Arduino Projecten

Tekst en plaatjes deels Cor PA0GTB

Hoe ben ik in aanraking gekomen met Arduino..............?

In Februarie 2017 organiseerde de VERON afdeling 07, Breda, een Arduino Workshop. In Januarie was er geinventariseerd of er belangstelling was.

En jawel er hadden ruim 30 personen zich aangemeld.

Ard 01

Arduino Nano

Han, PA0JEN en Edwin,PA7FRN hadden een mooi programma in elkaar gezet.

Er werd voor oefenmateriaal en lesmateriaal gezorgd en natuurlijk .... huiswerk maken ....

Aanvankelijk bedoeld voor 4 avonden, maar het werden er uiteindelijk 6.

We hebben met veel plezier deze WorkShop gevolgden thuis geoefend en geknutseld.

We vonden het jammer dat het voorbij was, maar de bodem was gelegd. Nu alles stil viel, heb ik samen met Cor, PA0GTB

om toch samen door te gaan met Arduino projecten voor de Radio Hobby.

Via eBay en Alie werden exstar onderdelen aangeschaft en uiteindelijk hebben we samen een groot aantal projecten gerealiseerd.

Ard 02

Het onderdelenpakket van de WorkShop

Het eerste project.

We hadden samen besloten om eenvoudig van start te gaan met een project.

Een klok voor in de Shack met aanduiding van zowel UTC als normale tijd. Oh ja .... aanduiding van de temperatuur zou ook wel handig zijn...hi..

Internet en diverse Arduino Fora werden afgestruind op zoek naar wat bruikbaars, op de WorkShop wordt je geen volledig programmeur.

Maar je kunt wel de sketch (code) lezen en nodig hier en daar aanpassen naar je eigden hand.

En ja Cor vond een aardig programma om mee van start te gaan.Maar helaas het was in het Italiaans gemaakt.

Cor is met de vertaling gestart voor dat we aan de kuntsel konden.

Ard 03

Dit was de eerste opzet waar we mee van start zijn gegaan

HAMSCHACK Display

Na het vertalen van de code door Cor, hebben we er van alles bij gemaakt.

Het display geeft de volgende indicatie weer:

-UTC tijd

-Lokale tijd

-Temperatuur in de shack

-Luchtvochtigheid

-Barometerstand

Ard 04

Mijn eerste Arduino project

De omschakeling van zomer- naar wintertijd en omgekeerd verloopt geheel automatisch.

Daarnaast wordt gedurende de nacht automatisch het blacklight van het display gedoofd, dit was een eis van mijn XWL die vond het nog al licht in mijn hobby ruimte in de nacht.

Het was een leuk en leerzaam project mooi om wat we in de Workshop leerde in de praktijk te brengen. ook hebben we veel ervaring op gedaan met de aanschaf bij de diverse Alie's en eBay's en het werken met de verschillende onderdelen en modules. er is nog al wat speiding bij deze firma's.

Arduino QTH Locator indicator via GPS

De basis voor dit project vonden we in Electron van November 2015.

Hier beschreef Hans, ON4CDU een Arduino project waarbij middels een Arduino en eenGPS ontvangstmodule de QTH locator wordt berekend op basis van kaartcoordinaten.

Hans, ON4CDU heeft later ook nog een lezinge over Arduino gegeven bij de VERON Afd.07 Breda.

Eigenlijk een niet zo moeilijk project, gezien het feit dat naast de Arduino microcontroller en GPS module, het voornamelijk software gerelateerd was.

Maar wij wilden weer meer en anders...Hi..

Ard 05  Ard 06

   Arduino Nano                          Arduino GPS Module

Onze aanpassingen:

Ontwerp van Arduino Nano overzetten naar Arduino Uno waar Cor, PA0GTB een tijdje mee zoet is geweest..

Toepassing van een groter 4 regelig display.

Geschikt voor batterij ( portabel gebruik ) en netvoeding.

Uiteindelijk wordt nu het volgende gepresenteerd:

-Datum en tijd (UTC)

-Kaart coordinaten

-QTH locator

-Aantal satelieten

-Hoogte boven zee niveau

-Zonnestand (optioneel)

Ard 07

Mijn Arduino GPS project

CW projecten

De volgende 2 projecten zijn CW georienteerd.

Al lang bestond de wens om een CW decoder te bouwen, daar ik geen CW examen meer hoefde te doen voor mijn F licentie..Dus ik ook geen CW machtig ben met de siensleutel.

Als tegenhanger van de CW decoder ook een CW Encoder (CW Keyer) om door middel van een standaard toetsenbord CW signalen te verzenden. Met name geschikt om ook CW te oefenen, maar ook voor degenen die de CW niet machtig zijn , zo als ik, en toch deze mode in onze radio hobby willen gebruiken.

1:Arduino CW Decoder

Bij het naspeuren op Internet blijken er al vele projecten te bestaan.De een nog luxer dan de ander.

Ard 08

CW decoder uit de oude doos

Naast de diverse Arduino boeken voor Ham Radio (zie verderop onder literatuur) bood ook hierbij de Electron van November 2015 uitkomst om een keuze te maken.

Hierin stond een project beschreven van een CW decoder op basis van het otwerp van Bud, WB7FHC  ,

Echter door PA0JBG uigebreid en voorzien van wat extra snufje.

En wat ook meehelpt bij een beslissing;Er was een printplaat beschikbaar!

In de praktijk bleek dat al een groot aantal andere Radio-Amateurs deze CW decoder op basis van dit ontwerp hadden nagebouwd.En ook dat helpt bij de keuze vorming!!

Er werd in dit ontwerp gebruik gemaakt van een 2-regelig display, en ook hier wilde we weer meer en het moest een 4-regelig display worden.

In het ontwerp wordt gebruik gemaakt van een LM567 toon-en bandpass filter. dat kwam goed uit bij ons, want we wilden graag het audio-signaal tussen de 600Hz en 1000Hz kunnen decoderen met een bandbreedte van 250Hz.

Ard 09

Een 4 regelig Arduino display

In het ontwerp van  PA0JBG  zaten een aantal extra zaken, we hebben deze weluit getest maar verder niet toegepast.

In het ontwerk zat voor de afstemming een gewone potmeter maar dezen hebben we vervangen door een 10 slags wat beter regelde.

Uiteindelijk hebben we een perfect werkende CW decoder gemaakt, welke we vaak gebruiken in de hobby bij het luisteren en decoderen van CW signalen.

Ard 10a 

Mijn eerste CW decoder

Ard 11       Ard 12       Ard 13

10 slags potmeter        Schema van het IC hier naast     LM567 toon & bandpas filter IC  

2:Arduino CW Encoder (CW Keyer)

In enkele Arduino , Ham project boeken, vonden we ook wel een schema of beschrijving van een CW Keyer met geheugens.Handig bij contesten en zo.

Het ontwerp van Glen Popiel, KW5GP, ging uit van het gebruik van een standaard PC toetsenbord, Erg handig wanneer je CW niet machtig ben zo als ik, en je wil toch CW beoefenen op de HF banden, of om een andere reden.

 Ard 14

Seinsleutel (Key) in een modern jasje Hi Hi

Het ontwerp van Glen, KW5GP , ging uitvan een standaard 4 regelig-display, inmiddels voor ons geen onbekende meer, een 4 tal geheugens van max 45 tekens, een apart relais voor het aansturen van de transeiver (Keying) en een standaard PS/2 toetsenbord.

Het consept stond goed beschreven in een van de boeken van Glen, KW5GP.

Maar zo als elke keer weer wij wilden weer meer...........

Wij wilden graag grotere geheugens om meer standaard gegevens voor een QSO (Bericht) te kunnen vastleggen,en ook in het display zat een vreemde kronkel.

Ard 15

Het schema van Glen, KW5GP

In een direct @ contact wat Cor, PA0GTB heeft ge had met Glen, KW5GP, Werden de geconstateerde "beperkingen" besproken. Glen gaf aan dat zowel de Arduino Nano als de Arduino Uno beperkingen hadden ten aanzien van geheugen ruimte.

En het vreemde gedrg van het 4 regelig display, herkende hij ook. Dit had te maken met de interne hardware constructie van dit type display.

Dus lastig.....? Weer een uitdaging voor ons.....

Inmiddels zijn we een heel stuk wijzer geworden inzake de Arduino code, werden de beperkingen geanalyseer door Cor, PA0GTB,en werd besloten om over te stappen naar een Arduino Mega2560 controller.Deze heeft veel meer geheugen aan boord. Ook werd er een modificatie aangebracht in de Librarys door Cor om extra geheugenruimte te kunnen benutten.

Ard 16

Arduino Mega2560 controller

Professionele Memory Keyer.

Door de het extra geheugen van de Mega2560, Onstond er nu een volwaardige Memory-Keyer met 8 geheugen banken van elk 120 tekens. Inprincipe kan er een heel QSO (gesperek) in worden voorbereid.

Ideaal voor CW contesten!!!

Door Cor, PA0GTB met hulp van Edwin, PA7FRN werd ook het probleem met de displays aangepast.

Ard 17

Mijn Arduino CW Keyer

Arduino Antenna Analyzer

Cor en ik waren nog niet met het ene project klaar of het volgende stond alweer opstapel........

De Antenna Analyzer

Al een lange tijd was er behofte aan een goed bruikbaar project van een Antenna analyzer voor HF banden.

Na de vakantie's hebben we samen met Cor, PA0GTB om dit als nieuw project gezamelijk op te pakken.

Cor vond op internet een projectbeschrijving van Jack Purdum, W8TEE en Frarrukh Zia, K2ZIA  met veel info over het project en ook he schema, sketch en onderdelenlijst er bleel zowaar ook een mooie print beschikbaar te zijn.

Er werd weer op de diverse Alie's en eBay's afgestruind naar de benodige onderdelen.

Ard 18

De printen opbouw van de Antenna Analyzer

In QST maandblad van de USA Radio Amateurs van November 2017 werd zelfs een kompleet artikel aan dit project gewijd.Diverse OM's van de Milford Amateur Radioclub hadden het project al gebouwd. Dit was dus een bewijs voor die twee Radio Amateurs uit Geertruidenberg dat het hun ook moetst gaan lukken. 

Het project zat goed in elkaar en ging uit dat antenna op de HF banden van 160 t/m 10m meet baar waren. Er wordt gebruik gemaakt van een 3,5 inch grafisch display met hier in ook een houder voor SD kaar voor de opslag van de gemeten gegevens.

Er kan selectief gemeten worden op elke amater band en deze meteinge kunnen na modificatie van de antenna worden vergeleken wat eerder op de SD kaart was opgeslagen,

Ard 19

Meting van een antenna op de 80m band

De antenna analyzer is portabel daar we deze voorzien hebben van een laadbare 9V Litium batterij.

Een mooi passend kastje werd gevonden op eBay (en nog waterdicht ook).Even wat boren en zagen, vijlen en het werd mooi.

We hebben nog gezocht op internet voor een afwerk raampje voor om het display waar dat werd niet gevonden.even werd over wogen om het 3D te laten printen maar dat werd te duur. Dus uiteindelijk zelf maar een raampje gemaakt van uit een plaat zwart kunstof uit de bouwmarkt.

Ard 20             Ard 21

De binnen opbouw van de Antenna-Analyzer                         Mijn Antenna-Analyzer

Het ie een mooi project geworden waar ik erg trots op ben en ook heel vaak gebruik, werkt als de brandweer.

Ard 22

Alle meteinge in een oog opslag wet de SWR waarden

Morseduino,Semi-automatiche CW decoder

Dit project betreft een semi-automatisch afstemmende CW decoder, welke teven voorzien is van een instelbaar storingsfilter.uitgaande van een een goede signaal-ruisverhouding van het ontvangen signaal, kan in 805 van de gevallen een automatiche afstemming en decodering van het CW signaal plaatsvinden.

Het ontwerp is opgebouwd rondom een Amtel ATmega328p microcontroller chip welke in verschillende Arduino boards, oa de Arduino Duemilanove, en de Arduino UNO te vinden is. Op de print is ook weer een oude bekende terug te vindenen wel de LM567 toondecoder.

Anders dan het eerder beschereven project van Hans, PA0JBG , wordt er in dit ontwerk gebruik gemaakt van een zogenaamde  "digitale potentiometer" de MCP41010.

Deze chip bevat een 10K  ohm potmeterschakeling , welke in 256 stapjes de weerstandswaarde digitaal kan regelen omhoog- of weer omlaag onder besturing van de Arduino.

Op de dubbelzijdige print bevinden zich 2 drukknopjes voor de bediening en een resetknopje. Verder ook audio-ingang ,en een hoofdtelefoon-en / of luidspreker uitgang.

Daarnaast zijn alle in/uitgangen  via een pin-header naar buiten gebrach zo ook de keyer aansluiting.

Ard 23        Ard 24a                

Boven aanzicht Morseduino                                                         Mijn gebouwde Morse-Duino          

Ook dit ontwerp wordt geberuik gemaakt van het inmiddels bekende Arduino LCD display 4x20 tekens, wat parallel wordt aangesloten. Via jumpersis het contrast en de achtergrondverlichting in stellen.

De decoderprint komt weer"piggyback"op de displayprint en via nylon afstandsbusjes vast gezet.

Praktijkervaringen.

Naast dat ik samen met Cor, PAoGTB deze heb gebouwd zijn er dieverse bevriende Radio Amateurs deze Morseduino heeft gebouwd, zijn er ook diverse VERON afdelingen welke deze in groeps verband bouwen. Inmiddels al meer dan 70.

Het nabouwen geeft geen probleem als je het stappenplan van Budd, WB7FHC maar strak blijft volgen.

Hier " High Speed Kit Build video " van Budd.

Uitbreiding met extra mogelijkheden Antenna -Analyzer (2018)

Inmiddels is het ontwerp al diverse keren over de wereld aangepast, voorzien van andere DDS Chip en nieuwe software. De SWR brug, welke eerst Germanium diode had, is vervangen door 2 echte logaritmische versterkersm met AD8307.

Er kan nu zelf gekozen worden uit specifieke frequentiegebieden en de meetmogelijkheden zijn uitgebreid tot 70Mhz, waar dorr nu ook de 6m band te bemeten is.

Ard 25               Ard 26

De nieuwe print opbouw van de Antenna-Analyzer         Meting van 40M band deel van de 8010 antenne   

Het afgelopen ander half jaar heb ik met veel plezier de vernieuwde Antenna-Analyzer gebruikt voor het afregelen van mijn zelfmaak antenne's.     

Ard 27

Dit is ook nieuw in de Antenna-Analyzer

Zelfbouw Single band QRP HF CW Tranceiver voor de 40M Band

Het kon niet uitblijven het moest er van komen........

Na alle artikelen over CW enzo met Arduino, kon het niet uitblijven er moest weer iets op CW gebied gebouwd gaan worden en jewel een echte CW Tranceiver.

Ard 28             Ard 29

De onderdelen zak van QRP-Labs                                         Afgebouwde Tranceiver van QRP-Labs

QRP-Labs

De firma QRP-Labs , www.qrp-labs.combrengt onder de naam QCX een zelfbouw 5W HF tranceiver op de markt, geheel compleet en waarvan er inmiddels al meer dan 8000 succevol van nagebouwd zijn.Dat geeft wel aan dat het goed in mekaar zit met dit project.

De "QCX" is een 5W single-band CW transceive bouwkit met ingebouwde afregeling-, test en controletools.

De "QCX""' is beschikbaar voor de volgende banden op HF 80,60,40,30,20 en de 17M band.

De bouwkit bestaat uit een mooie dubbelzijdige printplaat, een LCD display en verder alle benodigde onderdelen.

Wat leuk is aan dit project dat er zelfs een mini CW sleutel op de print zit.

Vanaf fabriek zijn de SMD onderdelen al op de print voor gemonteerd.

Ard 30              Ard 31

QCX in mijn kastje                                                              De QCX in fabrieks kastje van QRP-Labs

Nawoord:

Goed gebouwd en goed afgeregeld, kan er bij 13,8V voeding een HF vermogen van 5 Watt gehaald worden.Het een en ander is afhankelijk van het wikkelen van de speolen voor het lLow-pass filter.

Wil je meer weten kijk dan op www.qrp-labs.com kijk gelijk hier voor andere leuke projecten.

Voor ik vergeet, het hard van deze schakeling is opgebouwd rond een Atmel ATmega328p processor.

Dan nog even wat een minpuntje was het kastje voor dit project. Het orginele kastje kost 32Euro ex verzenden. Dus Cor was opzoek naar een goedkoop kastje dat hij gevobden had bij eBay voor 6,15 Euro

Fijnstof meting met een Arduino Node-MCU

Na de vele arduino projecten op het gebied van de Radio Zend Amateur wilde ik wel eens wat anders gaan bouwen. Ik kreeg via via wat gegevens op het gebied van fijnstofmeting. Ik kreeg de link van OK Lab in Stuttgart. In OK Lab komen Regionale groepen van ontwerpers,ontwikkelaars,journalisten en anderen regelmatig in dit Lab bij elkaar.Ze ontwikkellen apps die de samenleving informeren, positief vorm geven en ondersteenen, en maken het werk van overheden en openbare instellingen transparanter. Zo ontwikkelde ze ook een fijnstofmeting voor jan met de pet op basis van een NodeMCU en een Arduino SDS011 fijnstof meter.

Voor de kosten hoef je het niet te laten de NodeMCU kost rond de 3Euro en de fijnstof meter rond de 15Euro, dan moet je deze wel via Alie bestellen.

Ard 33       Ard 46

NodeMCU -V3                                                Fijnstof sensor

Na het laden van de software in de NodeMCU was het eigenlijk al klaar. Nu via de wifi zoeken naar de fijnstof sensor zoeken de instellingen maken. Er waren diverse mogelijk heden met nog een sensor er bij bv de BME280 kan nu ook de Temperatuur, de luchtvochtigheid en de luchtdruk gemeten worden. Men kan aangeven waar alle data naar toe gezonden wordt en om welke tijdsinterval dat moet gebeuren. In mijn geval gaat de data naar de OpenSenseMap en Luftdata.

Het geheel is op een Vero gaatjesboard gemonteerd.

Ard 40        Ard 41

Samenbouw                                                                               In het eerste kastje geplaatst

Alles getest en de tijdsinterval staat op 2min.Op naar buiten met het spul en laten werken.

Ard 42           Ard 45

De eerste buitenopstelling                            De vernieuwde buiten opstelling

Alles werkt naar behoren tot dat ik ergens las dat de fijnstof sensor SDS011 niet verticaal geplaatst mocht worden ivm de levensduur, dus dan maar het ontwerp voor de montage gebruikt zoals was beschreven op de site van https://Luftdaten.info de montage in een rioolbuis, ook gelijk een betere doorluchting voor alle sensors.Het fijnstof meten heeft nog al een vlucht genemen over de wereld.

Mijn data welke om de 2min wordt verzonden gaat naar de volgende servers:

 

https://www.madavi.de/sensor/graph.php?sensor=esp8266-7792222-bme280

https://www.madavi.de/sensor/graph.php?sensor=esp8266-7792222-sds011

https://opensensemap.org/explore/5cab4b633680f2001b0dd4d8

https://opensensemap.org/

https://deutschland.maps.luftdaten.info/#7/51.135/10.322

https://samenmeten.rivm.nl/dataportaal/

Ard 43  

Montage in rioolbuis

Arduino Weerstation met een Node-MCU

Na alle CW gerelateerde projecten, nu even wat anders op Arduino gebied.Cor had in een of ander computerbald een Arduino weerstaion.

Tijdens de warme dagen van afgelopen maanden, was er regelmatig sprake van een alarmcode Geel of Oranje uitgegeven door het KNMI .Dit is vrij uniek omdat we gewend zijn aan code Geelof Oranje in de winter.

Dit was het idee om een op arduino microcontroller gebaseerd weerstation te gaan maken. In April 2018 had Cor in het blad Computermagazine "Computer totaal " al eens iets gelezen over arduino met WiFi, wat als basis in dit project gebruikt gaat worden.

Ard 32 Piepklein Oled scherm

In het blad "Computer Totaal" stonden 2 kleine projetjes waarbij de weer-info op een pieplein Oled schermpje zo groot als een postzegel werden getoond. de uitdaging was nu om deze twee projecten samen te voegen en op een LCD scherm te presenteren.

Arduino met WiFi

De basis voor dit project wordt gevomd door Arduino microcontroller met wifi of wel de NodeMCU dit is eigelijk geen echte Arduino maar een printplaatje voorzien van een ESP8266 wifi module. Deze NodeMCU modules zijn er goedkoop en via Ali te koop zo rond de 3Euro. Deze NodeMCU is gewoon te programmeren met Arduino IDE.

Ard 33         Ard 34 

NodeMCU-V3                                                   De opbouw aan de achterzijde

Voor de opbouw van alle onderdelen is gebruik gemaakt van Euro gaatje printplaat waar alle onderdelen op zijn geplaatst. De NodeMCU module is in een voet geplaatst, ( 40pens IC voet doorgezaagd ).Het display wordt via een bandkabel aangesloten op de print.

Het eindresultaat.

Het eind resultaat bestaat uit een Regionaal weerstation wat alle belangrijke parameters van het weer in de regio actueel laat zien.

Ard 35

Mijn regio weerstation

De data wordt in mijn geval om de om de 150sec van de server opgehaal.

Weerparameters op het Display:

-Naam van het weerstation

-luchtvochtigheid in %

-Lemperatuur in graden Celsius

-De windrichting en windsnelheid in Beaufort

-Luchtdruk in Hectopascal

-Vrij zicht in meters

-Regenval in millimeters per uur

-Algemene weer in korte tekst

Via een gekleurde LED wordt de geldende alarmcode weergegeven, waarbij de Witte led vordt aangeeft.