Design Rewind: Temperatuurgradiëntmeter, VFD-buis klok en meer ontwerpen

Deze maand blikken we terug op ontwerpen en technische artikelen uit eerdere november-nummers van Elektor Mag. Al meer dan 60 jaar behandelen we de meest interessante onderwerpen op het gebied van elektronica, zoals kortegolf-ontvangers, VFD-buizen en CO2-sensoren.

Luchtkwaliteitsmeting op basis van de RP2040 (nov/dec 2022)

Zoek je een project waarmee je de luchtkwaliteit kunt meten? Je kunt het voor elkaar krijgen met een Raspberry Pi RP2040 en een beetje kennis. Het ontwerp van Dr. Claus Kühnel verzamelt gegevens van een CO2-sensor en verstuurt deze via een ESP8266 naar ThingSpeak.
  Het ontwerp bevat een Sensirion SGP30, die de totale concentratie aan vluchtige organische stoffen (TVOC) en de equivalente berekende CO₂-concentratie (eCO₂) meet. eCO₂ wordt berekend op basis van de concentratie H₂ en is daarom niet zo nauwkeurig als het direct meten van CO2, maar het is goed genoeg voor dit project.

"De controller bevraagt de SGP30 sensor elke vijf seconden en stuurt de laatst gemeten waarden één keer per minuut naar de ThingSpeak server. De kleur van de NeoPixel LED komt overeen met de gemeten waarde van eCO₂ en kan eenvoudig worden aangepast," merkte hij op. "Voor het visualiseren van de meetwaarden op ThingSpeak worden de gegevens verzonden via HTTP GET toegang tot de ThingSpeak API." Voor deze toepassing gebruikte hij de Arduino IDE 2.0.

VFD-buis klok (nov/dec 2019)

Klokken met buizen zijn altijd populair onder Elektor-lezers en liefhebbers van techniek. In 2019 presenteerden we het minimalistische vacuüm fluorescentie display (VFD) buisklok ontwerp van Thomas Pototschnig. Het ziet er cool uit en biedt een paar handige functies. Je kunt de klok bijvoorbeeld instellen met een IR afstandsbediening waarvan de codes zijn opgeslagen in de MCU. De USB-poort levert stroom en het is ook een USB-HID die door een PC kan worden aangestuurd. Daarnaast kun je scrollende tekst uitvoeren op het display. Dit biedt vele mogelijkheden zoals statusweergave van een server, temperatuurweergave van CPU-kernen, enzovoort.
  Het ontwerp is voorzien van het vacuüm fluorescentiedisplay type IV-18. Een ATmega88 microcontroller bestuurt alle functies van het circuit. "De schakeling wordt via USB van 5 V voorzien, zodat via deze verbinding ook gegevens met de microcontroller kunnen worden uitgewisseld. Een spanningsomvormer genereert een spanning van ongeveer -30 V uit de 5 V rail, die nodig is voor de 17 MOSFET drivers voor segmenten en roosters en voor het genereren van de gloeispanning. De schakeling bevat ook een IR-ontvanger om de klok in te stellen zonder dat er datacommunicatie plaatsvindt via een afstandsbediening."

Temperatuurgradient meter (Nov 2011)

Het meten van temperatuur met enige precisie kan lastig zijn als je metingen wilt doen met een resolutie van minder dan een tiende van een graad. Deze schakeling meet de temperatuur met een resolutie van één tienduizendste graad met slechts vier actieve componenten en een optioneel display. Je kunt het gebruiken om zelfs de kleinste verandering in temperatuur te detecteren.
  "Zonder enige ingewikkelde kalibratie meet de schakeling temperaturen met een absolute basisnauwkeurigheid van ongeveer twee graden," legt de ontwerper uit. "Het geeft ook de temperatuurgradiënt aan, of de snelheid waarmee de temperatuur in de tijd verandert. De uitlezing gebeurt via een digitaal display en een analoge wijzer en wordt ook weergegeven met behulp van de veranderende toonhoogte van een akoestisch signaal." Je kunt de metingen ook naar een PC sturen.

Regeneratieve kortegolf-ontvanger (november 2000)

In november 2000 publiceerde Elektor een artikel over een kortegolfontvanger met zeer interessante eigenschappen. Met slechts één spoel, drie transistors en een IC versterker kun je een eenvoudige kortegolfontvanger bouwen die opmerkelijke prestaties levert.
  De lay-out van het circuit is vrij eenvoudig. De ontvanger bestaat uit een resonantielus, een tweetraps HF-versterker (T1 en T2) met variabele versterking en terugkoppeling (regeneratieschakeling). Transistor T3 demoduleert het signaal en een IC versterker stuurt de luidspreker aan.

"De resonantielus is een parallelle resonantiekring die bestaat uit een spoel parallel aan enkele condensatoren," legde de ontwerper uit. "In dit circuit zijn er drie condensatoren C1, C2 en C3 parallel geschakeld aan de spoel. Voor het afstemmen van de radio is er een variabele condensator, terwijl de andere condensatoren parallel aan de spoel zijn aangesloten voor het afstembereik. C2 is verbonden via een draadbrug. Als de draadbrug op zijn plaats zit, staat C2 ook parallel aan de spoel en verandert het afstembereik van de ontvanger."

LED voor joggers (november 1995)

In 1995 presenteerde K. Walraven een LED-ontwerp voor joggers waarvoor geen dure onderdelen nodig waren. Het compacte circuit knippert om het verkeer te waarschuwen voor de locatie van de hardloper.. 
  "In principe is de schakeling opgebouwd rond twee discrete, astabiele multivibratoren in cascade en een actieve eindtrap. Transistors T1 en T2 vormen een multivibrator die een asymmetrische rechthoekige golf levert. Gedurende de 'lange' tijd van de golf (ongeveer 255 ms) is het uitgangsniveau aan de collector van T2 laag en bevindt de rest van de schakeling zich in een stand-by toestand."

Autodim: een vooraf instelbare automatische dimmer (november 1984)

Lichtdimmers bestaan al tientallen jaren. In 1984 presenteerde Elektor een interessant ontwerp voor een lichtdimmer. De schakeling was opgebouwd rond de Plessey SL440. Het IC was bedoeld voor toepassingen waarbij wisselstroom wordt gevarieerd met een faseregeling.
    "De netvoeding wordt via D1 en R2 (pin 2) naar IC1 geleid en ook via RF-filter R1, R11, C1, D2 en D3 (pin 3). Dit diodepompcircuit wordt gebruikt vanwege het lage vermogensverlies en omdat het eenvoudig is. De 220 Ω weerstand (R1) dient om de SL440 te beschermen tegen piekspanningen die kunnen optreden als de voeding wordt ingeschakeld. Strikt genomen maakt C3 ook deel uit van het voedingscircuit, omdat het een afvlakcondensator is. De andere pool van het lichtnet wordt rechtstreeks naar de gemeenschappelijke aansluiting (pin 11) van IC1 geleid."

Meer projecten, meer ontwikkeling

In de komende weken zullen we meer klassieke Elektor-projecten, artikelen en tutorials onder de aandacht brengen. Als je opmerkingen hebt, kun je die hieronder in de ruimte voor commentaar toelichten . Het ontwerpen houdt nooit op!


Vertaling: Hans Adams