USB Skinner-Box: Leds+Futterautomat ansteuern + Auswertung (Plotten)

Ja klar läßt sich das machen.

Ich würde allerdings nicht gerade USB nehmen, sondern RS232 - das ist 
einfacher und das Gerät kann auch über einen USB/RS232-Konverter an 
einen PC angeschlossen werden.

Zur Steuerung der LEDs und des Futterautomaten und zum auslesen des 
Schalters würde ich einen µC benutzen - das ist sowohl von der 
Elektronik, als auch der Kommunikation mit dem PC her die einfachste 
Methode, sowas hinzubekommen.

Die Logik der Skinner-Box läßt sich sehr gut un einem µC programmieren 
und für die Statusmeldungen an den PC muß man sich ein einfaches 
Protokoll überlegen.

Für die Programmierung des µC kannst du entweder Basic, oder C verwenden 
- Assembler geht natürlich auch, ist aber nicht unbedingt sinnvoll, wenn 
du keine Erfahrungen damit hast..

Marco Schmidt wrote:
> Nocheinmal zur Situation: ich habe zwei LEDs und den Motor des
> Futterautomaten.
> Angenommen ich verwende einen USB-Baustein (wie
> http://www.conrad.de/goto.php?artikel=191137):
> an welche Ausgänge und in welcher Form schalte ich nun die LEDs? Muss
> ich noch irgendwelche Widerstände dazwischenschalten?

Der IO-Warrior kann Lowcurrent-LEDs auf jeden Fall direkt schalten. Zur 
Strombegrenzung wird ein Widerstand in Reihe geschaltet.

> Und dann wäre da noch der Motor. Wie spreche ich diesen an? Welche
> Ein-/Ausgänge werden verwendet um den Motor 'ein' und 'aus' zu schalten?
> Stormversorgung auch über das Board?!

Dazu müßtest du dich erst mal zu den Motor äußern: Welche Spannung, 
Strom, ist es nur ein einfacher Motor, oder sind noch irgendwelche 
Zusatzfunktionen dabei?

Die Lösung mit dem Microcontroller und RS232 wäre dann interessant, wenn 
du dich sowieso mit Microcontrollern befassen willst.

Du bräuchtest dazu aber etwas Ausstattung und Zeit dich einzuarbeiten. 
Wenn du diese Hürde genommen hättest, wären spätere Projekte mit µC, mit 
ähnlicher Komplexität wie die Skinner-Box für 20 EUR Material zu 
realisieren.

Vorab: Leider funktioniert keiner der Links, die du angegeben hast.

Ich gehe mal davon aus, daß du IO-Warrior verwenden willst.

> bei externer Stromversorgung:

Ob du die brauchst, kann man erst entscheiden, wenn man die Daten des 
Motors kennt.

> LEDs: Jeweils einen Widerstand von 500-1000 Ohm in Reihe zur LED
> schalten und jeweils an einen digitalen Ausgang vom Board ("Offene
> Kollektoren") stecken. Der andere LED-Anschluss an die Stromversorgung.

Ja.

> Motor: auf die selbe Art und Weise verkabeln?

Das wird mit ziemlicher Sicherheit nicht gehen.

> Ich habe noch etwas von Widerständen und Transistoren gelesen, die vor
> den Motor zu schalten sind?!

Für den Elektromotor brauchst du eine Treiberschaltung, die den Motor 
mit ausreichend Strom versorgen kann und TTL-Logik vor den Störungen 
durch den Motor schützt. Das kann im einfachsten Fall ein kleines 
Reed-Relaus sein, das von einem TTL-Ausgang angesteuert wird und den 
Motor schaltet.

> Leider habe ich keine genauen Angaben zur Leistung/den
> max. Stromverbrauch des Motors gefunden, dieser ist leider nicht
> beschriftet.

Hast du ein Multimeter? Miß einfach die Spannung, mit der der Motor 
versorgt wird (das sind vermutlich 3 V von den beiden Batterien, aber 
messen ist immer besser, als raten). Außerdem mußt du den Strom messen, 
den der Motor zieht.

> Wäre auch eine Stromversorgung des Motors und der LEDs über den
> USB-Anschluss an Stelle einer externen Versorgung möglich?

Im Prinzip ja - wenn insgesamt weniger als 500 mA benötigt werden.

> und dann wäre da noch die Sache mit der Auswertung:
> Ist eine Zählerfunktion durch einen Taster oder ähnlichem möglich?

Lies dir die Beschreibung des IO-Warrior durch - der enthält auch einen 
32-Bit-Zähler

> Diesen dann einfach an einen digitalen Eingang anschließen? Werden auch
> hier Widerstände benötigt?

Ja. Ob ein Widerstand notwendig ist, müßte man auch der Beschreibung 
entnehmen, aber schaden werden ein paar Kiloohm sicherlich nicht.

> Kann ich diese bundles auch verwenden?

Weiß ich nicht - die Links gehen nicht. Aber generell solltest du dich 
nach einer lokalen Quelle für elektronische Kleinteile umsehen - selbst 
wenn die Apotekerpreise für Kleinkram fordert, kommst du wohl günstiger 
weg, als wenn du irgendwelche Sortimente kaufst, die dann am Ende doch 
nicht das enthalten, was nützlich wäre.

> Ich bin euch weiterhin sehr dankbar für weitere Tipps, Benennungen von
> Bauteilen oder sogar die Zugabe von Schaltplänen. Diese würden mir denke
> ich sehr weiterhelfen!  Vielen dank!

Poste erst mal die Links und die Werte des Motors, dann sehen wir 
weiter.

Die Franzis-Baukästen sind sind dafür gedacht, die Anfänge von 
Elektronik oder Microcontrollertechnik zu lernen. Man kann sie wohl auch 
dazu mißbrauchen, die Skinner-Box zu betreiben, aber ob sie dazu gut 
geeignet sind, erscheint mir eher zweifelhaft.

Die K8055-Platine kannst du dazu benutzen. Vielleicht findest du ja auch 
noch eine Bezugsquelle, über die das Teil zu einem zivilisierteren Preis 
bekommen kannst.

Die K8055 enthält einen PIC-Controller, der schon ein Programm enthält, 
mit dem man die Peripherie steuern kann. So weit ich es der 
Bedienungsanleitung und den Angaben bei C. entnehmen kann, scheint das 
Board für deine Anwendung geeignet zu sein.

Wenn du also in erster Linie die Skinner-Box bauen willst, und USB und 
der µC nur Mittel zum Zweck sind, ist das wohl eine Lösung.

Wenn die Skinner-Box nur das Vehikel sein soll, an Hand dessen du dich 
in die µC-Technik einarbeitest, dann ist das K8055 nicht so gut 
geeignet, weil der Controller darauf nicht zum Umprogrammieren 
vorgesehen ist.

Für den PC scheinen Bibliotheken dabei zu sein, mit deren Hilfe man die 
Funktionen des Boards in eigenen Programmen steuern kann.

Der IO-Warrior ist so was ähnliches, wie das K8055, nur mit mehr 
Möglichkeiten.

Marco Schmidt wrote:
> was haltet Ihr von diesem Board?
>
> http://www.myavr.de/shop/article.php?artDataID=34

Das ist ein Board, das man programmieren kann/muß - wenn du knapp mit 
der Zeit bist, ist das nicht so geeignet, wie das K8055.

Marco Schmidt wrote:
> Also ich habe mir mal einen "Bauplan" (will die Bezeichnung Schaltplan
> nicht verletzen) gebastelt. (siehe Anhang)

Sieh dir mal den Schaltplan des K8055 unter "22. Anschluss Schema" in 
191137-as-01-de-USB_Experiment_Interface_Board-K8055.pdf an (das ist die 
deutsche Bedienungsanleitung für das K8055).

Links oben siehst du 2 x 4 LEDs mit Vorwiderständen - sie zeigen die 
Zustände der Digitalausgänge an. Wenn du zwei der LEDs an längere Kabel 
anlötest, kannst du sie direkt in die Skinner-Box einbauen.

Rechts unten sind sind 4 Taster und Pull-up-Widerstände. Mit denen kann 
man direkt die Digitaleingänge schalten.

Die Klemmenleiste für die Digitaleingänge gibt die Möglichkeit, parallel 
zu diesen Tastern andere Schalter anzuschließen. Dort schraubst du den 
Schalter in der Skinner-Box an.

Nun zum Motor.

Bist du sicher, daß du das Multimeter richtig bedient hast, als du den 
Strom messen wolltest? Hast du für die Strommessung auf einen 
Strom-Messbereich geschaltet?

Wenn du versuchst, den Strom mit einem Spannungsmeßbereich zu messen, 
dann tut sich natürlich nichts, weil der viel zu hochohmig ist.

Und wenn man versucht, die Spannung mit einem Strommeßbereich zu messen, 
dann macht man einen Kurzschluß. Häufig ist in den Multimetern eine 
Sicherung eingebaut - die brennt bei solchen Experimenten durch.

Den Motor würde ich nicht direkt an das K8055 anklemmen. Nimm 
stattdessen ein Reedrelais, z.B. dieses hier: 
http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~flNlc3Npb249UDkwV0dBVEU6Q19BR0FURTE1OjAwMDUuMDBmMC4xNzgyNzEzYyZ+aHR0cF9jb250ZW50X2NoYXJzZXQ9aXNvLTg4NTktMSZ+U3RhdGU9ODc2NzYzMjE4====?~template=PCAT_AREA_S_BROWSE&mfhelp=&p_selected_area=%24ROOT&p_selected_area_fh=&perform_special_action=&glb_user_js=Y&shop=B2C&vgl_artikel_in_index=&product_show_id=&p_page_to_display=DirektSearch&~cookies=1&zhmmh_lfo=&zhmmh_area_kz=&s_haupt_kategorie=&p_searchstring=reedrelais&p_searchstring_artnr=&p_searchstring_manufac_artnr=&p_search_category=alle&fh_directcall=&r3_matn=&insert_kz=&gvlon=&area_s_url=&brand=&amount=&new_item_quantity=&area_url=&direkt_aufriss_area=&p_countdown=&p_80=&p_80_category=&p_80_article=&p_next_template_after_login=&mindestbestellwert=&login=&password=&bpemail=&bpid=&url=&show_wk=&use_search=3&p_back_template=&template=&kat_save=&updatestr=&vgl_artikel_in_vgl=&titel=&darsteller=&regisseur=&anbieter=&genre=&fsk=&jahr=&jahr2=&dvd_error=X&dvd_empty_error=X&dvd_year_error=&call_dvd=&kna_news=&p_status_scenario=&documentselector=&aktiv=&gewinnspiel=&p_load_area=$ROOT&p_artikelbilder_mode=&p_sortopt=&page=&p_catalog_max_results=20 
und schalte parallel zur Spule in Sperrichtung eine Diode, z.B. 1N4148 - 
die schließt Spannungsimpulse kurz, die beim Abfallen des Relais 
entstehen. Der Relais-Kontakt kann maximal 500 mA verkraften - ich 
hoffe, der Motor braucht weniger.

Den Motor schaltest du dann über den Kontakt des Relais und versorgst 
ihn - wie usrprünglich vorgesehen - über die beiden Batterien. Das hat 
den Vorteil, daß der elektrische Dreck, den der Motor erzeugt, nicht in 
das K8055, oder gar in den PC kommt.

Zum Taster: Der ist unkritisch - das K8055 wird die Entprellung selbst 
machen. Geeignet dürften z.B. diese Taster sein:
http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~flN0YXRlPTg3Njc2MzIxOA==?~template=PCAT_AREA_S_BROWSE&direkt_aufriss_area=SHOP_AREA_14745
http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~flN0YXRlPTg3Njc2MzIxOA==?~template=PCAT_AREA_S_BROWSE&direkt_aufriss_area=SHOP_AREA_14745

Aber denke daran, daß Nager auch recht gerne ihre Zähne benutzen, um 
irgend welche Gegenstände ziemlich eingehend zu untersuchen - leider 
bleiben dabei nur Späne übrig, u.U. auch von Metall...

Ich würde dir empfehlen, von dem Kleinkram immer ein paar Teile mehr zu 
kaufen - die kosten nicht viel und wenn du eins geschlachtet hast, hast 
du Ersatz.

Die LEDs, die du genannt hattest sind OK. Widerstände sind auf dem 
Board, da brauchst keine zusätzlichen.

So, jetzt habe ich hoffentlich den Weg gebahnt. Dafür hätte ich aber 
gerne hinterher eine Kopie deiner Facharbeit - mich interessieren 
nämlich Nager auch brennend und nicht nur zum fressen ;-)

Hier die Links ohne Warenkorb:
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=504599
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=707759
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=707600

Zu den farbigen LEDs: Bist du dir überhaupt sicher, daß der Zwerghamster 
Farben sehen kann? Bei nachtaktiven Tieren sind derlei Fähigkeiten eher 
selten, weil die farbempfindlichen Sehrezeptoren unempfindlicher sind, 
als die, die auf alle Spekralfarben ansprechen.

Leider habe ich auf die Schnelle nichts zuverlässiges darüber 
gefunden...

Falls die Frage sich nicht aus der Literatur klären läßt, wäre die 
Skinnerbox ein Vehikel, das festzustellen:

Man baut in die Box mehrfarbige LEDs ein und trainiert den Hamster erst 
mal mit einer Einstellung, in der jede LED immer in derselben Farbe 
leuchtet,

Wenn der Bursche das beherrscht, programmiert man die Box so um, daß sie 
zwar immer ein Signal in der entsprechenden Farbe gibt, wenn er sich 
Futter ziehen kann, aber per Zufallsgenerator mal die eine, mal die 
andere LED ausgewählt wird. Wenn der Hamster auch damit klar zu kommen 
lernt, dann ist das zumindest ein Hinweis, daß er die beiden Farben 
unterscheiden kann - dann müßte man natürlich noch prüfen, ob er die 
LED-Farbe vielleicht an Helligkeit, oder veränderter Lichtkegelgeometrie 
unterscheiden kann.

Diese LED (gelb+grün) hier http://www.conrad.de/goto.php?artikel=180251 
verkraftet zwar 20 mA, aber der Treiberbaustein des K8055 wird damit 
fertig.

Die hier leuchtet rot+grün http://www.conrad.de/goto.php?artikel=180250

Wenn du andere Typen nimmst, achte darauf, daß sie drei Anschlüsse 
haben.

Marco Schmidt wrote:
> Noch eine letzte Frage bevor ich dann hoffentlich bald erste Ergebnisse
> präsentieren kann.
>
> Ich habe irgendwie Schiss dass ich mit meiner Bastelei das USB-Board
> oder sogar meinen PC schrotten könnte. Deshalb:

Den PC wirst du nur mit roher Gewalt über den USB klein kriegen.

Bei dem Board könnte es schon passieren, daß die Leitungstreiber für die 
Ausgänge Schaden nehmen, wenn man sie mißhandelt. Wenn du in deinem 
Arbeitszimmer Probleme mit elektrostatischer Ladung durch Teppichboden 
o.ä. hast, solltest du auch aufpassen. Notfalls kann man sich am 
Heizkörper entladen, bevor man das Board anfaßt. Heutige Elektronik ist 
aber schon ziemlich gut gegen derlei Schäden gesichert.

Eventuell könntest du die Treiber nicht direkt ins Board einlöten, 
sondern IC-Sockel, in die du die Chips dann steckst.

> Ist es sicher dass ich zwischen die beiden Digitalausgänge und die
> externen low-current LEDs (Typ: TLLR 5400, Ausführung: Diffus, Typ: TLLR
> 5400, IF: 2 mA, UF: 1.6 - 2 V, RoHS-konform: Ja) keine weiteren
> Widerstände schalten muss?! Wenn doch, Conrad-Art.-Nr.?

Sieh dir den Schaltplan an - wie ich geschrieben hatte. Dort sind 
bereits Widerstände eingebaut. Wenn du die LEDs für die beiden 
Digitalausgänge, über die du die LEDs für die Skinner-Box ansteuern 
willst, nicht direkt ins Board einlötest, sondern über ein Kabel zur Box 
führst, dann ist der zugehörige Widerstand auf dem Board und du brauchst 
keinen weiteren.

Der Motor braucht keinen Widerstand.

Hast du einen Lötkolben und Lötzinn?

Um das RoHS-Zeugs mußt du dich als Bastler nicht kümmern. Nimm vor allem 
kein bleifreies Lötzinn - das läßt sich nicht gut löten.

Statt der teuren Steckbrücken kannst du auch einfachen Klingeldraht, 
einen kleinen Seitenschneider und ein Abisolierwerkzeug (im einfachsten 
Fall ein Messer) verwenden. Wenn du einen Baumarkt in der Nähe hast, 
dann kaufst du dir am besten dort eine Rolle davon - es darf keine Litze 
sein. Bei Conrad ist er mit 0,50 EUR pro Meter wirklich abartig teuer.

http://www.conrad.de/goto.php?artikel=606596

Nachtrag:

Das SIL-Gehäuse brauchst du nicht. Die Reed-Relais sind recht klein - 
die kann man auch einfach auf ein passend gelochtes Stück Pappe setzen 
und auf der Rückseite verdrahten.

Wenn du es ganz nobel machen willst kannst du auch eine Lochrasterplatte 
nehmen, oder ein Stück davon, z.B. die hier: 
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=527696 Darauf kannst du auch den 
Taster gut montieren.

Warum benutzt du nicht das Reedrelais, um den Motor zu schalten?