Über VCC und GND können externe Geräte mit Betriebsstrom versorgt werden. Diese Versorgungsspannung ist mit einer  500 mA selbstzurückstellenden Sicherung versehen. Sie kann per Jumper auf 5 oder 3.3 V eingestellt werden. Wenn der Jumper auf 3.3 V steht, sind auch die Ausgangssignale auf 3.3V-Pegel, können so z.B. direkt an ein ESP8266 angeschlossen werden.

Bei SparkFun gibt es ähnliches Modul mit etwas mehr Dokumentation.

2016-10-26: Probleme nach Windows 10 Anniversary Update! s. KB3073930

2.2.2016: FTDI macht wieder Probleme! FTDI soll wieder neue Treiber verteilen, die diesmal noch mehr Probleme bereiten! Siehe folgende Links:

• FTDI Drivers Break Fake Chips, Again
• FTDIgate 2.0?
• Treiber manipuliert wieder bei Chip-Nachbauten

Die einfachste Lösung ist natürlich, Windows dazu zu überreden, dass keine Treiber mehr erneuert werden. Dies kann man so einstellen:
     Windows 10: Automatische Treiberinstallation deaktivieren

2016-10-26: Ins Suchfeld in der Systemsteuerung "Geräteinstallationseinstellungen" eingeben.

Das kann aber nicht die Lösung sein. Ich habe einmal auf meinem PC nachgeschaut, wo die Treiberdateien liegen und habe ein kleines Programm geschrieben, das mich warnt, wenn neue FTDI-Treiber eingespielt werden.

24.5.2015: Großes Malheur! Windows (Version 8.1) hat neue Treiber von FTDI (Version 2.12) heruntergeladen. Diese Treiberversion erkennt, wenn es sich um kopierte Chips handelt und ändert dann im Chip die Produkt-ID auf 0000. Offensichtlich besitzt das erworbene Gerät solch einen kopierten Chip. Nach einem Windows-Update konnte das Gerät nicht mehr angesprochen werden, da ein entsprechender Treiber mit VID 0403 und PID 0000 nicht existiert. Es gibt eine Reihe von Anleitungen im Netzt, wie man eine ältere Treiberversion installiert, die dieses Verbiegen der ID nicht macht (Version 2.10) und wie man den Chip wieder umprogrammiert. Da hat auf einem Windows 7-Rechner auch gut geklappt, mein Windows 8.1 Rechner wollte aber partout die 2.10-Version nicht behalten und hat sie immer wieder mit der Version 2.12 überschrieben. Die Folge war, dass der Treiber wieder die Product-ID des Chips zurückgesetzt hat. Nach vielem vergeblichen Probierens bin ich zu dem Schluss gekommen, dass es am besten sei, Treiber für 0403/0000 zu installieren.

Der FTDI232 kann individuell angepasst werden. FDTI bietet das Programm FT_INF an, mit dem Installationsinformationen für solch angepasste Chips generiert werden können. Zusammen mit den Systemdateien aus der aktuellen Treiber-Version (2.12) ergibt sich ein vollständiges Installationspaket. Dieses Treiber-Paket in in dieses Archiv gepackt: ftdi VID 0403 PID 0000

Bei FTDI kann man das Programm  CDM Uninstaller herunterladen, mit dem man zunächst Reste alter Treiber-Installationen entfernen kann. Auch Fehlversuche bei der Installation des gepatchten Treibers kann hiermit wieder aufräumen.

Neben der .INF-Datei ist i.d.R. eine Signatur-Datei (Datei-Endung ".CAT") notwendig. Windows prüft hierüber, ob irgendetwas modifiziert wurde. Solch eine Datei liefert FT_INF leider nicht. Man kann Windows aber überreden, Treiber ohne gültige Signatur zu installieren. Dazu muss man die Prüfung der Treibersignatur unter Windows 8 deaktivieren.

Mit Windows-Taste+I wird das Einstellungsmenü aus den Charms aufgerufen. Auf das "Ausschalten"-Symbol klicken und dann mit gedrückter Umschalt-Taste auf "Neu starten". Anschließend erscheint das Menü "Option auswählen". Dort wählt man "Problembehandlung", "Erweiterte Optionen", dann "Starteinstellungen" und löst über "Neu starten" einen Neustart aus. Erst dann erscheint das Boot-Menü, in dem durch Eingabe der Ziffer 7 das "Erzwingen der Treibersignatur deaktivieren" ausgewählt werden kann. Die Einstellungen bleiben nur bis zum nächsten Neustart aktiv.

Nun ist das System bereit, auch unsignierte oder falsch signierte Treiber zu installieren. Die Installation erfolgt nach Entpacken des Archivs durch Rechts-Klick auf die beiden .INF-Daten im Treiberpaket. Im Kontext-Menü muss "Installieren" ausgewählt werden. Die Reihenfolge welche der beiden Dateien zuerst installiert wird ist gleichgültig. Windows meckert die unsignierten Treiber an, lässt aber deren Installation zu:
 

Man muss "Diese Treibersoftware trotzdem installieren" auswählen. Wenn alles geklappt hat, meldet sich mit Windows mit:

Nach Anschluss des Geräts zeigt der Geräte-Manager, dass alles funktioniert hat und ein "USB Serail Port" mit VID 0403 und PID 0000 installiert wurde.

Update 25.5.2015: Nachdem ich eine Nacht über das Problem geschlafen habe, bin ich zu folgender Erkenntnis gekommen. Wahrscheinlich geht es auch so, wie in dieser Anleitung "Treiber gegen gefälschte Chips" bei heise.de beschrieben, wenn man die Prüfung der Treibersignatur unterbindet. Als ich es ohne die Abschaltung der Prüfung versucht hatte, hat Windows sich stets über einen falschen Hashcode beschwert. Dies sollte es nach Abschalten der Prüfung nicht mehr tun. Ausprobiert habe ich es allerdings noch nicht.

Das PL2303-Modul ist ein Schnittstellenumsetzer für USB-RS232-Komunikations-Protokoll mit TTL-Spannungspegel.

• Schnittstelle: RS232 und USB
• Versorgungsspannung:  3.3V bis 5V (durch USB)
• Ausgangsspannung: 3.3V oder 5V

Unter Windows 8 und Windows 10 macht der Treiber Probleme. Der automatisch heruntergeladene Treiber funktioniert nicht. Ich habe diese Seite von bei Family Software (Newsletter #37) gefunden, auf der eine funktionierende Lösung gezeigt wird. Es wird das Problem erklärt und je ein 32- und 64-Bit-Installationsprogramm zum Download angeboten, das evtl. alte Treiber löscht und passende Treiber installiert. Da man nie weiß, wie lange solche Seiten existieren, hier eine Kopie der Seite als PDF und die Treiber zum Download.

		+5V
		GND
		TXD	Output	Idle: 3.3V, gesetzt: 0V
		RXD	Input	Idle: NC oder 3.3V, gesetzt: 0V
		RTS	Output	Idle: 3.3V, gesetzt: 0V
		CTS	Input	Idle: NC oder 3.3V, gesetzt: 0V

Das PL2303-Modul ist ein Schnittstellenumsetzer für USB-RS232-Komunikations-Protokoll mit TTL-Spannungspegel.

Drei-Achsen Kompass/Magnetometer-Sensor

Eigenschaften:

• Modell: GY-273
• Chipsatz: HMC5883L
• Stromversorgung: 3 ~ 5V
• Kommunikationsmodus: IIC-Protokoll
• Messbereich: ± 1,3-8 Gauß
• 3-Achsen-Magnetoresistive Sensoren und ASIC in einem 3.0x3.0x0.9mm LCC Oberflächenmontage Verpackung
• Ermöglicht 1 bis 2 ° Grad Genauigkeit
• Geringer Stromverbrauch (100 µA)
• Kompatibel für batteriebetriebene Anwendungen
• Integrierte Möglichkeiten für Entmagnetisierung, Selbsttest und Offset-Kompensation

Beispiel-Programm für Arduino

#include <Wire.h> //I2C Arduino Library

#define address 0x1E //0011110b, I2C 7bit address of HMC5883

void setup(){
  //Initialize Serial and I2C communications
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  
  //Put the HMC5883 IC into the correct operating mode
  Wire.beginTransmission(address); //open communication with HMC5883
  Wire.write(0x02); //select mode register
  Wire.write(0x00); //continuous measurement mode
  Wire.endTransmission();
}

void loop(){
  
  int x,y,z; //triple axis data

  //Tell the HMC5883 where to begin reading data
  Wire.beginTransmission(address);
  Wire.write(0x03); //select register 3, X MSB register
  Wire.endTransmission();
  
 
 //Read data from each axis, 2 registers per axis
  Wire.requestFrom(address, 6);
  if(6<=Wire.available()){
    x = Wire.read()<<8; //X msb
    x |= Wire.read(); //X lsb
    z = Wire.read()<<8; //Z msb
    z |= Wire.read(); //Z lsb
    y = Wire.read()<<8; //Y msb
    y |= Wire.read(); //Y lsb
  }
  
  //Print out values of each axis
  Serial.print("x: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print("  y: ");
  Serial.print(y);
  Serial.print("  z: ");
  Serial.println(z);
  
  delay(250);
}

Eigenschaften

• Chip: MPU-6050
• Stromversorgung: 3-5V
• Kommunikationsmodus: Standard-Kommunikationsprotokoll I²C
• Chip-Integrierte 16-Bit-AD-Wandler, 16-Bit-Datenausgang
• Gyroskope-Bereiche: + / 250 500 1000 2000 Grad / sec
• Beschleunigungsbereich: + / 2g, + / 4g, + / 8g + / 16g

Zu diesem Modul gibt es viele Beschreibungen im Netz, z.B. diese im Arduino Playground.

 Zweifarbig (rot/grün)
Gemeinsame Anode

Für kleines Geld über drei dutzend Sensoren. Leider nur spärlich dokumentiert.

PDF mit vielen Hinweisen.

Siehe auch: irsensor.wizecode.com

Spezifikationen:

•  HS0038B HS38B IR-Empfänger
• Versorgungsspannung: 3V-5.5V
•  4-poliger Anschluss
• Reichweite 2 ~ 40 cm

Das Potentiometer zur Frequenzeinstellung wird verwendet, um die Frequenz des Infrarot-Senders einzustellen. Der integrierte Empfänger hat bei 38 kHz die höchste Empfindlichkeit. Der Oszillator wird über das EN-Signal aktiviert. EN auf HIGH aktiviert den Oszillator, LOW deaktiviert ihn. Der Jumper legt das Signal EN auf HIGH. Soll eine externe Steuerung erfolgen, muss der Jumper entfernt werden. Der Sensor selbst funktioniert unabhängig vom Oszillator, würde also Fremdlicht erkennen und könnte z.B. als Empfänger für eine 38 kHz IR-Fernbedienung dienen.

Das Gerät gibt es in mehreren Varianten. Mit NE555 als Oszillator oder mit einem 7400 aufgebaut. Hier der Schaltplan für eine NE555-Variante.

Siehe auch: theoryCIRCUIT

Spezifikationen:

• Erkennt eine Flamme oder eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge im Bereich von 760nm-1100 nm.
• Reichweite: bis zu 100 cm.
• Einstellbarer Erfassungsbereich.
• Erfassungswinkel ca. 60 Grad (im Bereich des Flamme-Spektrums).
• Der Komparator-Chip LM393 sorgt für eine stabile Ausgabe.
• Betriebsspannung 3,3 v-5V.
• Digitale und analoge Ausgabe.
• Power-Anzeige und Output-Indikator.

Die meisten der Flammenfühler besitzen einen YG1006-Sensor, ein hochsensibler highspeed NPN Silizium-Fototransistor. Er ist mit schwarzem Epoxid bedeckt, da der Sensor empfindlich gegen Infrarot-Strahlung ist.

Den Sensor gibt in verschiedenen Varianten (s. Abb.). Nicht bei allen ist der analoge Ausgang verfügbar.

Der Digispark ist ein ATtiny85-Mikrocontroller-Entwicklungsboard ähnlich der Arduino-Linie. Dieses Board ist gut geeignet, wenn ein Arduino zu groß ist, hat aber eine Reihe von Einschränkungen, da nur ein ATtiny85 genutzt wird.

Aufsicht		Aufsicht		Schaltplan		Pinbelegung (Quelle: Tuxamito Wiki)

Hinweis: Rev. 3 ist kein original Digistump-Board, sondern ein China-Nachbau. Original-Boards haben keinen Aufdruck (entspr. Rev. 1 mit Status-LED an Pin 0) oder den Aufdruck "Rev. 2" oder "Rev. 4".

Features:

• Stromversorgung über USB oder externe Quelle
• On-Board 500mA 5V Regler
• Build-in USB
• 6 E/ A-Pins (2 sind für für USB reserviert, wenn die Software aktiv über USB kommuniziert, ansonsten können alle 6 auch verwendet werden, selbst dann, wenn die Programmierung über USB erfolgt.)
• 8k Flash-Speicher (ca. 6k bei installiertem Bootloader)
• I2C und SPI (via USI)
• PWM auf 3 Pins (mehr möglich mit Software PWM)
• ADC auf 4 Pins
• Power LED und Test-/Status LED

Der Stecker ist ein wenig "wackelig". Während der Entwicklung, wenn man das Gerät zur Aktivierung des Bootloaders häufig ab- und wieder anstecken muss, empfiehlt sich, es ein kurzes USB-Verlängerungskabel zu nutzen. Das Digispark bleibt fest dabei im Kabel. Dieses wird heraus gezogen und wieder hinein gesteckt.

Eine Alternative wäre Nanite 85 von Tim Böschke. Ist bei Watterott erhältlich.

Nutzt man das Arduino-Framework zur Programmierung sind einige Anpassungen notwendig. An einigen Stellen wurde geschludert.

boards.txt:

Der Eintrag <board>.upload.maximum_data_size=<size> fehlt (z.B. "digispark-tiny.upload.maximum_data_size=512"). Ohne diesen Eintrag gibt es beim Kompilieren keine Anzeige zum RAM-Verbrauch wie:

"Minimum Memory Usage: 268 bytes (52% of a 512 byte maximum)"

Den  Eintrag zu upload.maximum_data_size sollte man ergänzen. Für die ATiny85- und die ATtimy167-Boards ist die RAM-Größe 512 Bytes.

Links:

• Digistump Wiki
• Boxtec Playground
• Bootloader anpassen und austauschen

5V 10A 1 Kanal Relay Modul mit Opto-Koppler für PIC AVR DSP ARM Arduino

Spezifikation:

 5V-1-Kanal-Relais-Schnittstellenkarte zur Steuerung  von Geräten mit hohem Strom. Sie kann direkt von einem Micro-Controller angesteuert werden (Arduino, 8051, AVR, PIC, DSP, ARM, ARM, MSP430, TTL Logik).

•  Strombedarf: 15-20mA
• Ausgestattet mit Hochstromrelais, AC250V 10A; DC30V 10A , SRD-05VDX-SLC
• Anzeige-LED für Relaisausgang-Status
• Größe: 53mm * 28.3mm * 19.3mm
• Gewicht: 18g
• 4 Schraubenlöcher, Lochdurchmesser 3.1mm

I²C Ladezustand-Messgerät für LiPo-Akkus mit MAX17043

LiPo Batterien bieten eine großartige Möglichkeit, Projekte mit Energie zu versorgen. Sie sind klein, leicht und haben für ihre Größe eine relativ große Kapazität. Das SparkFun LiPo Fuel Gauge verwendet einen anspruchsvollen Algorithmus, um den relativen Ladezustand der Batterie zu erkennen und deren Spannung zu ermitteln. Mit anderen Worten, es sagt dem Mikrocontroller, wie viel "Treibstoff" im Tank bleibt. Die LiPo Fuel Gauge kommuniziert über I2C. Ein Alarm-Pin meldet, wenn die Ladung unter einen bestimmten Prozentsatz gefallen ist.

Eigenschaften:

• Ladezustand-Messgerät für Einzelzellen-Lithium-Ionen-Batterien
• Kann direkt an die Stromversorgung angeschlossen werden, um die Batterie zu überwachen.
• Hardware und Software Reset.
• I2C-Schnittstelle.

Tutorial: Photon Battery Shield Hookup Guide

Digital-Potentiometer X9C103 linear Nicht-flüchtig

Das X9C103S Digital Potentiometer ermöglicht mittels dreier Anschlüssen (Chip Select (CS), Up/Down (U/D) und Increment (INC)), einen gewünschten Widerstandswert (100 Stufen) einzustellen und ggf. im EEPROM zu speichern.

Technische Daten

Dieses Board ist eine Ladegerät für LiPo-Akkus.

Spezifikationen:

• Ladestromstärke: bis 1000mA
• Ladeschlussspannung:  4,2V
• USB-Anschluss oder Lötaugen für die Eingangsspannung
• Abmessungen: 25mm x 19mm
• Rote LED zeigt aktives Laden an
• Blaue LED zeigt vollständig aufgeladen Akku an

Der Ladestrom kann durch Veränderung des Programmier-Widerstands (nominal 1K2, R3 im Schaltbild) angepasst werden. Sinnvollerweise ersetzt man ihn durch einen Trimmer.

Ladestrom in Abhängigkeit vom Widerstand

I_(BAT) = 1200 mA / R_(PROG); R_(PROG) in kΩ; Beisp.: R_(PROG) = 3KΩ  ⇒  I_(BAT) = 1200 mA / 3 = 400 mA

Hinweis zum Schaltplan: Es gibt leicht unterschiedliche Varianten. Bei einigen beträgt R4 0,4Ω, wie im Datenblatt vorgesehen.

Dieses Board ist eine Ladegerät für LiPo-Akkus mit Über- und Unterspannungsschutz. Der Ladeteil entspricht dem vorher angeführten TP4056 1A Micro USB Battery Charging Board. Hinzu kommt der Batterieschutz, der mit einem DW01xx (Battery Protection IC) und einem 8205A (Dual MOSFET) aufgebaut ist. Offensichtlich gibt es verschiedene Varianten, die unterschiedliche DW01xx-Typen enthalten, sie sich leicht bei den Spannungsdaten unterscheiden. Meine Boards enthalten einen DW01KA, von dem ich leider nur ein chinesisches Datenblatt gefunden habe. Unter Zuhilfenahme des englischen Datenblatts einer anderen Variante, lassen sich die wesentlichen Daten aber einfach ermitteln.

Elektrische Kennwerte DW01KA:

Funktionsweise

Überladeschutz

Wenn die Spannung der Batteriezelle die Überladeschutzspannung (VOCP) über die Überladungsverzögerungszeit (TOC) hinaus überschreitet, wird die weitere Ladung der Zelle durch Abschalten des Ladesteuerungs-MOSFETs verhindert. Dieser Überladungszustand wird in zwei Fällen freigegeben:

1. Die Spannung der Batteriezelle wird durch Selbstentladung niedriger als die Überladungsfreigabespannung (VOCR).
2. Die Spannung der Batteriezelle fällt unter die Überladeschutzspannung (VOCP) und eine Last wird angeschlossen.

Wenn die Batteriespannung über VOCP liegt, wird der Überladungszustand nicht freigegeben, auch wenn eine Last an das Modul angeschlossen ist.

Tiefentladungsschutz

Wenn die Spannung der Batteriezelle unter die Tiefentladeschutzspannung (VODP) fällt, die über die Zeit der Überlaufverzögerungszeit (TOD) hinausgeht, wird die weitere Entladung durch Ausschalten der Entladesteuerungs-MOSFETs verhindert. Die Vorgabe der Überlaufverzögerungszeit beträgt 10ms. Die Sperre wird sofort aufgehoben, sobald die Spannung der Batteriezelle durch die Aufladung höher als die Tiefentladeschutz-Freigabespannung (VODR) wird.

Überstromschutz

Im Normalbetrieb überwacht der DW01 kontinuierlich den Entladestrom durch Erfassen der Spannung am CS-Pin. Wenn die Spannung des CS-Pins die Überstromschutzspannung (VOIP) über die Überstromzeitverzögerungszeit (TOI1) hinaus überschreitet, beginnt die Überstromschutzschaltung zu arbeiten und die weitere Entladung wird durch das Abschalten der Entladesteuerungs-MOSFETs verhindert. Dieser Überstromzustand wird erst dann verlassen (Übergang in den Normalbetrieb), wenn die Last abgetrennt wird oder die Impedanz zwischen BATT + und BATT- größer als 500kΩ wird.

Ladungserkennung nach Überentladung

Wenn eine Überladung auftritt, schalten die Ladesteuerungs-MOSFETs aus und das weitere Entladen wird verhindert. Allerdings ist das Laden noch durch die parasitäre Diode des MOSFET möglich. Sobald das Ladegerät an den Akku angeschlossen ist, schaltet der DW01 sofort alle Zeitgeber- und Erkennungsschaltungen ein. Der Ladevorgang wird erkannt, wenn die Spannung zwischen CS und GND unter der Ladungserfassungsschwellenspannung (VCH) liegt.

Power-Down nach Überentladung

Wenn eine Überladung auftritt, geht der DW01 in den Energiesparmodus und schaltet alle Zeitgeber- und Erkennungsschaltungen aus, um den Ruhestrom auf 0,1μA (VCC = 2,0 V) zu reduzieren. Gleichzeitig wird der CS-Pin über einen internen Widerstand auf VCC gezogen.

	Datenblatt 8250			Datenblatt DW01A (Englisch)		Datenblatt DW01KA (Chinesisch)		Datenblatt TP4056

Testbericht auf YouTube

Energiemessgerät mit HLW8012

Dieses IC wird in einigen chinesischen Produkten wie Iteads Sonoff POW verwendet. Der HLW8012 ist ein Strom-, Spannungs- und Leistungsüberwachungs-IC, das einen Impuls mit einer Frequenz ausgibt, die umgekehrt proportional zum Messwert ist. Dieses IC bietet zwei PWM-Ausgänge, der erste für die Stromversorgung und der zweite für Strom oder Spannung, abhängig von der SEL-Pin. Die Ausgangswerte sind immer Effektiv-Werte. Höhere Werte (Leistung, Strom oder Spannung) bedeuten kürzere Impulse.

Typische Werte sind:

• Ein 1Hz-Puls am CF-Pin bedeutet um 12W effektiv (RMS).
• Ein 1Hz-Impuls auf CF1-Pin bedeutet 15mA oder 0,5V efektiv, abhängig vom Wert im SEL-Pin.

Dies sind laut Datenblatt typische Verhältnisse, sind aber ggf. von der konkreten Verschaltung abhängig. Auch wenn die Schaltung mit der im Datenblatt übereinstimmt, sind die IC-Toleranzen ziemlich hoch (+ -15% für die Taktfrequenz).

Leistungsmessdaten stehen permanent zur Verfügung, Strom- oder Spannungsmessungen erfordern jedoch eine minimale Stabilisierungszeit nach dem Ändern des SEL-Pin-Wertes (ca. 2 Sekunden).

Die Ausgänge (CF, CF1) sind mit einem Spannungsteiler 3/5 herausgeführt, liefern also ca. 3V bei HIGH. Damit können sie also sowohl direkt an einen 3,3V-Chip (z.B. ESP8266) als auch an einen 5V-Chip (z.B. AVR) angeschlossen werden.

Der Eingang (SEL) ist das Gate eines N-Channel MOSFET, mit V_GSth = max. 2,5V uns kann ebenfalls sowohl mit 3,3V als au8ch mit 5V angesteuert werden.

Wiki: Energy meter bei Electrodragon

ESP8266-Applikation mit HLW8012 bei Tinkerman

Mit dem WeMos Battery Shield lässt sich WeMos ESP8266 einfach um eine mobile Stromversorgung erweitern. Die Batterie kann bequem über einen Micro USB Anschluss geladen werden. Über die Brücke J1 auf der Rückseite, lässt sich der Ladestrom von 0,5A auf 1A erhöhen.

Technische Daten

• Plattform: WeMos D1 mini
• Anschluss Input: microUSB
• Eingangs- (Lade-) Spannung: 5V (per Micro-USB)
• Anschluss Output: XH2-2,54mm
• Batterie Spannung: 3,3V - 4,2V
• Ausgangsspannung: 5V (Boost Power Supply, max: 1A)
• Ruhestrom: 5,6 mA (kein Verbraucher angeschlossen)
• Rote LED leuchtet während des Ladens
• Grüne LED zeigt an, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist.

Bei Arduino & ESP8266 stuff wird richtigerweise darauf hingewiesen, dass die Ladespannung keinesfalls 5V überschreiten sollte. Der Anschluss eines Solar-Moduls ist somit nicht einfach möglich. Schuld hieran ist die Schottky-Diode D1, die die Ladespannung mit einem Abfall von nur 0,2V an den WeMos D1 weiter gibt. Das kann den dort eingebauten Spannungsregler überfordern. Der Vorteils ist jedoch, dass man bei leerer Batterie das angeschlossene System direkt mit der USB-Spannungsversorgung betreiben kann. Möchte man mit einer potentiell höheren Spannung laden, muss D1 entfernt werden. Dann sind bis zu 10V Ladespannung möglich (begrenzt durch den TP5410). Allerdings kann das Gerät erst dann wieder anlaufen, wenn die Batterie genügend weit geladen ist. Das Schaltbild (mit entfernter D1) entspricht dann im Wesentlichen dem ersten im Datenblatt des TP5410 (Bild 1 auf Seite 3 oder 2. Schaltbild unten).

Der Zustand vom Battery Shield wird per LED Anzeige visualisiert. Die rote LED signalisiert den Ladeprozess und die grüne LED einen voll geladenen Akku.

Reviewing the Wemos Battery Shield bei Arduino & ESP8266 stuff

Power Usage of Wemos D1 mini + WS2812B RGB Shield bei Harald's Random Stuff

Wemos D1 mini Battery Shield Test auf nikolaus-lueneburg.de u.a. mir Solarbetrieb.

Der BME280 ist einer der neuesten Luftfeuchtigkeits-, Druck- und Temperatursensoren von Bosch mit einem digitalen I2C Interface. Auf dem Breakout-Board befinden sich ein Spannungsregler und ein Pegelwandler für die I2C Schnittstelle, daher kann der Sensor von 3V - 5,5V betrieben werden.

Technische Daten

• Versorgungsspannung: 1,8 - 5V DC
• Schnittstelle: I2C (bis zu 3,4 MHz)
• Betriebsbereich:
  • Temperatur: -40 bis + 85 ° C
  • Feuchtigkeit: 0-100%
  • Druck: 300-1100 hPa
• Auflösung:
  • Temperatur: 0,01ºC
  • Feuchtigkeit: 0,008%
  • Druck: 0,12hPa (entspricht ca. 1m Höhenunterschied)
• Genauigkeit:
  • Temperatur: + -1 ° C
  • Luftfeuchtigkeit: + -3%
  • Druck: + -1hPa
• I2C-Adresse
  • SDO LOW: 0x76
  • SDO HIGH: 0x77

Adafruit-Library

BME280 Weather Station With ESP8266 SDK bei Instructables

Bibliothek von BOSCH Sensortec auf GitHub

Für Mikrocontroller ohne Analog-Digital-Wandler oder wenn eine höhere Genauigkeit gefordert ist, bietet der ADS1115 eine 16-Bit-Präzision (±15 Bit) bei 860 Samples/Sekunde über I²C. Der Chip kann als 4 single-ended Eingangskanäle oder zwei differentielle Kanäle konfiguriert werden. Der ADS1115 besitzt einen programmierbaren Verstärker (bis zu 16-fach) um kleinere Einzel- / Differenzsignale auf den gesamten Empfindlichkeitsbereich zu strecken.

Der ADS1015 bietet eine Präzision von 12 Bit (±11 Bit) bei einer maximalen Messrate von 3300 Messungen/Sekunde.

Technische Daten

• Breiter Versorgungsspannungsbereich: 2,0 V bis 5,5 V (s. Anmerkung unten)
• Analoge Eingangsspannung bezogen auf GND: –0.3 bis VDD + 0.3 V (s. Anmerkung unten)
• Stromverbrauch: Kontinuierlicher Modus: Nur 150μA Single-Shot-Modus: Auto Shut-Down
• Programmierbare Datenrate: 8Sp/s bis 860Sp/s
• Interne Low-Drift-Spannungsreferenz
• Interner Oszillator
• Interne PGA (Programmable Gain Amplifier)
• I²C-Schnittstelle: Pin-wählbare Adressen
• 4 Einzel- oder 2 Differential-Eingänge
• Programmierbarer Comparator
• I2C-Adressen zwischen 0x48-0x4B

ADS1015
ADS1115

Zur Versorgungsspannung

Die Qualität der Messergebnisse hängt in hohem Maße von der Versorgungsspannung ab. Der ADS1x15 besitzt zwar eine interne Spannungsreferenz, der Chip benötigt aber eine geringe Zeit, um Schwankungen in VDD auszugleichen. Dies macht sich besonders im kontinuierlichen Betrieb bei hohen Sample-Raten bemerkbar.

Versuche mit einem ESP8266 haben gezeigt, dass dieser Chip in der Lage ist, jede Versorgungsspannung zu verhunzen. Er benötigt immer wieder kurzfristig hohe Ströme. Den ADC sollte man also nie ohne besondere Vorkehrungen mit diesem Chip betreiben. Ein größerer Elko und eine Drossel direkt vor dem ADS1x15 helfen ungemein.

Zur Eingangsspannung

Das Datenblatt enthält einen Schaltplan des Eingangsmultiplexers:

Man sieht, dass die Eingänge mit Schutzdioden versehen sind. Wegen des Hinweises zur Maximalspannung ist anzunehmen, dass es sich um Schottky-Dioden handelt, die bei etwa 0,3V leitend werden. Liegt die Eingangsspannung  0,3V über VDD wird die obere Diode leitend und schließt den Eingang gegen VDD kurz. Bei einer Eingangsspannung unter -0,3V beginnt die untere Diode zu leiten und schließt den Eingang entsprechend gegen GND kurz. Wenn die Spannungsquelle, die gemessen werden soll, genügend Strom liefert, werden die Dioden und im Folgenden weitere interne Komponenten zerstört. Dies kann man verhindern, in dem man einen genügend großen Vorwiderstand zwischen Messpunkt und ADC-Eingang zwischenschaltet. Bei einem Vorwiderstand von etwa 10kΩ verträgt der Chip einige Volt Überspannung, ohne dass die Messung im Sollbereich (-0,3V..VDD+0,3V) beeinträchtigt wird. Gescheite Messwerte erhält man außerhalb des Sollbereichs natürlich nicht.

An einigen Stellen ist zu lesen, dass man den Chip zerstört, wenn die Eingangsspannung multipliziert mit dem Verstärkungsfaktor den Sollbereich überschreitet. Das ist nicht richtig! Der Interne Verstärker liefert maximal VDD an seinem Ausgang. Wird U_in* Gain > VDD wird der Maximalwert (0x7FFF (ADS1115) bzw. 0x7FF0 (ADS1015)) ausgegeben, also kein sinnvoller Wert. Der Chip wird dabei nicht zerstört!

Zum ALERT/RDY-Pin

Bei den Versuchen mit dem ADS1015-Breakout-Board (s. Abb. oben rechts) sollte dieser PIN einen Interrupt an einem ESP8266 auslösen. Der Pin des ESP8266 wurde auf Input mit Pull-Up-Widerstand geschaltet. Der ADS1015 wurde mit 3,3 V und Siebung durch eine Drossel und einen Elko betrieben. Der Interrupt wurde nicht zuverlässig ausgelöst! Erst ein zusätzlicher externer PullUp-Widerstand von 10 kΩ brachte Abhilfe.

Zur Auslösung von Interrupts nach Beendigung einer Konvertierung im kontinuierlichen Modus ein Auszug aus dem Datenblatt:

Der ALERT / RDY-Pin kann auch als Conversion-Ready-Pin konfiguriert werden. Dieser Betriebsmodus kann realisiert werden, wenn das MSB des High-Threshold-Registers auf "1" gesetzt ist und das MSB des Low-Threshold-Registers auf "0" gesetzt ist. Das COMP_POL-Bit funktioniert weiterhin und die COMP_QUE-Bits können den Pin deaktivieren; die Bits COMP_MODE und COMP_LAT steuern jedoch keine Funktion mehr.
Wenn ALERT / RDY als RDY-Pin konfiguriert ist, benötigt er weiterhin einen Pull-up-Widerstand. Im kontinuierlichen Konvertierungsmodus liefert der ADS1013/4/5 einen kurzen (~ 8 µs) Impuls am ALERT / RDY-Pin am Ende jeder Umwandlung.

Links

Adafruit-Library

Adafruit Produkt-Seite

Adafruit Produkt-Support

Adafruit Tutorial

Arduino ADS1115 Module Getting Started Tutorial von Henry's Bench

Die folgende Beschreibung ist im wesentlichen der Artikel-Beschreibung des Händlers entnommen.

Kapazitiver Touch-Sensor, beleuchtet, prellfreier Schalter mit LED (erhältlich von Plaintron Components)

Diese Touch-Sensoren von HelTec Automation basieren auf einem Touchkey-IC BS83A02A-4 von Holtek im SOT23-6-Format, welches zuverlässig Berührungsimpulse kapazitiv erfassen und auswerten kann. Das gesamte Modul hat etwa die Größe einer „ALT“-Taste und ist mit drei Pins im Abstand von 2,54 mm auf der Unterseite ausgestattet, die sowohl den Einsatz auf dem Experimentierboard als auch die Integration in eine gedruckte Schaltung erlauben.

Der Touch-Sensor arbeitet schaltend, kann aber auch auf Tastbetrieb umgebaut werden. Im eingeschalteten Zustand leuchtet die eingebaute LED und am Ausgangs-Pin liegen 3,3 V an. Lasten bis zu 500mA können direkt geschaltet werden. Das genügt, um ein Relais oder eine kräftige LED anzusteuern. In Verbindung mit Mikrocontroller-Schaltungen eignet sich dieser Touch-Sensor ideal als prellfreier Schalter und spart so aufwändige Maßnahmen zur Entprellung. Die Touch-Sensoren sind in drei verschiedenen LED-Farben erhältlich: Rot, blau und gelb.

Der untere Teil des Sensors besteht aus der Platine mit unterseitig montierten Bauteilen, die gleichzeitig als Sensorfläche dient. Darauf ist eine kleine Plexiglas-Platte angebracht, die mit einer weißen Folie abgedeckt und mit einem silbernen Reflektor umrandet ist. Das Plexiglas lässt sich ggf. entfernen und durch eine andere Abdeckung ersetzen. Allerdings kann das Sensormodul auch hinter einer Glasplatte oder einer Frontplatte montiert werden. Bis zu 2mm Plattenstärke sind möglich.

Empfehlung des Händlers: Montieren Sie die Sensorschalter hinter runden oder quadratischen Ausschnitten hinter der Frontplatte. Die Funktion der Schaltfläche (z.B. Power-Symbol) können Sie spiegelverkehrt auf eine Overhead-Folie drucken und den Sensor damit abdecken. Das sieht elegant aus und spart zusätzliche Beschriftungen oder LED-Anzeigen auf der Gerätfront.

Technische Daten

Seite des Herstellers (chinesisch) mit Google-Translate übersetzt

Modifikationen

Taster-Funktion

In der ausgelieferten Version funktioniert der Sensor als Schalter. Das erste Berühren schaltet den Ausgang (und die LED) an, ein zweites Berühren wieder aus. Man kann das Gerät aber so modifizieren, dass es als Taster funktioniert. In diesem Fall ist der Ausgang nur so lange angeschaltet, wie er berührt wird. Nach dem Loslassen schaltet er wieder aus. Auf der Rückseite der Platine befinden sich zwei Lötpunkte. Einer dieser Lötpunkte ist mit GND verbunden, der andere mit einem Input-Pin des Touch-Prozessors. Werden diese beiden Lötpunkte mit einem Widerstand > 1KΩ gebrückt, wird die Taster-Funktion aktiviert. Alternativ kann man den Input-Pin auch mit einem µC-Pin auf GND ziehen.

Dieser Sensor kann sowohl als Taster (Jumper A offen (= Auslieferungszustand)) oder als Schalter (Jumper A geschlossen) betrieben werden. Jumper B legt fest, ob der aktive Zustand HIGH oder LOW ist.

Technische Daten

Datenblatt des TTP223

Jumpers A B Tatster / aktiv HIGH 0 0 Taster / aktiv LOW 1 0 Schalter / aktiv HIGH 0 1 Schalter / aktiv LOW 1 1

Breakout-Board für ESP07/ESP12. GPIO15 ist mit 10K an GND gelegt, CH-PD (EN) mit 10K an VCC. Die Lötpunkte für einen optionalen Spannungsregler sind gebrückt.

Der bidirektionale SparkFun-Logik-Pegelwandler ist ein kleines Gerät, das 5V-Signale sicher auf 3,3 V reduziert und gleichzeitig 3,3 V auf 5 V erhöht. Dieser Pegelwandler funktioniert auch mit 2,8V und 1,8V Geräten. Der Pegelumsetzer besitzt vier Kanäle. Die Platine muss mit den zwei zu konvertierenden Spannungungen (HV und LV) gespeist werden: Hochspannung (5V zum Beispiel) an den HV-Pin, niedrige Spannung (3,3 V zum Beispiel) an "LV" und (gemeinsame) Masse an den GND-Pin.

Seite des Herstellers

Das kleine Konverter-Board setzt TTL-Pegel (3,3..5V) in RS232-Pegel (±7..9V, je nach Versorgungsspannung) um. Zu beachten ist: Die Ein- und Ausgangspads sind nicht durchkontaktiert. Die Pads auf der Ober- und die auf der Unterseite sind mit verschieden Pins des Chips (MAX3232) verbunden.

Das kleine Konverter-Board konvertiert Eingangsspannungen von 2V - 24V auf 5V - 28V.

Nicht verwechseln mit dem ähnlich aussehenden LM2596S-Board (s.u., Step-Down)!

• Eingangsspannung: 2V - 24V
• Ausgangsspannung: 5V/9V/12V/28V einstellbar (Abhängig von der Eingangsspannung, die muss immer kleiner als die Ausgangsspannung sein)
• Max. Ausgangsstrom: 2A
• Effizienz: max. 93%

Das kleine Konverter-Board konvertiert Eingangsspannungen von 4,5 V - 35 V auf 1,5 V - 35 V.

Nicht verwechseln mit dem ähnlich aussehenden MT3608-Board (s.o., Step-Up)!

• Eingangsspannung: 4,5 V - 35 V
• Ausgangsspannung: 1,5 V - 35 V einstellbar (Abhängig von der Eingangsspannung, die muss immer größer als die Ausgangsspannung sein)
• Nennstrom. 2 A
• max. Eingangsstrom: 3 A (Kühlung erforderlich)

Das kleine Konverter-Board konvertiert Eingangsspannungen von 3 V - 35 V auf 1,2 V - 30 V.

Nicht verwechseln mit dem ähnlich aussehenden MT3608-Board (s.o., Step-Up)!

Dieser Gleichstrom-Spannungswandler kann eine 3V-Eingangsspannung auf eine 5V-Ausgangsspannung erhöhen und ist daher ein sogenannter "step up"-Spannungswandler. Der Spannungseingang erfolgt über Lötpads, der Spannungsausgang über eine USB-Schnittstelle. Maximale Stromstärke beträgt 600mA.

Der AS5600 ist ein einfach zu programmierender magnetischer Drehpositionssensor mit einem hochauflösenden 12-Bit-Analog- oder PWM-Ausgang. Dieses berührungslose System misst den absoluten Winkel eines diametral magnetisierten On-Axis-Magneten. Der AS5600 wurde für berührungslose Potentiometeranwendungen entwickelt und sein robustes Design eliminiert den Einfluss jeglicher homogener externer Streumagnetfelder.

			Wird R1 (0Ω) entfernt, wird dieses Modul mit 3,3V betrieben.

Mit diesem Board können MCUs erkennen, ob eine Netzspannung vorhanden ist.

• Vcc: 3-24 V
• OUT: Geht auf Low-Level, wenn eine hohe (Wechsel-) Spannung anliegt.
• L,N: Eingang für die Wechselspannung

Die Hochspannung liegt an blanken Metallteilen an. man sollte das Board möglichst berührungssicher einbauen.

Das Board wird unter verschiedenen Namen angeboten: "Spannungserkennungsplatine", "AC 220V Mikrocontroller TTL Pegel Optokoppler Isolationsmodul", "120/240V to logic level optoisolator", ...

2S 8A 7.4V 8.4V BMS Protection PCB Board für Lithium Li-ion LiPo 18650 Battery