.45 EUR Großbrief für Kleinbestellungen).
* Liefert schnell und zuverlässig mit Deutscher Post und DHL.
* Bezahlung Vorkasse oder PayPal.
* Leicht verständliches Nachbauen und Lernen über die Blogbeiträge. Mitmachen ist erwünscht.
* Firmensitz in Deutschland/60596 Frankfurt.

=== Konni-Antennen ===
Homepage: http://www.konni-antennen.de

* Antennen für TV, Amateurfunk
* Zubehör, Einzelteile
* sehr netter kompetenter Service

=== LEDSEE Electronics ===
Homepage: http://www.ledsee.com

* LEDs, LCDs, diverses
* Lieferung direkt aus China, daher sehr günstig und lange Lieferzeiten

=== LED Microtechnics LTD ===
Homepage: http://www.ledmeile.de

* "LED Shop und Lampentechnik"

=== LED-Tech LED-Shop ===
Homepage: http://www.led-tech.de

* viele verschiedene LEDs zu sehr guten (meist den günstigsten) Preisen
* vor allem auf High-Power-LEDs spezialisiert
* viele verschiedene Treiber für High-Power-LEDs
* kostenloser Versand
* haben ein eigenes, sehr umfangreiches Forum

=== Lüdeke Elektronic ===
Homepage: http://www.luedeke-elektronic.de/

* großes Sortiment, bietet unter anderem auch viele selbst entwickelte Bausätze an

=== LUMITRONIX LEDs-Shop ===
Homepage: http://www.leds.de

* alles rund um LEDs (auch Zubehör und Lektüre)
* neben Standard-LEDs auch SMD- und SuperFlux-LEDs

=== Manutech Europa ===
Homepage: http://www.manutecheurope.de und http://www.manutecheurope.com/

*Großes Sortiment an induktiven Bauteilen aller Art
*vielfältiges Angebot an Stromwandlern, Stromsensoren (Wechselstrom, Gleichstrom, HF), Rogowskispulen, Klappkernspulen, Dreiphasenwandlern ...
*außerdem Ringkerntrafos, Netztrafos und andere Übertrager
*diverse Sub-D-Stecker-Bauformen mit intern geblockten Anschlüssen
*Spulen und Drosseln aller Art (Ringkernspulen, stromkompensierte Drosseln, Gleichtaktdrosseln, verlustarme HF-Ferritspulen, SMD-Bauformen usw.)
*Durchgangskondensatoren, EMC- und Pi-Filter, Filterarrays
*Schaltnetzteile und DC-DC-Konverter
*Können auf Nachfrage auch alle möglichen Bauteile wie Spulen, Transformatoren und Stromsensoren nach eigenen Vorgaben herstellen
*Beliefern Firmenkunden und Endverbraucher, von da her auch für Funkamateure sehr interessant
*gute Logistik, sehr schnelle Lieferung (übernacht)

=== Marotronics ===
Homepage: http://www.marotronics.de/

* liefert an Privat
* liefert Weltweit (mit Ausnahmen)
* Elektronic und Robotic Teile, DIY Rasenroboter (Ardumower), Arduino Boards, Sensoren...
* Lieferung per DHL oder Hermes
* Zahlungsmöglichkeiten: Überweisung (Vorkasse), PayPal

=== Marsch Elektronik, M. Schlimper ===
Homepage: http://www.marsch-elektronik.de

* Online Shop für aktive und passive Bauelemente
* Versandkosten ab Euro 1,60
* kein Mindestbestellwert
* bietet auch Einsteigersortimente und Widerstandsortimente (auch SMD)
* liefert nur innerhalb Deutschlands
* nicht gelistete Artikel können angefragt werden und werden meist auch beschafft

=== Mauritz Communication & Electronics ===
Homepage: http://www.mauritz.de/

* Online Shop für HF-Stecker und Kabel
* bietet HF-Stecker/Buchsen und Koaxkabel an
* große Auswahl, auch exotische Teile
* Kabelkonfektionierung nach Wunsch
* vernünftige Preise
* liefert nach Rücksprache auch weltweit
* Keine Mindestbestellwert, aber 5 € Aufschlag unter 15 €
* Versand bis 40 kg pauschal 5,95 € per GLS innerhalb DE
* schneller Versand
* Paypal oder Vorkasse

=== mechapro ===
Homepage: http://www.mechapro.de
* Online Shop für Schrittmotoren und Steuerungen
* Schrittmotorendstufen als Fertiggeräte oder Bausätze
* Eigene Entwicklung und Fertigung in Deutschland (außer Motoren)
* Versandkosten in DE ab 4 EUR
* liefert EU-weit

=== Mikrocontroller.net ===
Homepage: http://shop.mikrocontroller.net

* Starterkits, Development Boards und Zubehör für AVR, AVR32, ARM und MSP430

=== Mouser ===
Homepage: http://de.mouser.com

* Liefert an Privat
* Zügige Lieferung mit FedEx aus den USA
* "Versand ist kostenfrei bei den meisten Bestellungen über 50 €"
* Preise inkl. Zoll aber ohne Einfuhrumsatzsteuer
* Zahlungsmöglichkeiten: Kreditkarte, PayPal

=== MS-Elektronik ===
Homepage: http://www.ms-elektronik.info

* Liefert an Privat
* Zügige Lieferung
* Gute Qualität
* Viel in Richtung Audio
* Große Auswahl an Elkos -> kleine Preise
* kein allzu großes Sortiment

=== myAVR Shop ===
Hompage http://shop.myavr.de

* Kleine Auswahl, aber die angebotene Ware ist sehr preiswert (meist preiswerter als bei Reichelt)
* Zügige Lieferung (1-2 Werktage)
* Diverse Zahlungsmöglichkeiten: Rechnung, Vorkasse, Lastschrift, Kreditkarte, PayPal
* Kein Mindestbestellwert
* Sehr günstige Versandkosten ab 1,95 Eur
* Mengenrabatt ab 10 gleichen Artikeln

=== Neuhold-Elektronik ===
Homepage: http://www.neuhold-elektronik.at 
Shop: http://www.neuhold-elektronik.at/catshop/default.php?language=de

* preiswerte Schnäppchen
* regelmäßig aktualisierte Angebotsliste herunterladbar
* Ab 60,- EUR versandkostenfrei in Österreich

=== Octamex ===
Homepage: http://www.octamex.de

* Leiterplattenchemie (Entwickler, Ätzmittel, CRC-Sprays)
* Chemisch Zinn
* Lötstopp-Laminat, Tentingresist, Bestückungsdruck
* Bungard Basismaterial in 0,5mm 1,0mm 1,5mm Dicke und 18µm, 35µm, 70µm Kupfer
* Bungard Alucorex für 19" Frontplatten
* Bungard Cotherm, Alukernbasismaterial
* Funkmodule 434MHz, 868MHz, 2.4GHz
* Löttechnik und Zubehör
* Gehäuse aller Art
* Messgeräte und Labornetzteile
* aktive, passive u. mechanische Bauelemente (Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, Logik-ICs etc.)
* kein Mindestbestellwert
* Lieferung auch ins Ausland
* Versandkosten ab 4,50EUR
* Liefert nur gegen Vorkasse, ausser für Bestandskunden, die schon häufig bestellt haben
* Zahlung mit EC-Pay oder Kreditkarte nur gegen Aufschlag (bis zu 5%)

=== Online Batterien ===
Homepage: http://www.online-batterien.de

* Allerlei günstige Batterien & Akkus vieler Marken
* z. B. '''40 Stk.''' DURACELL PLUS LR6 AA 11,59€ (Jan 2010)
* Beleuchtungsartikel
* USV
* Versand ab 3,90€

=== Oppermann ===
Homepage: http://www.oppermann-electronic.de

* Restposten, auch HF Bauteile
* auch Privatkunden
* Lieferung nach üblicher Zeit

=== PCB-Soldering ===

Homepage, Online-Shop: http://www.pcb-soldering.co.uk
eBay: http://www.allendale-stores.co.uk
Firmen-Homepage: http://www.allendale-elec.co.uk

* [http://www.aoyue.com/en/products.asp Aoyue] Lötstationen und preiswertes Zubehör (Lötspitzen) für diese. Bei Aoyue-Zubehör bessere Preise (Stand 10/2008) als [[#WilTec_Wildanger_Technik_GmbH|WilTec]]
* Schnelle Lieferung
* Dank EU Binnenmarkt nur britische Mehrwertsteuer (VAT), kein Zoll/Einfuhrumsatzsteuer
* Zwei von drei E-Mails wurden nicht beantwortet
* Versandart wurde eigenmächtig von "Standard" auf teureres "Signed for" (Einschreiben) geändert
* Sendet nach Einkauf regelmäßig Spam-Mails.

=== Pollin Electronic ===
Homepage: http://www.pollin.de

* Restposten aller Art (z. B. "250 g verschiedene ICs" u.dgl.)
* Produkte teils schnell ausverkauft
* Qualität schwankend. Man kann gute Schnäppchen machen aber auch reinfallen. Umtausch ist dann aber problemlos.
* Es wird öfters von sorgloser Verpackung berichtet (empfindliche und schwere Produkte besser nicht zusammen bestellen). Reklamationen bei Beschädigungen werden freundlich behandelt, aber E-Mails werden nicht beantwortet.
* Warenwirtschaftssystem mängelbehaftet: Bei Telefonbestellung angeblich vorhandene Ware stellt sich bei erfolgter Bestellung als nicht mehr lieferbar heraus, Versandkosten dann also ggf. überproportional hoch.
* Lieferzeit in der Regel 2-3 Werktage / knappe Woche bei neuer Sonderliste
* Ladengeschäft in 85104 Pförring (Oberbayern) + jährlicher großer Schnäppchenmarkt vor Ort (mehrtägig, mit Festzelt etc.)
* Versandkosten innerhalb Deutschlands 4,95€
* Zahlung per Nachnahme (+2,50 €), Bankeinzug, Vorkasse, ''SOFORT''-Überweisung oder PayPal
* Mehrfach jährliche Gutscheine für effektiv VK-freie Lieferung (z.B. an Ostern und Weihnachten), teilweise öffentlich einsehbar (Facebook, Webseite), teils nur für Kunden. Nichtöffentliche Gutscheine per Post/Mail sind nicht übertragbar und werden bei Fremdnutzung nachträglich gestrichen.

=== QRP-project ===
Homepage: http://www.qrpshop.de/

* Bausätze vor allem einfache Kurzwellen-Funkgeräte

=== Ramser Elektrotechnik ===
Homepage: http://www.ramser-elektro.at

* Günstige Preise
* Bausätze für Anfänger
* Versandpauschale 6.95€ in der EU, Versandkostenfrei ab 30€
* Bezahlung über PayPal,Vorkasse oder Rechnung

=== Reichelt ===
Homepage: http://www.reichelt.de

* relativ große Auswahl, aber nicht viele "brandaktuelle" Bauteile
* wenn man höflich fragt, liefern sie ganz selten auch Bauteile, die nicht im Katalog stehen zu "normalen" Preisen (vorausgesetzt der Hersteller ist im Sortiment), z. B. Xilinx XC2S50, aber meist erhält man die Antwort, dass der Artikel nicht im Sortiment ist, obwohl auf der Homepage unter Service extra ein Punkt angeführt ist: "Ich benötige einen Artikel, der nicht im Programm ist"
* reagiert aber teilweise auch auf Anregungen, neue Produkte in das Angebot aufzunehmen; siehe dazu auch den Artikel [[Reichelt-Wishlist]]
* liefert schnell und vollständig; wenn etwas ausnahmsweise nicht verfügbar ist, dann liefern sie es auf eigene Kosten nach, wenn der Artikel in absehbarer Zeit wieder vorrätig ist (selbst wenn er nur 0,20€ wert ist).
* lässt einen dennoch manchmal warten, wenn ein Artikel nicht lieferbar ist! Daher bei der Bestellung immer darauf hinweisen, dass man auch eine Teillieferung akzeptiert. (Laut Auskunft dauert das länger, besser nach der Inet-Bestellung anrufen und nicht lieferbare Teile aus der Bestellung streichen lassen)
* Lieferzeiten normalerweise 2 - 4 Arbeitstage
* niedrige Preise (aber unbedingt Qualität des Artikel checken)
* Versandkosten 5,60€ (Deutschland); 6,95€ Österreich; Schweiz 16€; Italien 13,95€ EU 15 - 19€;
* 10€ Mindestbestellwert für alle Länder
* auch in die Schweiz sehr guter Service
* holt sich auch ohne Erlaubnis Bankauskünfte bei großen Bestellungen ein

=== RF Microwave ===
Homepage: http://www.rf-microwave.com/

* Ausschliesslich HF-Bauelemente
* riesige Auswahl an Bauteilen für den Mikrowellenbereich
* Bestellung nur nach Registrierung im Shop
* Schnelle Lieferung
* Firmensitz in Italien
* Shop auf Italienisch oder Englisch; Frau Rota antwortet auch auf Deutsch
* Mittlerweile „richtiger“ Online-Shop (früher war es nur ein PDF pro Abteilung)
* Bezahlung über Kreditkarte, PayPal oder Überweisung
* Auch Sonderwünsche (Zusammenlegung verschiedener Bestellungen zum Sparen von Versandkosten) möglich
* Vormals http://www.rfmicrowave.it/

=== RFW Elektronik ===
Homepage: http://www.rfw-elektronik.de

* HF Bauelemente

=== Ribu ===
Homepage: http://www.ribu.at

* Sehr guter Elektronikversand in Österreich mit zahlreichen Entwicklungsboards und zahlreichen Elektroniklösungen.
* Liefert sehr schnell und hat eine ausgezeichnete Beratung.
* Online-Shop ist sehr übersichtlich und einfach zu bedienen.
* Lieferstatusanzeige für alle Artikel. Bei Auslaufartikeln ist sogar die noch verfügbare Stückzahl sichbar.
* Günstige Sonderangebote
* innerhalb Österreichs 4,90€ Versandkosten, ab 80,- keine Versandkosten
* ausserhalb Österreichs 13€ Versandkosten, ab 225€ versandkostenfrei
* liefert auch an Privatkunden
* Mindestbestellwert innerhalb Österreichs 10€, ausserhalb 30€

=== Richardson Electronic ===
Homepage: http://www.richardsonrfpd.com/

* Hochfrequenz-Halbleiter, HF-Röhren,

=== Riedl Elektronik ===
Homepage: http://www.riedl-electronic.at

* großes Angebot v.a. ICs und Trafos
* recht günstig
* Rabatt für Schüler/Student
* Versand nach AT: 3,95€ bis 1kg, ab 100€ frei Haus
* Versand AT über 1kg sowie Ausland: Nach Aufwand (wird nicht direkt angezeigt)

=== RLX COMPONENTS s.r.o. ===
Homepage: http://www.rlx.sk

* Man spricht Deutsch
* Messgeräte, Mikrocontroller-Boards, Bauelemente

=== RM Computertechnik GmbH ===
Homepage: http://www.rm-computertechnik.de

* Kerngeschäft ist PC-Technik, aber auch großes Sortiment an Kabeln, Litzen und Steckverbindern
* handelt auch mit einigen Bauelementen, wie LED's

=== Robotikhardware===
Homepage: http://www.robotikhardware.de

* Microcontroller
* Entwicklungsboards
* Sensoren
* Robotik-Zubehör
* günstige Angebote für Hobbyelektroniker
* auch einzelne Platinen

=== Robotik-Teile.de===
Homepage: http://www.robotik-teile.de

* Große Auswahl an Elektronik Produkten
* Microcontroller, Sensoren, Zubehör, u.v.m.
* Versandkosten betragen immer 4,90 €
* Zahlbar ber PayPal, Sofortüberweisung, Vorkasse und Nachnahme

=== Benno Rößle Elektronik ===
Homepage: http://www.roessle-elektronik.de

* Masten, Antennen, Befestigungsmat.,Zubehör, Geräte, Anpassteile, HF-Stecker

=== Sander Elektronik ===
Homepage: http://www.sander-electronic.de

* beliefert auch Privatkunden, Bankeinzug möglich
* ähnlich Segor ein Berliner Versender
* Hier findet man manche [[MSP430]], die es sonst nicht in kleinen Stückzahlen gibt
* Herr Sander ist sehr kompetent und selbst Autor von Fachartikeln
* selbst abgekündigte Halbleiter können noch beschafft werden
* Bezahlung auch mit Kreditkarte möglich
* Versandkosten innerhalb Deutschlands ab 3,35€, innerhalb Europas ab 6€

=== Sat-Schneider ===
Homepage: http://www.sat-schneider.de
* Bauteile, Ersatzteile Online-Shop
* Baugruppen zum Empfang des Digitalen Kurzwellenrundfunks DRM

=== Sourcetronic GmbH ===
Hompage: http://www.sourcetronic.com

* Verkäufer von Messtechnik, Antriebstechnik und Solartechnik
* Produziert auch selbst, z.B. Pumpensteuerungen oder Kalibrierwiderstände
* Hauptsächlich gewerbliche Kunden, liefert aber auch an Privatkunden
* Online-Shop mit großem Angebot an Messgeräten, Hochspannungsprüfgeräten, Frequenzumrichtern und Pumpensteuerungen
* Preise sind ohne Mehrwertsteuer angegeben

=== Otto Schubert GmbH ===
Homepage: http://www.schubert-gehaeuse.de

* Kein Online-Shop. Bestellungen nur per Telefon, Fax oder E-Mail
* Weissblechgehäuse, Gerätegehäuse, wetterfeste Gehäuse
* Drehkondensatoren
* Sonderanfertigungen
* ansässig in 90574 Roßtal

=== Schramm-Software ===
Homepage: http://www.schramm-software.de/bausatz/

* Online-Shop, bietet Elektronik-Bausätze mit Mikrocontrollern
* Bausätze als Lehrmaterial geeignet, da ausführliches Begleitheft mitgeliefert wird (Aufbauanleitung, Schaltung, Controllerprogramm, Experimente...)
* bisher nur ein relativ kleines Sortiment, soll ergänzt werden
* Versandkosten innerhalb Deutschlands 2,50 €, innerhalb der EU 3,50 €

=== Schuricht ===
Homepage: http://www.schuricht.de

* deutscher Ableger der Distrelec- (Elektronik) und Disdata-Gruppe (Computertechnik)
* Liefert auch an Privatkunden (getrennte AGBs für gewerbliche und Privatkunden, Lieferung an Privat per Nachnahme: Versandkosten ab 6,54€ plus 4,76€ Nachnahmegebühr).
**Online Bestellung mit "Privat" als Firmenangabe
* Papierkatalog über 2000 Seiten, durchgehend farbig, nur für Geschäftskunden erhältlich.
* Ziemlich teuer

=== Schuro Elektronik GmbH ===
Homepage: http://www.schuro.de

* Elektronische Bauelemente und Bauteile für den Audio- und Lautsprecherbau (Kondensatoren, Spulen u.dgl.)
* kein Mindestbestellwert
* Versandkosten innerhalb Deutschlands gewichtsabhängig ab 5,75€

=== Segor-electronics ===
Homepage: http://www.segor.de

* Spezialist für Halbleiter, die ansonsten für nicht-gewerbliche Abnehmer nur schwer erhältlich sind (Preise dahingehend "angemessen")
* auch Privatkunden gerne gesehen
* Ladengeschäft in Berlin
* kein Mindestbestellwert bei Versand innerhalb der EU

=== semaf-electronics ===
Homepage: http://electronics.semaf.at

* Spezialist für Breakout Boards wie z.B. Adafruit, Arduino, Atmel, Cubieboard,Raspberry Pi, Sparkfun
* aktive und passive Bauteile und Zubehör
* Ladengeschäft in 1090 Wien

=== SE Spezial-Electronic AG ===
Homepage: http://www.spezial.de

* Distributor
* Laut AGB auch Verkauf an Privat.
* Große Verpackungseinheiten/Mindestbestellmengen pro Bauteil
* Versandkosten pauschal 9,- € (Deutschland) (Stand 08/2008)

=== Small Control Shop ===
Homepage: http://www.small-control.de

* "Bernd Walter Computer Technology"
* kleines Lieferprogramm aber ein paar interessante Produkte

=== Shortec Electronics GmbH ===
Homepage: https://www.shortec.com

* Großes Angebot an Steckverbindern
* Guter Support
* Verkauf teilweise nur in ganzen Verpackungseinheiten
* Akzeptiert u. A. Kreditkarten und PayPal

=== Simple Development Shop ===
Homepage: http://simpledevelopment.de/shop/

* Entwicklungsboards
* Ausgesuchte Bauteile
* Teilweise spezielle Boards
* Ab 50€ Versandkostenfrei in Deutschland

=== SMG Diffusion - F1GE ===
Homepage: http://www.smgdiffusion.com
( Seite nur französisch )

* Videotechnik,
* 1,2 GHz / 2,4GHz Module
* Gebraucht-Messgeräte HP, Tek, Philips u.a.
* GHz-Halbleiter
* Koax-Adapter
* Antennen

=== SR-Systems ===
Homepage: http://www.sr-systems.de

* Baugruppen für Digital-TV, Sende- und Empfangstechnik
* DVB-S, DVB-T

=== Strixner&Holzinger ===
Homepage: http://www.sh-halbleiter.de

* Ladengeschäft in München
* Versand
* riesiges Angebot an Halbleiter, auch schwer beschaffbare
* Online-Shop

=== TAUTEC-ELECTRONICS ===
Homepage: http://www.tautec-electronics.de

* Online Shop für aktive elektronische Bauelemente
* günstige Preise (Vorsicht, Preisangaben enthalten keine Mehrwertsteuer) aber Mindestbestellwert 100 Euro
* alle Artikel ab Lager lieferbar, daher kurze Wartezeiten
* weltweiter Versand
* zahlreiche Mengenrabatte
* viele Ersatzteile aus dem Audio-, Car-HiFi und TV-Bereich

=== TecHome.de Online-Shop ===
Hompage: http://www.techome.de/index.html

=== Tec-Shop (Wolfgang Rompel Elektronik) ===
Homepage: http://www.tec-shop.de

* Kleines, aber ausgesuchtes Sortiment
* Interessantes Angebot an Sensoren

=== TME (Transfer Multisort Elektronik) ===
Homepage: http://www.tme.eu/de

*breites Sortiment
*parametrische Suche
*Verkauf über die deutsche Tochter (19 % statt 21 % polnische Umsatzsteuer)

=== Trenkenchu & Stadler GbR ===
Homepage: http://www.ts-audio.de

* die meisten Artikel sind deutlich teurer als der Marktpreis, es sind jedoch auch Schnäppchen dabei, z.B. HDMI-Kabel

=== Trenz-electronic ===
Homepage: http://www.trenz-electronic.de

* FPGA-Boards mit Xilinx-FPGAs (Xilinx, Digilent, ...) und Zubehör
* Weitere teils sehr spezielle Produkte, auch Eigen-Entwicklungen
* Liefert auch an Privatkunden

=== TV-Ersatzteile ===
Homepage: http://www.tversatzteile.de

* TV-, Audio-, Video-Ersatzteile, Aktive / Passive Bauteile
* Fernbedienungen Haushaltstechnik

=== UKW-Berichte ===
Homepage: http://www.ukw-berichte.de

* Antennen, Bauteile, Bausätze, Literatur für Amateurfunk
* ansässig in 91081 Baiersdorf

=== Voelkner ===
Homepage: http://voelkner.de
* Großer Teil des Conrad-Programms, identische Nummern, identische Aufkleber auf der Ware, Preise weitgehend identisch oder nur ein paar Cent abweichend, bei bestimmten Artikelgruppen (z.B. Werkzeug) aber auch bis zu 25% billiger
* Versandkosten Deutschland: 4,95€; ab 25€ Warenwert und Sofortüberweisung.de versandkostenfrei / Versandkosten-Flatrate für 15€ pro Jahr
* Versandkosten EU: 9,95€
* Möglichkeit der Versandkostenflatrate (D): Einmalig 14,95€ / gültig für ein Jahr
* Legt jeder Bestellung gleich wieder einen Gutschein über 5€ bei MBW 25€ bei (Flat nur bei häufigen, kleinen Bestellungen sinnvoll); außerdem kommt etwa alle 2-3 Monate selbiger Gutschein + versandkostenfreie Lieferung per Mail, ebenfalls MBW 25€
* Verpackungsqualität wechselnd, mal brauchbar, mal eher Pollin-Niveau. Selbst kleine Bestellungen, die gefahrlos per Brief/Großbrief verschickt werden könnten werden in einem großen Paket versendet.

=== VOTI Webshop ===
Homepage: http://www.voti.nl/shop/catalog.html

* relativ kleines Lieferprogramm
* einige interessante Restposten (Surplus)
* Sitz in Amersfoort, Niederlande

=== Walter elektronik ===
Homepage: http://www.walter-elektronik.de

* Bauteile, Röhren

=== Watterott electronic GmbH===
Homepage: http://www.watterott.com

* Distributor für Adafruit, Arduino, BeagleBoard/PandaBoard, Embedded Artists, GHI, Olimex, Parallax, Pololu, Seeed Studio, Solarbotics, SparkFun...
* Entwicklungskits von Atmel, Cypress, Freescale, Microchip, NXP, STM, TI...
* Spezialbauteile von Davicom, FTDI, VLSI, WIZnet...
* Bungard Basismaterial + Chemie
* kein Mindestbestellwert
* Zahlung: Vorkasse, Sofortüberweisung, PayPal, Nachnahme, Kreditkarte (Visa/Mastercard), Rechnung (nur gewerbliche Kunden)
* Versandkosten Dtl. (DHL) ab 3,50 Euro
* Schneller, entgegenkommender Service
* in der "c't Hardware Hacks" 01/2013 ist ein Artikel über Stephan Watterott und seinen Online-Shop

=== WilTec Wildanger Technik GmbH ===
Homepage: http://shop.wiltec.info

* Aoyue Lötgeräte (Heißluft, Löten, Entlöten), Netzteile, Werkzeuge
* Aoyue Zubehör (Lötspitzen, Heißluftdüsen), Ersatzteile
* Andere, nicht Elektronik-Angebote, wie KFZ-Tuningteile
* Versand. Bei Voranmeldung auch Lagerverkauf.

=== Wüstens frag-jan-zuerst ===
Homepage: http://www.die-wuestens.de/dindex.htm

* Röhrentechnik
* Hochspannungs-Spezialteile

=== WIMO ===
Homepage: http://www.wimo.de

* Große Auswahl an Amateurfunktechnik

=== Zech DG0VE ===
Homepage: http://www.dg0ve.de

* Baugruppen für Amateurfunk

=== Diverse ===
* http://www.chip-flip.com - Europäisches Bauelementesuchsystem, franchised Lieferantensuche, Datenblätter und viele nützliche Informationen
* http://www.ecomponents-store.com/ Elektronische Bauelemente kaufen - Hier finden Sie eine große Auswahl an elektronischen und elektromechanischen Bauelementen von über 40 Herstellern.
* http://www.findchips.com/ Suchmaschine für Lieferanten elektronischer Bauelemente
* http://www.franchised-distributors.eu/ - Finden Sie Vertragsdistributoren von über 800 Halbleiterherstellern für elektronische und elektromechanische Bauelemente.
* https://octopart.com/ Suchmaschine für elektronische Bauelemente
* https://www.sotabeams.co.uk/ Amteur Radio for the great outdoors /- Testequipment - Ham Radio Kits etc.

==Handelsplätze==

Shops auf den Handelsplätzen kommen und gehen. Man sollte daher nicht vergessen direkt auf den Handelsplätzen zu suchen. Ebenso kann man handeslsplatz-übergreifend auf

http://de.pandacheck.com/

suchen.
===Ebay-Shops===

====Ego-China====
http://stores.ebay.de/Ego-China-Electronics TFTs und LCDs Versand aus China (2-3 Wochen)

====Sure-Electronics====
http://stores.ebay.de/Sure-Electronics Highpower LEDs und Verstärker 
Hat auch einen eigenen Shop: http://www.sureelectronics.net/ 
Versand aus China

====Ether-Deal====
http://stores.ebay.de/ether-deal Unter sonstiges viele versch. Elektronik-teile Versand aus China

====NooElec====
http://stores.ebay.de/NooElec USB-AVR Boards (mega32u2) und rgbled-matrizen Versand aus Kanada

====Sine qua non surplus====
http://stores.ebay.de/Sinequanon-Surplus-Electronics Großbritannien

=== Aliexpress ===
Homepage: http://www.aliexpress.com

* Chinesischer Handelsplatz
* Günstige Arduinos, Adapterplatinen, Miniboards, etc.
* Vorsicht vor Fake-Transistoren und sehr günstigen Einzelbauteilen, die müssen nicht immer Original sein
* Zahlung: Per Kreditkarte, Absicherung über Aliexpress. Der Kaufpreis wird erst nach Bestätigung des Erhalts der Ware an den Lieferanten freigegeben
* Lieferzeit: Ca. 2-4 Wochen (kommt aus China oder Hongkong)
* Versandkosten: je nach Anbieter
* [[Zoll und Abgaben]] beachten (bis 150€ zollfrei, ab 22€ aber 19% Umsatzsteuer)

== China-Versender ==

China-Shops gibt es wie Sand am Meer. Zum Teil haben sie deutschen oder europäischen Lagern, d.h. man hat weniger Probleme mit dem [[Zoll]]. Shop-übergreifend kann man auf

http://de.pandacheck.com/

suchen.

=== Bang Good ===
Homepage: http://www.banggood.com/

* China Bling-Bling aller Art. Auch Lötzubehör, Modellbau, gelegentlich Bauteile, Messgeräte, Bausätze, etc.

=== DealExtreme ===
Homepage: http://www.dx.com/

* China Bling-Bling aller Art. Auch Lötzubehör, gelegentlich Bauteile, Messgeräte, Bausätze, etc.
* Nicht immer der preiswerteste.

=== Hobbyking ===
Homepage: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/index.asp

* Viel Modellbau
* Auch Robotik und Quadcopter

=== Satistronics ===
Homepage: http://www.satistronics.com

* typischer "China-Versender", mit allen Vor- und Nachteilen
* Lieferzeit bei Standardversand sehr lange (etwa 1 Monat nach D), aber schnellere Lieferung gegen Aufpreis möglich
* tritt auch bei eBay in Erscheinung ([http://stores.ebay.de/satistronicsstore eBay-Shop]), die Preise dort sind in der Regel aber etwas höher als im Online-Shop

==Messgeräte ==
=== Neue Messgeräte ===

Viele der oben genannten Elektronikversender verkaufen auch Messgeräte. Darüber hinaus gibt es diverse Versender, die sich hauptsächlich oder ausschließlich auf Messgeräte spezialisiert haben. Allerdings verkaufen viele davon nicht an Privat.

==== CalPlus GmbH ====
Homepage: http://www.calplus.de 
Shop: http://www.scopeshop.de

==== Cosinus ComputerMesstechnik ====
Homepage: http://www.cosinus.de

* Nicht an Privat

==== dataTec ====
Homepage: http://www.datatec.de

* Große Auswahl
* Bestellung von Privat auf Anfrage, Privatpersonen werden laut ABG per Vorkasse beliefert
* Studenten bekommen Rabatt, je nach dem, was bestellt wird
* Umständlicher Bestellvorgang, seitens DataTec teilweise auf dem Postweg -> Es dauert teil sehr lange bis die Ware ankommt
* Sehr freundlicher und kompetenter Service, per eMail als auch telefonisch

==== Elektronik-Kontor Messtechnik GmbH ====
Homepage: http://www.ekomess.de

==== Meilhaus Electronic GmbH ====
Homepage: http://www.meilhaus.de

* Diverse Markenhersteller
* Eigenmarken

==== PinSonne-Elektronik ====
Homepage: http://www.pinsonne-elektronik.de

* Onlineshop
* kleines Sortiment
* DMM, LCR, DSO, MSO, Scopemeter
* UNI-T, Siglent, Hantek (Tekway), Micsig und andere asiatische Firmen

==== PK elektronik Poppe GmbH ====
Homepage: http://www.pk-elektronik.de

* U.a. Fluke Distributor.

====Präzitronic Hennig / Messgeräte Chemnitz====
Homepage: http://www.messgeraete-chemnitz.de

* Verkauft explizit auch an Privat.
* Owon
* Selbst übersetzte deutsche Owon-Handbücher
* Fluke
* Extech
* Zusätzlich kleines Angebot an Gebrauchtgeräten

==== SI Scientific Instruments GmbH ====
Homepage: http://www.si-scientific.de (Onlineshop) 
Homepage: http://www.si-gmbh.de (komplettes Programm)

* Onlineshop auf si-scientific.de
* Akzeptiert PayPal

==== TESTEC ====
Homepage: http://www.testec.info

* Tastköpfe-Hersteller
* Hameg Vertriebspartner
* B+K Precision Generalimporteur

==== Zeitech ====
Homepage: http://www.zeitech.de/shop/

* Diverses (Rigol, Owon, etc.)

=== Gebrauchte Messgeräte ===

Dieser Abschnitt enthält Anbieter bei denen gebrauchte Messgeräte erhältlich sind.

==== Astro Electronic ====
Homepage: http://www.astro-electronic.de

==== HTB-Elektronik ====
Homepage: http://www.htb-elektronik.com

* Gebrauchte Messgeräte

==== IX Instrumex ====
Homepage: http://www.instrumex.de/index.cgi?User:LANGUAGE=de

* Gebrauchte Messgeräte

==== Christoph Lüders MessTechnik ====
Homepage: http://www.CLMT.de 
Online-Shop: http://www.shop-016.de/shop-CLMT.html 
eBay: http://myworld.ebay.de/c_h_r/

* Hat 2010 die Restbestände von Förtig übernommen

==== Rosenkranz Elektronik ====
Homepage: http://www.rosenkranz-elektronik.de 
eBay Shop: http://stores.ebay.de/Rosenkranz-Elektronik-GmbH-Shop

* Gebrauchte Messgeräte
* Auch auf eBay zu finden

==== Helmut-Singer-Elektronik ====
Homepage: http://www.helmut-singer.de

* Gebrauchte Messgeräte
* Verkauf auch an Privat
* An den meisten Samstagen im Jahr auch Lagerverkauf, sonst Versand

==== Sphere ====
Homepage: http://www.sphere.bc.ca 
Messgeräte und Ersatzteile: http://www.sphere.bc.ca/test/index.html

* Gebrauchte Messgeräte
* Ersatzteile
** Besonders bekannt für Tektronix-Ersatzteile

==== Tektronix TekSelect ====
Homepage: http://www.tek.com/Measurement/tekselect/

* Tektronix verkauft selber gebrauchte und überarbeitete Tektronix-Messgeräte unter dem Label ''TekSelect''.
* Original Tektronix-Garantie
* Der Bestellvorgang nervt, man muss Kontaktaufnahme durch einen "Representative" erbeten.

== Siehe auch ==
* [[Platinenhersteller]]
* [[Lokale Elektroniklieferanten]]
* [[Eisenwarenversender]]
* [[Zoll und Abgaben]]

== Links ==

* http://www.xs4all.nl/~ganswijk/chipdir/ Suche nach integrierten Schaltkreisen
* http://www.alldatasheet.com Datenblätter

[[Kategorie:Lieferanten]]

Giess-o-mat

2018-07-05T13:44:33Z

Fred ram: /* Die Feuchtigkeitssensoren */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=1132&source=2 Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oder gleich ein fertiges Arduino shield:
https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2018-06-11T09:35:47Z

Fred ram: /* Die Feuchtigkeitssensoren */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=1132&source=2 Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:
http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=1501666530441

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
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[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Pulsweitenmodulation

2018-03-01T12:49:37Z

Fred ram: /* Weblinks */

== Einleitung ==

Bei der '''Pulsweitenmodulation''' (engl. Pulse Width Modulation, abgekürzt '''PWM''') wird das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit und Periodendauer eines Rechtecksignals bei fester Grundfrequenz variiert. Das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit <math>t_{ein}</math> und der Periodendauer <math> T = t_{ein} + t_{aus} </math> wird als das Tastverhältnis '''p''' bezeichnet. (laut DIN IEC 60469-1: Tastgrad) (engl. Duty Cycle, meist abgekürzt DC, nicht zu verwechseln mit Direct Current = Gleichstrom ).

Die Pulsweitenmodulation für ein Signal <math> x(t) </math> ist für die Dauer einer Periode im Intervall [0,T] wie folgt definiert:

<math> x(t) = \left\{\begin{array}{l l}
0 & \quad t < t_1 \\
1 & \quad t \ge t_1 \\
0 & \quad t > T
\end{array} \right.
</math>

[[Bild:pwmdoc.png]]

<math> p = \dfrac{t_{ein}}{T} = \dfrac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}} </math>

Der Wert des Tastverhältnis '''p''' kann dabei Werte zwischen 0 und 1 annehmen.

Der zeitliche '''Mittelwert''' der Spannung <math>U(t)</math> innerhalb eines Intervalls [0,T] ist unten stehend beschrieben.

:<math>U_m = \frac{1}{T} \int_0^T u(t)dt = \frac{1}{T}\int_0^{t_{ein}} U_{ein}dt + \frac{1}{T} \int_{t_{ein}}^T U_{aus}dt</math>

:<math>U_m = U_{aus} + (U_{ein} - U_{aus}) \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}}</math>

<math>U_{aus}</math> ist dabei normalerweise 0V, <math>U_{ein}</math> die Betriebsspannung <math>V_{CC}</math>, z. B. 5V. Deshalb kann man vereinfacht schreiben:

:<math>U_m = V_{CC} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}} = V_{CC} \cdot DC</math>.

=== Beispiele ===

Die folgenden Beispiele zeigen PWM-Signale mit einem Tastverhältnis von 75% bzw. 25%.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">
'''Beispiel 1'''

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein}=3\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus}=1\,\mathrm{ms}</math> 

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{3\,\mathrm{ms}+1\,\mathrm{ms}} = 3,75\,\mathrm{V}</math>

[[Bild:Pwm1.png]]

</td></tr><tr><td style="padding: 10px;">

'''Beispiel 2'''

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein}=1\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus}=3\,\mathrm{ms}</math> 

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{1\,\mathrm{ms}+3\,\mathrm{ms}} = 1,25\,\mathrm{V}</math> 

[[Bild:Pwm2.png]]
</td></tr></table>
 

Die blaue Linie in der Grafik zeigt den mathematischen Mittelwert der sich einstellenden Leistung, wenn jeweils eine volle Periode der PWM-Grundwelle betrachtet wird. In der Realität schwankt der Wert ja nach Betrachtungfester und in der praktischen Umsetzung besonders, da es keine perfekte Mittelung gibt.
=== Leistungsberechnung ===

Steuert man mit einem pulsweitenmodulierten Signal direkt einen ohmschen Verbraucher an (z. B. Heizdraht), so ist darauf zu achten, dass man zur Bestimmung der Leistung '''nicht''' einfach

:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R}</math>

rechnen darf, sondern die Leistung während der Ein- und Ausschaltzeit getrennt betrachten muss:

:<math>P = \frac{{U_{ein}}^2}{R} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein} + t_{aus}} +
\frac{{U_{aus}}^2}{R} \cdot \frac{t_{aus}}{t_{ein} + t_{aus}}</math>.

Da praktisch fast immer gilt <math>U_{aus}=0V</math> sowie <math>U_{ein}=V_{CC}</math>

kann man vereinfacht schreiben und damit rechnen.

:<math>P = \frac {{V_{CC}}^2}{R} \cdot DC</math>.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">

=== Beispiel ===

<math>U_{ein} = 4\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus} = 0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein} = 1\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus} = 3\,\mathrm{ms}</math> 
<math>R = 10\,\mathrm{\Omega}</math> 

Der Mittelwert dieser Spannung ist
:<math>U_m = 1\,\mathrm{V}</math>.
Würde man mit diesem Wert die Leistung berechnen, so käme man auf
:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R} = \frac{(1\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} = 0{,}1\,\mathrm{W}</math>.

Der richtige Wert ist jedoch

:<math>P = \frac{(4\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}} +
\frac{(0\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}} =
0{,}4\,\mathrm{W}
</math>.

Bei 0V lässt sich kürzen:
:<math>P = \frac{(4\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}}
=
0{,}4\,\mathrm{W}
</math>.

</td></tr></table>

Auch hier wird wieder eine gemittelte Leistung angegeben, die einem gleichwertigen DC-Wert entspräche. Praktisch ist die Leistung schwankend. Eine korrekte Darstellung würde also noch einen Wert für den AC-Anteil erfordern.

== Anwendungen (Kleinsignal) ==

=== AD-Wandlung mit PWM ===
Der folgende Tipp stammt noch aus der Zeit, als es keinen Mikroprozessor mit AD-Wandler gab.

Einen recht billigen und einfachen AD-Wandler mit "1-Draht Kommunikation" kann man mit dem IC 556 (NE556 o.ä.) realisieren: der eine Timer des 556 arbeitet als 50% duty-cycle Rechteckgenerator bei beispielsweise 1 kHz und steuert den zweiten Timer an. Dieser besitzt einen Steuereingang zu Beeinflussung des Tastverhältnisses und auf diesen Pin gibt man das analoge Signal. Ein angeschlossener µC oder PC misst bei jedem Impuls die Impulslänge und man erhält so das Messergebnis. Bei einer Frequenz von >10 kHz liesse sich sogar Sprache digital übertragen oder speichern. Allerdings ist dafür eine Auflösung von wenigstens 8 Bit nötig, wodurch 256 Stufen und eine entsprechemde Abstatfrequenz durch den Chip gefordert sind. Ohne Chip lässt sich dies nur mit eimem Logikbaustein und etwas Signalverarbeitung lösen, siehe [[Analog-IO mit digitalen Bausteinen]].

Für anspruchsvollere Aufgaben verwendet man jedoch besser die [[Pulsdichtemodulation]].

=== DA-Wandlung mit PWM ===

Die meisten Mikrocontroller haben keine DA-Wandler integriert, da diese relativ aufwändig sind. Allerdings kann man mittels eines PWM-Ausgangs auch eine DA-Wandlung vornehmen und eine Gleichspannung bereitstellen. Wird ein PWM-Signal über einen Tiefpass gefiltert (geglättet), entsteht eine Gleichspannung mit Wechselanteil, deren Mittelwert dem des PWM-Signals entspricht und dessen Wechselanteil von der Beschaltung abhängig ist. Nun bleibt das Problem der Dimensionierung des Tiefpasses. Ein Beispiel:

PWM-Takt 1 MHz, 8 Bit Auflösung (256 Stufen), 0/5V.
-> 3906 Hz PWM Frequenz

RC-Tiefpass 22nF, 100kΩ
-> 72 Hz Grenzfrequenz

(Die Grenzfrequenz errechnet sich über <math>f_c=\frac{1}{2\,\pi\,R\cdot C}</math> .)

[[bild:pwm_filter_1.png]]

Bei diesem Tiefpass mit 72 Hz Bandbreite verbleibt am Ausgang noch ein Ripple auf der Gleichspannung, da die PWM nie ideal gefiltert werden kann. Eine Rechnung bzw. Simulation in PSPICE zeigen ca. 150mV Ripple. Das ist ziemlich viel, da ein idealer 8-Bit DA-Wandler bei 5V Referenzspannung eine Auflösung von 20mV hat. Wir haben hier also ein Störsignal von 150mV/20mv=7,5 LSB. Um den Ripple bis auf die Auflösungsgrenze von 20mV zu reduzieren, muss die Grenzfrequenz auf ca. 10 Hz reduziert werden. Es ist somit effektiv nur ein 390tel der PWM-Frequenz nutzbar. Das ist für einige Anwendungen ausreichend, wo praktisch nur statische Gleichspannungen erzeugt werden sollen, z. B. für programmierbare Netzteile. Für Anwendungen, in denen schneller ändernde Gleichspannungen generiert werden sollen, muss die PWM-Frequenz entsprechend erhöht werden oder ein steilerer Tiefpaß verwendet werden.

==== RC-Filter dimensionieren ====

Allgemein kann man den Ripple eines einfachen RC-Tiefpasses so abschätzen:

Kritischster Punkt ist eine PWM mit 50% Tastverhältnis. Dabei tritt der
stärkste absolute Ripple auf, weil hier die - am weinigsten gefilterte - Grundschwigung die höchste Amplitude besitzt. Bei diesem Tastverhältnis ist der Kondensator auf 1/2 VCC aufgeladen. Somit liegt auch 1/2 VCC über dem R an und lädt C annähernd mit Konstantstrom.

<math>I = \frac{\frac{1}{2}Vcc}{R}</math>

Über die Definition des Kondensators kann man den Ripple berechnen.

<math>C = \frac{I \cdot t}{U}; [F = \frac{As}{V}]</math>

<math>U = \frac{I \cdot t}{C}</math>

Die Ladung in As (Amperesekunden) ergeben sich aus der halben PWM-Periode mal I. Damit kann man brauchbar den Ripple abschätzen.

<math>V_{Ripple} = \frac{\frac {\frac{1}{2}Vcc}{R} \cdot \frac{1}{2}T_{PWM}}{C} = \frac{ Vcc \cdot T_{PWM}}{4RC}</math>

Die Einschwingzeit <math>\!\,t_S</math> des Signals bei einem neuen PWM-Wert beträgt etwa <math>\!\,5RC</math>.

Die Abschätzung gilt aber nur dann, wenn der Ausgang des RC-Filter kaum belastet ist, wie z. B. durch einen Operationsverstärker oder einen andern hochohmigen IC-Eingang.

Beispiel:

100 Hz PWM Frequenz(T_PWM=10ms), R=100kΩ, C=1μF, Vcc=5V

<math>V_{Ripple} = \frac{5V \cdot 10ms}{4 \cdot 100k\Omega \cdot 1 \mu F} = 125 mV</math> 
<math>t_s=5RC=5 \cdot 100k \Omega \cdot 1 \mu F = 500ms</math>

Um die Bandbreite besser auszunutzen wird ein besseres Filter benötigt. Das Problem des einfachen RC-Tiefpasses ist der relativ langsame Anstieg der Dämpfung oberhalb der Grenzfrequenz. Genauer gesagt steigt die Dämpfung mit 20dB/Dekade. Das heisst, dass ein Signal mit der 10fachen Frequenz (Dekade) um den Faktor 10 (20dB) gedämpft wird. Will man nun eine höhere Dämpfung ereichen, müssen mehrere Tiefpässe in Reihe geschaltet werden. Bei dem gleichen Beispiel erreicht man mit zwei Tiefpässen mit 6,8nF/100kΩ eine Grenzfrequenz von ca. 70 Hz, bei gleicher Dämpfung des Ripples auf 20mV. Die Dämpfung dieses sogenannten Tiefpasses 2. Ordnung beträgt 40dB/Dekade. Das heisst, ein Signal mit zehnfacher Frequenz (Dekade) wird um den Faktor 100 (40dB) gedämpft! Damit erzielt man hier bereits die 7fache Bandbreite! Zum Schluss muss beachtet werden, dass die passiven Tiefpässe nur sehr schwach belastet werden können. Hier ist fast immer ein Operationsverstärker als Spannungsfolger nötig, falls der Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung in der Größenordnung der beiden Widerstände des Filters ist. Der kann auch genutzt werden, um das gefilterte Signal weiter zu verstärken (nichtinvertierender Verstärker).

[[bild:pwm_filter_2.png]]

Geschickter wäre hier eine Widerstandsdimensionierung, bei der R3 etwas größer ist als R2, da somit das zweite RC-Glied das erste weniger belastet.

Mehr Informationen zur Restwelligkeit bei RC Tiefpässen kann man [http://www.mikrocontroller.net/topic/181033#1747063 diesem] Thread entnehmen.

Das Spiel kann noch um einiges gesteigert werden, wenn man Tiefpässe dritter, vierter und noch höherer Ordung einsetzt. Das wird vor allem im Audiobereich gemacht. Dazu werden praktisch Operationsverstärker eingesetzt. In der [[AVR]] Application-Note [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1456.pdf AVR335: Digital Sound Recorder with AVR and DataFlash] wird zum Beispiel ein mit Operationsverstärkern aufgebauter Chebychev-Tiefpass fünfter Ordnung verwendet. Man findet im Audiobereich gelegentlich auch Schaltungen ohne expliziten Tiefpass. Dabei wird der Ausgang eines Class-D Verstärkers (der nichts anderes als ein PWM-Signal erzeugt) über einen Widerstand auf einen Lautsprecher gegeben. Die mechanische Trägheit und die Induktivität der Lautsprecherspule bilden mit dem Widerstand einen Tiefpass.

==== Vollintegrierte Lösungen ====

Wer all den Aufwand nicht betreiben will kauft einen fix und fertigen IC wie z.B.

*[http://www.linear.com/product/LTC2644 LTC2644] von Linear Technology
*[http://www.linear.com/product/LTC2645 LTC2645] von Linear Technology

== Anwendungen (Leistung) ==
Bei geeigneten Verstärkerstufen können PWM-Signale auch direkt zur Versorgung und Steuerung von Verbrauchern genutzt werden:

=== Schaltnetzteil (Generator)===
PWM-Stufen sind ein integraler Bestandteil praktisch aller heute verfügbarer Schaltnetzteile. Nur durch die digitale, pulsartige Entnahme der Ladung aus dem Versorgungsnetz lassen sich mittlere und höhere Leistungen noch effektiv und verlustarm beziehen. Die PWM wird dabei von einer Steuereinheit getrieben, welche die aktuelle Versorgungspannung in Betracht zieht, bzw. auch den Strombedarf des angeschlossenen Verbrauchers berücksichtigt. Damit lassen sich sowohl einfach passive und aktive Phasenanschnittversorgungen realisieren, aber auch voll geregelte Leistungsnetzteile mit sehr geringen effektiven Innenwiderständen aufbauen.

=== Heizung (ohmscher Verbraucher)===
Eine Heizung (Beispiel) mit 10Ω-Widerstand soll mit bis zu 12 V angesteuert werden. Dazu wird ein 13 V-Netzteil sowie ein linearer Verstärker verwendet (ein linearer Verstärker braucht immer eine etwas höhere Betriebsspannung als die maximale Ausgangsspannung).

Sollen nun 12 V auf die Heizung gegeben werden, fällt (fast) die gesamte Spannung über der Heizung selber ab, der Verstärker "verbraucht" nur 1 V. Es fließen ca. 1,2 A, es werden ca. 14,4 W in der Heizung in Wärme umgesetzt, im Verstärker ca. 1,2 W, der Wirkungsgrad beträgt 92%.

Wenn jetzt aber nur noch 6 V an der Heizung anliegen sollen, muss der lineare Verstärker die "übrigen" 7 V verbrauchen, d.h. von den 13 V, welche konstant vom Netzteil geliefert werden, fallen 7 V über dem Verstärker und 6 V über der Heizung ab. Die Transistoren des linearen Verstärkers sind nur halb durchgesteuert. Es fließt ein Strom von ca. 600 mA, in der Heizung werden ca. 3,6 W in Wärme umgesetzt. Allerdings werden auch 4,2 W im Verstärker in Wärme umgesetzt! Der Wirkungsgrad ist nur noch 46%!

Im Gegensatz dazu sind bei einer PWM die Transistoren des digitalen Verstärkers immer nur entweder voll durchgesteuert oder gar nicht durchgesteuert. Im ersteren Fall fällt nur eine geringe Verlustleistung über dem Transistor ab, da die Sättigungsspannung <math>V_{SAT}</math> sehr gering ist (meist weniger als 1 V). Im zweiten Fall fällt gar keine Verlustleistung über dem Transistor ab, da kein Strom fließt (P=U*I). Im Fall der 6 V an der Heizung beträgt das notwendige Tastverhältnis 0,23. D.h. nur während 23% der PWM-Periode wird Verlustleistung im digitalen Verstärker erzeugt und zwar ca.

:<math>P_V=DC \cdot \frac {V_{CC}}{R} \cdot V_{SAT} = 0{,}23 \cdot \frac {12V}{10\Omega} \cdot 1V = 0{,}28 W</math>

Der Wirkungsgrad liegt bei 92%!

=== Lautsprecher (induktiv) ===
In jüngster Zeit werden immer häufiger Lautsprechersysteme direkt aus digitalen Leistungsverstärkern betrieben. Dabei wird die Induktivität des Verbrauchers, die im Wesentlichen die Impedanz bestimmt, in Verbindung mit den kleinen ohmschen Widerständen des Ausgangstreibers, der Leitungen und des Lautsprechers als Tiefpass verwendet. Bei PWM-Signalen müssen hierbei jedoch sehr hohe Frequenzen gewählt werden, um Audiosignale in akzeptabler Qualität zu repräsentieren. Auch muss das Signal entsprechend nichtlinear vorverzerrt werden, um zu einem letzlich linearen Verhalten des Verbrauchers zu führen. Siehe 1-Bit-Audio. Für einfache Applikationen und geringen Leistungen ist dies aber eine sehr interessante Option. Für professionelle Audioanwendungen greift man bei digitalen Verstärkern jedoch auf andere Modulationsverfahren wie COM oder PDM zurück.

=== Motorsteuerung (ohmsch-Induktiv) ===
Eine der wichtigsten Anwendungen für PWM-Stufen ist die direkte Ansteuerung von Motoren. Der große Vorteil von PWM ist auch hier wieder der hohe Wirkungsgrad. Würde man stattdessen einen Digital-Analog-Wandler mit einem nachgeschalteten analogen Verstärker zur Ansteuerung verwenden, würde im Verstärker eine höhere Verlustleistung in Wärme umgewandelt werden. Ein digitaler Verstärker mit PWM hat dagegen geringere Verluste. Die Nachteile der Oberwellen im Signal spielen bei der Motorentechnik in der Regel keine Rolle, da hier noch mechanische Trägheiten zur effektiven Glättung beitragen. Die verwendete Frequenz liegt meist im Bereich von einigen 10kHz. Zur Berechnung der Drehzahl eines Motors kann im Normalfall der Mittelwert der PWM-Spannung als Betriebsspannung angenommen werden.

Bei Leistungsanwendungen spielen die Transienten der ansteuernden Rechteckimpulse jedoch dahingehend eine Rolle, dass sie die Verluste der Schaltelemente (MOSFETs) in die Höhe treiben und die ungefilterten Anteile in den Motoren zu Schwingungen führen, weil Resonanzen angeregt werden können.

=== Dimmen von Leuchtmitteln (ohmsch - kapazitiv) ===
Eine spezielle Form der PWM-Anwendung ist die Helligkeitssteuerung. Bei kapazitiven Verbauchern wie Leuchtstoffröhren müssen besondere Randbedingungen beachtet werden, um ein Dimmen zu erzielen. So sind besondere Frequenzen und Anlaufphasen zu applizieren. Mache Verbaucher lassen sich trotzdem überhaupt nicht dimmen. Bei überwiegend ohmschen Verbrauchen wie z.B. Glühbirnen oder Halbleiter-Leuchtdioden, sind die PWM-Signale aber ohne große Regelung anwendbar.

Siehe Artikel:
* [[LED-Fading]] - LED dimmen mit PWM

== Oft gestellte Fragen (FAQ) ==

=== Mit welcher Frequenz dimmt man? ===

Eine gegebene Antwort dazu war: Bei Glühlampen kannst Du alles über 20Hz nehmen. Die sind derart träge... Über 9kHz sollte man wegen [[EMV]] nicht gehen. Für [[LED]]s ist alles über 1kHz und unter 9kHz gut. (Autor: Travel Rec. (travelrec), Datum: 27.12.2008 11:32)

Dazu ist jedoch zu sagen, daß PWM-Steuerungen bei Glühlampen meisten verwendet werden, um die 50Hz-Thematik zu umgehen. Dabei ist das Brummen relevant und auch ein Blinken bei sehr geringen Frequenzen. Typischerweise wird man daher eher 200Hz aufwärts verwenden. Umgekehrt sind Stromkabel nicht geschirmt und besitzen eine gewisse Kapazität, was Frequenzen im kHz-Bereich nicht sinnvoll erscheinen läßt. Auch LEDs wirken bei hohen Frequenzen kapazitiv, was zu einer unnötigen Strombelastung führt. Ist die LED für Belichtungsaufgaben relevant ist die Dimmungsfrequenz genügend hoch zu wählen, um gegenüber kurzen Belichtungen irrelvant zu sein. Dies ist in der Regel ab 10kHz der Fall. Um bei hohen Strömen einen unnötigen Stossstrom zu vermeiden und damit die LEDs besser ausnutzen zu können - kann eine Drossel mit geringer Induktivität sinnvoll sein, die die Anstiege begrenzt.

=== Wie schätze ich die Verlustleistung am MOSFET im PWM Betrieb ab? ===

[http://www.mikrocontroller.net/topic/190878#1862634 Beitrag von Falk]:

Vereinfacht kann man sagen, dass während der Umschaltzeit die Verlustleistung am MOSFET = 1/4 der Verlustleistung am Verbraucher ist, wenn der eingeschaltet ist (Leistungsanpassung).

Beispiel: 150 Hz PWM = 6,6ms, Schaltzeit 500ns, Verbraucher 60W. Macht 15W Verlust während der zwei Umschaltungen pro Takt, sprich 2x500ns = 1µs. Aber das nur alle 6,6ms, Im Mittel macht das 1us/6,6ms*15W = 2,2mW. Glück gehabt ;-) Bei hohen PWM-Frequenzen im Bereich 20-500kHz, wie sie heute bei Schaltnetzteilen üblich sind, kommt da aber schon richtig viel zusammen.

Etwas genauer: [https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste Schaltverluste beim FET]

== Siehe auch ==
* [[Pulsdichtemodulation]]
* [[AVR-Tutorial: PWM]]
* [[AVR-GCC-Tutorial#PWM (Pulsweitenmodulation)|AVR-GCC-Tutorial: PWM]]
* [[Soft-PWM]]
* [[Motoransteuerung mit PWM]]
* [[LED-Fading]]
* [[AVR PWM]]
* [[Ambilight in Hardware]]
* [[Glättungsfilter für 1-Bit DA-Wandlung|1-Bit Digital-Analog-Wandlung]]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/361429#4054456 Forumsbeitrag]: Audioausgabe mit PWM
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/397337?goto=4590784#4575721 Forumsbeitrag]: H-Bridge 50Hz Sinus - LC Filter dimensionieren
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/385654#4410160 Forumsbeitrag]: Arduino Mega 11 PWM-Pins mit 1kHz

[[Kategorie:Signalverarbeitung]]
[[Kategorie:Leistungselektronik]]

== Weblinks ==
*[https://www.ramser-elektro.at/pwm-regelung-von-ventilatoren-oder-motoren/ Projekt: PWM Regelung von Ventilatoren oder Motoren]

*[http://www.solar-webshop.de/blog/pwm-puls-weiten-modulation-solar/ Was bedeutet PWM?]

*[http://pic-projekte.de/wiki/index.php?title=PIC_Tutorial#Pulsweitenmodulation_.28PWM.29 PWM Modul am PIC]

*[http://www.batsocks.co.uk/readme/art_bcm_1.htm Binary Code Modulation] - Eine Alternative zu PWM?

Pulsweitenmodulation

2018-03-01T12:48:52Z

Fred ram: /* Weblinks */

== Einleitung ==

Bei der '''Pulsweitenmodulation''' (engl. Pulse Width Modulation, abgekürzt '''PWM''') wird das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit und Periodendauer eines Rechtecksignals bei fester Grundfrequenz variiert. Das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit <math>t_{ein}</math> und der Periodendauer <math> T = t_{ein} + t_{aus} </math> wird als das Tastverhältnis '''p''' bezeichnet. (laut DIN IEC 60469-1: Tastgrad) (engl. Duty Cycle, meist abgekürzt DC, nicht zu verwechseln mit Direct Current = Gleichstrom ).

Die Pulsweitenmodulation für ein Signal <math> x(t) </math> ist für die Dauer einer Periode im Intervall [0,T] wie folgt definiert:

<math> x(t) = \left\{\begin{array}{l l}
0 & \quad t < t_1 \\
1 & \quad t \ge t_1 \\
0 & \quad t > T
\end{array} \right.
</math>

[[Bild:pwmdoc.png]]

<math> p = \dfrac{t_{ein}}{T} = \dfrac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}} </math>

Der Wert des Tastverhältnis '''p''' kann dabei Werte zwischen 0 und 1 annehmen.

Der zeitliche '''Mittelwert''' der Spannung <math>U(t)</math> innerhalb eines Intervalls [0,T] ist unten stehend beschrieben.

:<math>U_m = \frac{1}{T} \int_0^T u(t)dt = \frac{1}{T}\int_0^{t_{ein}} U_{ein}dt + \frac{1}{T} \int_{t_{ein}}^T U_{aus}dt</math>

:<math>U_m = U_{aus} + (U_{ein} - U_{aus}) \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}}</math>

<math>U_{aus}</math> ist dabei normalerweise 0V, <math>U_{ein}</math> die Betriebsspannung <math>V_{CC}</math>, z. B. 5V. Deshalb kann man vereinfacht schreiben:

:<math>U_m = V_{CC} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein}+t_{aus}} = V_{CC} \cdot DC</math>.

=== Beispiele ===

Die folgenden Beispiele zeigen PWM-Signale mit einem Tastverhältnis von 75% bzw. 25%.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">
'''Beispiel 1'''

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein}=3\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus}=1\,\mathrm{ms}</math> 

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{3\,\mathrm{ms}+1\,\mathrm{ms}} = 3,75\,\mathrm{V}</math>

[[Bild:Pwm1.png]]

</td></tr><tr><td style="padding: 10px;">

'''Beispiel 2'''

<math>U_{ein}=5\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus}=0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein}=1\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus}=3\,\mathrm{ms}</math> 

:<math>U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{1\,\mathrm{ms}+3\,\mathrm{ms}} = 1,25\,\mathrm{V}</math> 

[[Bild:Pwm2.png]]
</td></tr></table>
 

Die blaue Linie in der Grafik zeigt den mathematischen Mittelwert der sich einstellenden Leistung, wenn jeweils eine volle Periode der PWM-Grundwelle betrachtet wird. In der Realität schwankt der Wert ja nach Betrachtungfester und in der praktischen Umsetzung besonders, da es keine perfekte Mittelung gibt.
=== Leistungsberechnung ===

Steuert man mit einem pulsweitenmodulierten Signal direkt einen ohmschen Verbraucher an (z. B. Heizdraht), so ist darauf zu achten, dass man zur Bestimmung der Leistung '''nicht''' einfach

:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R}</math>

rechnen darf, sondern die Leistung während der Ein- und Ausschaltzeit getrennt betrachten muss:

:<math>P = \frac{{U_{ein}}^2}{R} \cdot \frac{t_{ein}}{t_{ein} + t_{aus}} +
\frac{{U_{aus}}^2}{R} \cdot \frac{t_{aus}}{t_{ein} + t_{aus}}</math>.

Da praktisch fast immer gilt <math>U_{aus}=0V</math> sowie <math>U_{ein}=V_{CC}</math>

kann man vereinfacht schreiben und damit rechnen.

:<math>P = \frac {{V_{CC}}^2}{R} \cdot DC</math>.

<table border="1"><tr><td style="padding: 10px;">

=== Beispiel ===

<math>U_{ein} = 4\,\mathrm{V}</math> 
<math>U_{aus} = 0\,\mathrm{V}</math> 
<math>t_{ein} = 1\,\mathrm{ms}</math> 
<math>t_{aus} = 3\,\mathrm{ms}</math> 
<math>R = 10\,\mathrm{\Omega}</math> 

Der Mittelwert dieser Spannung ist
:<math>U_m = 1\,\mathrm{V}</math>.
Würde man mit diesem Wert die Leistung berechnen, so käme man auf
:<math>P = \frac{{U_m}^2}{R} = \frac{(1\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} = 0{,}1\,\mathrm{W}</math>.

Der richtige Wert ist jedoch

:<math>P = \frac{(4\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}} +
\frac{(0\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}} =
0{,}4\,\mathrm{W}
</math>.

Bei 0V lässt sich kürzen:
:<math>P = \frac{(4\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{4\,\mathrm{ms}}
=
0{,}4\,\mathrm{W}
</math>.

</td></tr></table>

Auch hier wird wieder eine gemittelte Leistung angegeben, die einem gleichwertigen DC-Wert entspräche. Praktisch ist die Leistung schwankend. Eine korrekte Darstellung würde also noch einen Wert für den AC-Anteil erfordern.

== Anwendungen (Kleinsignal) ==

=== AD-Wandlung mit PWM ===
Der folgende Tipp stammt noch aus der Zeit, als es keinen Mikroprozessor mit AD-Wandler gab.

Einen recht billigen und einfachen AD-Wandler mit "1-Draht Kommunikation" kann man mit dem IC 556 (NE556 o.ä.) realisieren: der eine Timer des 556 arbeitet als 50% duty-cycle Rechteckgenerator bei beispielsweise 1 kHz und steuert den zweiten Timer an. Dieser besitzt einen Steuereingang zu Beeinflussung des Tastverhältnisses und auf diesen Pin gibt man das analoge Signal. Ein angeschlossener µC oder PC misst bei jedem Impuls die Impulslänge und man erhält so das Messergebnis. Bei einer Frequenz von >10 kHz liesse sich sogar Sprache digital übertragen oder speichern. Allerdings ist dafür eine Auflösung von wenigstens 8 Bit nötig, wodurch 256 Stufen und eine entsprechemde Abstatfrequenz durch den Chip gefordert sind. Ohne Chip lässt sich dies nur mit eimem Logikbaustein und etwas Signalverarbeitung lösen, siehe [[Analog-IO mit digitalen Bausteinen]].

Für anspruchsvollere Aufgaben verwendet man jedoch besser die [[Pulsdichtemodulation]].

=== DA-Wandlung mit PWM ===

Die meisten Mikrocontroller haben keine DA-Wandler integriert, da diese relativ aufwändig sind. Allerdings kann man mittels eines PWM-Ausgangs auch eine DA-Wandlung vornehmen und eine Gleichspannung bereitstellen. Wird ein PWM-Signal über einen Tiefpass gefiltert (geglättet), entsteht eine Gleichspannung mit Wechselanteil, deren Mittelwert dem des PWM-Signals entspricht und dessen Wechselanteil von der Beschaltung abhängig ist. Nun bleibt das Problem der Dimensionierung des Tiefpasses. Ein Beispiel:

PWM-Takt 1 MHz, 8 Bit Auflösung (256 Stufen), 0/5V.
-> 3906 Hz PWM Frequenz

RC-Tiefpass 22nF, 100kΩ
-> 72 Hz Grenzfrequenz

(Die Grenzfrequenz errechnet sich über <math>f_c=\frac{1}{2\,\pi\,R\cdot C}</math> .)

[[bild:pwm_filter_1.png]]

Bei diesem Tiefpass mit 72 Hz Bandbreite verbleibt am Ausgang noch ein Ripple auf der Gleichspannung, da die PWM nie ideal gefiltert werden kann. Eine Rechnung bzw. Simulation in PSPICE zeigen ca. 150mV Ripple. Das ist ziemlich viel, da ein idealer 8-Bit DA-Wandler bei 5V Referenzspannung eine Auflösung von 20mV hat. Wir haben hier also ein Störsignal von 150mV/20mv=7,5 LSB. Um den Ripple bis auf die Auflösungsgrenze von 20mV zu reduzieren, muss die Grenzfrequenz auf ca. 10 Hz reduziert werden. Es ist somit effektiv nur ein 390tel der PWM-Frequenz nutzbar. Das ist für einige Anwendungen ausreichend, wo praktisch nur statische Gleichspannungen erzeugt werden sollen, z. B. für programmierbare Netzteile. Für Anwendungen, in denen schneller ändernde Gleichspannungen generiert werden sollen, muss die PWM-Frequenz entsprechend erhöht werden oder ein steilerer Tiefpaß verwendet werden.

==== RC-Filter dimensionieren ====

Allgemein kann man den Ripple eines einfachen RC-Tiefpasses so abschätzen:

Kritischster Punkt ist eine PWM mit 50% Tastverhältnis. Dabei tritt der
stärkste absolute Ripple auf, weil hier die - am weinigsten gefilterte - Grundschwigung die höchste Amplitude besitzt. Bei diesem Tastverhältnis ist der Kondensator auf 1/2 VCC aufgeladen. Somit liegt auch 1/2 VCC über dem R an und lädt C annähernd mit Konstantstrom.

<math>I = \frac{\frac{1}{2}Vcc}{R}</math>

Über die Definition des Kondensators kann man den Ripple berechnen.

<math>C = \frac{I \cdot t}{U}; [F = \frac{As}{V}]</math>

<math>U = \frac{I \cdot t}{C}</math>

Die Ladung in As (Amperesekunden) ergeben sich aus der halben PWM-Periode mal I. Damit kann man brauchbar den Ripple abschätzen.

<math>V_{Ripple} = \frac{\frac {\frac{1}{2}Vcc}{R} \cdot \frac{1}{2}T_{PWM}}{C} = \frac{ Vcc \cdot T_{PWM}}{4RC}</math>

Die Einschwingzeit <math>\!\,t_S</math> des Signals bei einem neuen PWM-Wert beträgt etwa <math>\!\,5RC</math>.

Die Abschätzung gilt aber nur dann, wenn der Ausgang des RC-Filter kaum belastet ist, wie z. B. durch einen Operationsverstärker oder einen andern hochohmigen IC-Eingang.

Beispiel:

100 Hz PWM Frequenz(T_PWM=10ms), R=100kΩ, C=1μF, Vcc=5V

<math>V_{Ripple} = \frac{5V \cdot 10ms}{4 \cdot 100k\Omega \cdot 1 \mu F} = 125 mV</math> 
<math>t_s=5RC=5 \cdot 100k \Omega \cdot 1 \mu F = 500ms</math>

Um die Bandbreite besser auszunutzen wird ein besseres Filter benötigt. Das Problem des einfachen RC-Tiefpasses ist der relativ langsame Anstieg der Dämpfung oberhalb der Grenzfrequenz. Genauer gesagt steigt die Dämpfung mit 20dB/Dekade. Das heisst, dass ein Signal mit der 10fachen Frequenz (Dekade) um den Faktor 10 (20dB) gedämpft wird. Will man nun eine höhere Dämpfung ereichen, müssen mehrere Tiefpässe in Reihe geschaltet werden. Bei dem gleichen Beispiel erreicht man mit zwei Tiefpässen mit 6,8nF/100kΩ eine Grenzfrequenz von ca. 70 Hz, bei gleicher Dämpfung des Ripples auf 20mV. Die Dämpfung dieses sogenannten Tiefpasses 2. Ordnung beträgt 40dB/Dekade. Das heisst, ein Signal mit zehnfacher Frequenz (Dekade) wird um den Faktor 100 (40dB) gedämpft! Damit erzielt man hier bereits die 7fache Bandbreite! Zum Schluss muss beachtet werden, dass die passiven Tiefpässe nur sehr schwach belastet werden können. Hier ist fast immer ein Operationsverstärker als Spannungsfolger nötig, falls der Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung in der Größenordnung der beiden Widerstände des Filters ist. Der kann auch genutzt werden, um das gefilterte Signal weiter zu verstärken (nichtinvertierender Verstärker).

[[bild:pwm_filter_2.png]]

Geschickter wäre hier eine Widerstandsdimensionierung, bei der R3 etwas größer ist als R2, da somit das zweite RC-Glied das erste weniger belastet.

Mehr Informationen zur Restwelligkeit bei RC Tiefpässen kann man [http://www.mikrocontroller.net/topic/181033#1747063 diesem] Thread entnehmen.

Das Spiel kann noch um einiges gesteigert werden, wenn man Tiefpässe dritter, vierter und noch höherer Ordung einsetzt. Das wird vor allem im Audiobereich gemacht. Dazu werden praktisch Operationsverstärker eingesetzt. In der [[AVR]] Application-Note [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1456.pdf AVR335: Digital Sound Recorder with AVR and DataFlash] wird zum Beispiel ein mit Operationsverstärkern aufgebauter Chebychev-Tiefpass fünfter Ordnung verwendet. Man findet im Audiobereich gelegentlich auch Schaltungen ohne expliziten Tiefpass. Dabei wird der Ausgang eines Class-D Verstärkers (der nichts anderes als ein PWM-Signal erzeugt) über einen Widerstand auf einen Lautsprecher gegeben. Die mechanische Trägheit und die Induktivität der Lautsprecherspule bilden mit dem Widerstand einen Tiefpass.

==== Vollintegrierte Lösungen ====

Wer all den Aufwand nicht betreiben will kauft einen fix und fertigen IC wie z.B.

*[http://www.linear.com/product/LTC2644 LTC2644] von Linear Technology
*[http://www.linear.com/product/LTC2645 LTC2645] von Linear Technology

== Anwendungen (Leistung) ==
Bei geeigneten Verstärkerstufen können PWM-Signale auch direkt zur Versorgung und Steuerung von Verbrauchern genutzt werden:

=== Schaltnetzteil (Generator)===
PWM-Stufen sind ein integraler Bestandteil praktisch aller heute verfügbarer Schaltnetzteile. Nur durch die digitale, pulsartige Entnahme der Ladung aus dem Versorgungsnetz lassen sich mittlere und höhere Leistungen noch effektiv und verlustarm beziehen. Die PWM wird dabei von einer Steuereinheit getrieben, welche die aktuelle Versorgungspannung in Betracht zieht, bzw. auch den Strombedarf des angeschlossenen Verbrauchers berücksichtigt. Damit lassen sich sowohl einfach passive und aktive Phasenanschnittversorgungen realisieren, aber auch voll geregelte Leistungsnetzteile mit sehr geringen effektiven Innenwiderständen aufbauen.

=== Heizung (ohmscher Verbraucher)===
Eine Heizung (Beispiel) mit 10Ω-Widerstand soll mit bis zu 12 V angesteuert werden. Dazu wird ein 13 V-Netzteil sowie ein linearer Verstärker verwendet (ein linearer Verstärker braucht immer eine etwas höhere Betriebsspannung als die maximale Ausgangsspannung).

Sollen nun 12 V auf die Heizung gegeben werden, fällt (fast) die gesamte Spannung über der Heizung selber ab, der Verstärker "verbraucht" nur 1 V. Es fließen ca. 1,2 A, es werden ca. 14,4 W in der Heizung in Wärme umgesetzt, im Verstärker ca. 1,2 W, der Wirkungsgrad beträgt 92%.

Wenn jetzt aber nur noch 6 V an der Heizung anliegen sollen, muss der lineare Verstärker die "übrigen" 7 V verbrauchen, d.h. von den 13 V, welche konstant vom Netzteil geliefert werden, fallen 7 V über dem Verstärker und 6 V über der Heizung ab. Die Transistoren des linearen Verstärkers sind nur halb durchgesteuert. Es fließt ein Strom von ca. 600 mA, in der Heizung werden ca. 3,6 W in Wärme umgesetzt. Allerdings werden auch 4,2 W im Verstärker in Wärme umgesetzt! Der Wirkungsgrad ist nur noch 46%!

Im Gegensatz dazu sind bei einer PWM die Transistoren des digitalen Verstärkers immer nur entweder voll durchgesteuert oder gar nicht durchgesteuert. Im ersteren Fall fällt nur eine geringe Verlustleistung über dem Transistor ab, da die Sättigungsspannung <math>V_{SAT}</math> sehr gering ist (meist weniger als 1 V). Im zweiten Fall fällt gar keine Verlustleistung über dem Transistor ab, da kein Strom fließt (P=U*I). Im Fall der 6 V an der Heizung beträgt das notwendige Tastverhältnis 0,23. D.h. nur während 23% der PWM-Periode wird Verlustleistung im digitalen Verstärker erzeugt und zwar ca.

:<math>P_V=DC \cdot \frac {V_{CC}}{R} \cdot V_{SAT} = 0{,}23 \cdot \frac {12V}{10\Omega} \cdot 1V = 0{,}28 W</math>

Der Wirkungsgrad liegt bei 92%!

=== Lautsprecher (induktiv) ===
In jüngster Zeit werden immer häufiger Lautsprechersysteme direkt aus digitalen Leistungsverstärkern betrieben. Dabei wird die Induktivität des Verbrauchers, die im Wesentlichen die Impedanz bestimmt, in Verbindung mit den kleinen ohmschen Widerständen des Ausgangstreibers, der Leitungen und des Lautsprechers als Tiefpass verwendet. Bei PWM-Signalen müssen hierbei jedoch sehr hohe Frequenzen gewählt werden, um Audiosignale in akzeptabler Qualität zu repräsentieren. Auch muss das Signal entsprechend nichtlinear vorverzerrt werden, um zu einem letzlich linearen Verhalten des Verbrauchers zu führen. Siehe 1-Bit-Audio. Für einfache Applikationen und geringen Leistungen ist dies aber eine sehr interessante Option. Für professionelle Audioanwendungen greift man bei digitalen Verstärkern jedoch auf andere Modulationsverfahren wie COM oder PDM zurück.

=== Motorsteuerung (ohmsch-Induktiv) ===
Eine der wichtigsten Anwendungen für PWM-Stufen ist die direkte Ansteuerung von Motoren. Der große Vorteil von PWM ist auch hier wieder der hohe Wirkungsgrad. Würde man stattdessen einen Digital-Analog-Wandler mit einem nachgeschalteten analogen Verstärker zur Ansteuerung verwenden, würde im Verstärker eine höhere Verlustleistung in Wärme umgewandelt werden. Ein digitaler Verstärker mit PWM hat dagegen geringere Verluste. Die Nachteile der Oberwellen im Signal spielen bei der Motorentechnik in der Regel keine Rolle, da hier noch mechanische Trägheiten zur effektiven Glättung beitragen. Die verwendete Frequenz liegt meist im Bereich von einigen 10kHz. Zur Berechnung der Drehzahl eines Motors kann im Normalfall der Mittelwert der PWM-Spannung als Betriebsspannung angenommen werden.

Bei Leistungsanwendungen spielen die Transienten der ansteuernden Rechteckimpulse jedoch dahingehend eine Rolle, dass sie die Verluste der Schaltelemente (MOSFETs) in die Höhe treiben und die ungefilterten Anteile in den Motoren zu Schwingungen führen, weil Resonanzen angeregt werden können.

=== Dimmen von Leuchtmitteln (ohmsch - kapazitiv) ===
Eine spezielle Form der PWM-Anwendung ist die Helligkeitssteuerung. Bei kapazitiven Verbauchern wie Leuchtstoffröhren müssen besondere Randbedingungen beachtet werden, um ein Dimmen zu erzielen. So sind besondere Frequenzen und Anlaufphasen zu applizieren. Mache Verbaucher lassen sich trotzdem überhaupt nicht dimmen. Bei überwiegend ohmschen Verbrauchen wie z.B. Glühbirnen oder Halbleiter-Leuchtdioden, sind die PWM-Signale aber ohne große Regelung anwendbar.

Siehe Artikel:
* [[LED-Fading]] - LED dimmen mit PWM

== Oft gestellte Fragen (FAQ) ==

=== Mit welcher Frequenz dimmt man? ===

Eine gegebene Antwort dazu war: Bei Glühlampen kannst Du alles über 20Hz nehmen. Die sind derart träge... Über 9kHz sollte man wegen [[EMV]] nicht gehen. Für [[LED]]s ist alles über 1kHz und unter 9kHz gut. (Autor: Travel Rec. (travelrec), Datum: 27.12.2008 11:32)

Dazu ist jedoch zu sagen, daß PWM-Steuerungen bei Glühlampen meisten verwendet werden, um die 50Hz-Thematik zu umgehen. Dabei ist das Brummen relevant und auch ein Blinken bei sehr geringen Frequenzen. Typischerweise wird man daher eher 200Hz aufwärts verwenden. Umgekehrt sind Stromkabel nicht geschirmt und besitzen eine gewisse Kapazität, was Frequenzen im kHz-Bereich nicht sinnvoll erscheinen läßt. Auch LEDs wirken bei hohen Frequenzen kapazitiv, was zu einer unnötigen Strombelastung führt. Ist die LED für Belichtungsaufgaben relevant ist die Dimmungsfrequenz genügend hoch zu wählen, um gegenüber kurzen Belichtungen irrelvant zu sein. Dies ist in der Regel ab 10kHz der Fall. Um bei hohen Strömen einen unnötigen Stossstrom zu vermeiden und damit die LEDs besser ausnutzen zu können - kann eine Drossel mit geringer Induktivität sinnvoll sein, die die Anstiege begrenzt.

=== Wie schätze ich die Verlustleistung am MOSFET im PWM Betrieb ab? ===

[http://www.mikrocontroller.net/topic/190878#1862634 Beitrag von Falk]:

Vereinfacht kann man sagen, dass während der Umschaltzeit die Verlustleistung am MOSFET = 1/4 der Verlustleistung am Verbraucher ist, wenn der eingeschaltet ist (Leistungsanpassung).

Beispiel: 150 Hz PWM = 6,6ms, Schaltzeit 500ns, Verbraucher 60W. Macht 15W Verlust während der zwei Umschaltungen pro Takt, sprich 2x500ns = 1µs. Aber das nur alle 6,6ms, Im Mittel macht das 1us/6,6ms*15W = 2,2mW. Glück gehabt ;-) Bei hohen PWM-Frequenzen im Bereich 20-500kHz, wie sie heute bei Schaltnetzteilen üblich sind, kommt da aber schon richtig viel zusammen.

Etwas genauer: [https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste Schaltverluste beim FET]

== Siehe auch ==
* [[Pulsdichtemodulation]]
* [[AVR-Tutorial: PWM]]
* [[AVR-GCC-Tutorial#PWM (Pulsweitenmodulation)|AVR-GCC-Tutorial: PWM]]
* [[Soft-PWM]]
* [[Motoransteuerung mit PWM]]
* [[LED-Fading]]
* [[AVR PWM]]
* [[Ambilight in Hardware]]
* [[Glättungsfilter für 1-Bit DA-Wandlung|1-Bit Digital-Analog-Wandlung]]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/361429#4054456 Forumsbeitrag]: Audioausgabe mit PWM
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/397337?goto=4590784#4575721 Forumsbeitrag]: H-Bridge 50Hz Sinus - LC Filter dimensionieren
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/385654#4410160 Forumsbeitrag]: Arduino Mega 11 PWM-Pins mit 1kHz

[[Kategorie:Signalverarbeitung]]
[[Kategorie:Leistungselektronik]]

== Weblinks ==
*[https://www.ramser-elektro.at/pwm-regelung-von-ventilatoren-oder-motoren/] - Projekt: PWM Regelung von Ventilatoren oder Motoren?

*[http://www.solar-webshop.de/blog/pwm-puls-weiten-modulation-solar/ Was bedeutet PWM?]

*[http://pic-projekte.de/wiki/index.php?title=PIC_Tutorial#Pulsweitenmodulation_.28PWM.29 PWM Modul am PIC]

*[http://www.batsocks.co.uk/readme/art_bcm_1.htm Binary Code Modulation] - Eine Alternative zu PWM?

Giess-o-mat

2017-08-11T05:41:22Z

Fred ram: Link für Arduino Sketch hinzugefügt

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=1132&source=2 Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:

http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=now

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Für die Anbindung an einen Arduino gibt es ein fertiges Sketch:
http://fam-haugk.de/giessautomat-fuer-pflanzen

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2017-05-26T05:44:59Z

Fred ram: Link für Tutorial eingefügt

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops in verschiedenen Ausführungen angeboten.
[https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=1132&source=2 Entweder als Leerplatine] oder auch als [https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giess-o-mat-sensor-bausatz/ als Bausatz mit allen benötigten Bauteilen.]

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

In manchen Blogs gibt es Ausdauertests verschiedener Feuchtefühlersysteme:

http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten?from=1487977200000&to=now

Sollen die Sensoren an einem Raspberry PI betrieben werden, so ist dieser Beitrag sehr empfehlenswert:
https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-giessomat-kapazitiver-erdfeuchtigkeitssensor/

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2017-02-14T11:54:53Z

Fred ram: Blogg für Erdfeuchtefühler hinzugefügt.

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops angeboten:
https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=1132&source=2

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst '''hydrophobe Vergussmasse''' für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich '''URETHAN 71''' von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:

http://www.n8chteule.de/zentris-blog/erdfeuchtemessung/sensoren-in-der-erdfeuchtebestimmung/

https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2017-02-14T06:25:50Z

Fred ram: /* Die Feuchtigkeitssensoren */

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]

Die Sensorplatinen werden aber auch in diversen Onlineshops angeboten:
https://www.it-wns.de/themes/kategorie/detail.php?artikelid=1132&source=2

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst hydrophobe Vergussmasse für den Fühler verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass sich URETHAN 71 von CRC Chemie dafür am besten eignet.

Es gibt ausserdem diverse Blogs, wo die Sensoren getestet wurden:
https://wwwvs.cs.hs-rm.de/vs-wiki/index.php/Internet_der_Dinge_WS2015/SmartPlant#Messmethode_2:_Kapazitiv

Oszilloskopbilder des originalen Sensorsgnals und dem Signal nach einem Frequenzteilers mit Pegelwandler:
[[Datei:Oszibild Ramser Giesomat.jpg|miniatur|ohne]]

==== Die Hardware ====
[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2016-04-13T07:08:39Z

Fred ram: Kleine Ergänzung

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

Platinen für den Sensor können im Forum bezogen werden.
siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]
(Billig und gute Qualität)

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst hydrophobe Vergussmasse für den Fühler verwendet werden.
z.Bsp. RAPID 4300 oder Epoxidharz.

[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]

==== Die Hardware ====
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Giess-o-mat

2016-04-13T07:07:17Z

Fred ram: Auf geeignetes Material hingewiesen.

[[Bild:giessomat.jpg|thumb|right|Giess-o-mat in Aktion]]
== Giess-o-mat - die vollautomatische Blumengiessanlage - Version 2 ==
Blumen gießen? Keinen Bock!
Das erledigt für mich schon seit ein paar Jahren ein kleines Gerät.
Ab und zu muss ich nur mal den Eimer wieder auffüllen
und ab und zu die Gießintervalle einstellen.

Mit der Box kann die Bewässerung von 6 Pflanzen unabhängig voneinander gesteuert werden. Für jede Pflanze wird eine kleine Pumpe angesteuert, die die durstigen Pflanzen aus einem Eimer in der Zimmerecke mit Wasser versorgt.
Der Giess-o-mat beinhaltet erstens eine Uhr und kann die Pumpen in programmierbaren Zeitintervallen schalten.

Zweitens kann nun auch die Feuchtigkeit der Blumenerde gemessen werden, ohne dass Elektroden in die Erde gesteckt werden müssen.
Dazu verwende ich kapazitive Feuchtigkeitssensoren. Schaltplan und Platinenlayout dazu hat mir Dietmar Weisser freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

=== Bedienung ===

[[Bild:giessomat_shot.png|thumb|left|250px|Bedienung über Terminal]]
Der Giess-o-mat kann zur Parametrierung über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden werden. Wenn man ein Terminal Programm startet (minicom unter Linux oder TeraTerm unter Windows), kann man Gießintervalle oder Schaltschwellen für die Feuchtigkeitsmessung einstellen.

==== Im Hauptmenü kann man ====
* eine Übersicht über sämtliche Einstellungen anzeigen
* die Feuchtigkeitssensorwerte in einer Endlosschleife anzeigen
* die Uhr stellen
* In ein Untermenü zur Konfiguration von einer Pflanze wechseln
{{Clear}}
==== Im Untermenü kann man für jede Pflanze ====
* eine Namen vergeben
* die Pumpe manuell ein und ausschalten
* Einen Automatikmodus wählen:
* '''Zeitsteuerung''': Es wird ein Giessintervall in Stunden eingestellt, sowie eine Giesszeit in Sekunden, die bestimmt wie lange die Pumpe in jedem Intervall eingeschaltet bleiben soll.

* '''Feuchtigkeitsmessung''': Es wird erstens ein Sensor-Schwellwert eingestellt. Die Feuchtigkeitswerte werden ständig im Hintergrund gemessen. Je trockener die Blumenerde, desto höher der Sensorwert. Überschreitet der Sensorwert den eingestellten Schwellwert, wird die Pumpe eingeschaltet. Außerdem muss eine Zeit eingestellt werden, wieviele Sekunden die Pumpe laufen soll und eine Zeit, wie viele Stunden die Pumpe nach dem Gießen nicht laufen soll. So kann man vermeiden, dass eine Blume absäuft, falls der Sensor nicht so funktioniert wie man sich das vorgestellt hat.

Die Einstellungen werden im Flash des Mikrocontrollers gespeichert und sind auch nach Unterbrechung der Stromversorgung noch vorhanden.

{{Clear}}

=== Technik ===

==== Die Feuchtigkeitssensoren ====
Die Feuchtigkeitssensoren hat Dietmar Weisser erfunden und [http://www.dietmar-weisser.de/elektronikprojekte1/analogtechnik/feuchtesensor hier gut beschrieben].

siehe auch: [http://www.mikrocontroller.net/topic/335407?goto=new#new Beitrag "Bausatz für Giess-o-mat Sensor"]
(Billig und gute Qualität)

ACHTUNG: Es sollte eine möglichst hydrophobe Vergussmasse für den Fühler verwendet werden.
z.Bsp. RAPID 4300 oder Epoxidharz.

[[Bild:giessomat2.png|thumb|300px|right|Schaltplan Giess-o-mat]]

==== Die Hardware ====
Das Herzstück ist ein Atmel mega8 Mikrocontroller.
Mit Hilfe des avr-gcc habe ich diesen in C programmiert. Vielen Dank für die Tipps und Programmbeispiele aus www.mikrocontroller.net

Links oben im Schaltplan ist die Stromversorgung zu erkennen, die über einen Trafo und einen Gleichrichter erst 12V, dann mit einem Festspannungsregler 5V Versorgungsspannung erzeugt.

Rechts befinden sich die Anschlüsse für die Feuchtigkeitssensoren. Die Sensoren liefern eine Frequenz, die sich in Abhängigkeit der Kapazität (=Bodenfeuchte) ändert. Die Frequenz kann am Eingang T1 des µC gemessen werden. Da es aber nur einen Pin T1 gibt und ich 6 Sensoren anschliessen möchte, wird noch ein Multiplexer-Baustein benötigt.

Im unteren Teil des Schaltplans werden 6 Digitalausgänge verwendet, um über Transistoren und Relais 230V zu schalten. An jedem Relais ist eine Steckdose angeschlossen.

Außerdem findet man einen MAX232 Treiberbaustein, der die Pegelwandlung für den seriellen Port des PCs macht und einen Steckverbinder zum Anschluss eines Programmers für den Firmware-Download.

==== Die Software ====
Ich denke, die Funktionalität ist größtenteils selbsterklärend, wenn man sich den Sourcecode anschaut.
Im Wesentlichen besteht sie aus einer Endlosschleife für Benutzermenü und Giessautomatik sowie einer Interruptroutine, die in regelmäßigen Zeitabständen die Uhr aktualisiert und die Sensorwerte misst.

Der Timer0 ist so programmiert, dass bei angeschlossenem 8MHz Quarz 250 Interrupts pro Sekunde generiert werden.
Der Zähler, der die Flankenwechsel am Sensor-Eingang T1 zählt, wird zunächst auf 0 gesetzt, dann eine Zehntelsekunde später ausgelesen. Danach wird der Multiplexer auf den nächsten Sensor umgeschaltet und das Spiel beginnt von vorne.

Einmal pro Sekunde wird eine Funktion autogiess() aufgerufen, die mit Hilfe der Uhrzeit, der Sensorwerte und der Konfiguration die Pumpen automatisch ein oder ausschaltet.

=== Download ===
C Code und Eagle Schaltpläne findet man hier: 
[https://github.com/chbergmann/giessomat/archive/master.zip sourcecode.zip] 
[https://github.com/chbergmann/giessomat Giess-o-mat auf GitHub]

===Diskussion ===
[http://www.mikrocontroller.net/topic/169824#1623456 Thread im Forum Codesammlung]

[[Kategorie:AVR-Projekte]]