Arduino Projecten
Tekst en plaatjes deels Cor PA0GTB
Hoe ben ik in aanraking gekomen met Arduino..............?
In Februari 2017 organiseerde de VERON afdeling 07, Breda, een Arduino Workshop.
In Januari was er geinventariseerd of er belangstelling was.
En jawel er hadden ruim 30 personen zich aangemeld.
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 extra onderdelen aangeschaft en uiteindelijk hebben we samen een groot aantal projecten gerealiseerd.
Het onderdelenpakket van de WorkShop
Via een mail binnen gekomen goede info over Arduino
Wat is nu een Arduino in het kort uitgelegd:
https://www.youtube.com/watch?v=pL6NaUey80M&feature=youtu.be
Wat is Arduino iot-Cloud:
https://elektronicavoorjou.nl/arduino-iot-cloud-handleiding/
------------------------------
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.
Dit was de eerste opzet waar we mee van start zijn gegaan
Hamshack 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
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 een GPS ontvangstmodule de QTH locator wordt berekend op basis van kaartcoordinaten.
Hans, ON4CDU heeft later ook nog een lezing 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..
Arduino Nano Arduino GPS Module
Onze aanpassingen:
Ontwerp van Arduino Uno overzetten naar Arduino Nano 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)
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 seinsleutel.
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.
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 mee helpt 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.
Een 4 regelig Arduino display
In het ontwerp van PA0JBG zaten een aantal extra zaken, we hebben deze wel uitgetest maar verder niet toegepast.
In het ontwerp zat voor de afstemming een gewone potmeter maar deze 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.
Mijn eerste CW decoder
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, er 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.
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.
Het schema van Glen, KW5GP
In een direct @ contact wat Cor, PA0GTB heeft gehad 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 gedrag 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.
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.
In principe kan er een heel QSO (gesprek) in worden voorbereid.
Ideaal voor CW contesten!!!
Door Cor, PA0GTB met hulp van Edwin, PA7FRN werd ook het probleem met de displays aangepast.
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 behoefte 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 het schema, sketch en onderdelenlijst er bleek zowaar ook een mooie print beschikbaar te zijn.
Er werd weer op de diverse Alie's en eBay's afgestruind naar de benodige onderdelen.
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 moest 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 kaart voor de opslag van de gemeten gegevens.
Er kan selectief gemeten worden op elke amateur band en deze metingen kunnen na modificatie van de antenna worden vergeleken wat eerder op de SD kaart was opgeslagen,
Meting van een antenna op de 80m band
De antenna analyzer is portabel daar we deze voorzien hebben van een oplaadbare 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,
en even werd overwogen 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.
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.
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 80% van de gevallen een automatische afstemming en decodering van het CW signaal plaatsvinden.
Het ontwerp is opgebouwd rondom een Atmel 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 vinden wel de LM567 toondecoder.
Anders dan het eerder beschreven project van Hans, PA0JBG , wordt er in dit ontwerp 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 gebracht zo ook de keyer aansluiting.
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 jumpers 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 diverse bevriende Radio Amateurs die 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 versterkers met AD8307.
Er kan nu zelf gekozen worden uit specifieke frequentiegebieden en de meetmogelijkheden zijn uitgebreid tot 70Mhz, waardoor nu ook de 6m band te bemeten is.
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.
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 jawel een echte CW Tranceiver.
De onderdelen zak van QRP-Labs Afgebouwde Tranceiver van QRP-Labs
QRP-Labs
De firma QRP-Labs , www.qrp-labs.com, brengt onder de naam QCX een zelfbouw 5W HF tranceiver op de markt, geheel compleet en waarvan er inmiddels al meer dan 9500 succesvol van nagebouwd zijn.
Dat geeft wel aan dat het goed in mekaar zit met dit project.
De "QCX" is een 5W single-band CW transceiver 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.
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 spoelen voor het Low-pass filter.
Wil je meer weten kijk dan op www.qrp-labs.com kijk gelijk hier voor andere leuke projecten.
Voor ik vergeet, het hart 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 gevonden had bij eBay voor 6,15 Euro
------------------------------
Fijnstof meting met een Arduino NodeMCU
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 ondersteunen, 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.
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.
Samenbouw In het eerste kastje geplaatst
Alles getest en de tijdsinterval staat op 2min.Op naar buiten met het spul en laten werken.
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://deutschland.maps.luftdaten.info/#7/51.135/10.322
https://samenmeten.rivm.nl/dataportaal/
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 computerblad 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 Geel of 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.
Piepklein Oled scherm
In het blad "Computer Totaal" stonden 2 kleine projectjes 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 gevormd 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.
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, ( 40 pens 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.
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 %
-Temperatuur 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 Wite led vordt aangeeft.
------------------------------
RAZ Arduino Radio met SI4735(B)
RAZ staat voor Radio Amateurs Zoetermeer >>> https://www.pi4raz.nl/
De RAZ bestaat uit leden van de VERON, VRZA (Landelijke overkoepelende verenigingen) en 27Mc’ers,
luisteraars en donateurs.
De RAZ bestaat uit leden van de VERON, VRZA (Landelijke overkoepelende verenigingen) en 27Mc’ers,
luisteraars en donateurs.
RAZ brengt elke maand een digitaal maandblad uit genaamd RAZzies uit.
In de RAZzies van September 2020 stond een leuk Arduino bouwproject van deze All Band Radio.
Ik heb me aangemeld voor dit project wat bestond uit een print met daar op het gesoldeerde SI4735(B) IC.
De rest van de onderdelen moest men zelf verzorgen,
De Arduino file stond met een link in de zelfde RAZzies,
Bouw beschrijving
All Band Radio
Mijn RAZzies All Band Radio
------------------------------
NTP World Clock
Cor PA0GTB heeft in maart 2021 in het maandblad Electron van de VERON een NTP World Clock
beschreven, met een ESP32 welke de tijd data van een NTP server in Nederland haalt en deze op
een twee regelig dispy zet, een regel met lokale tijd en een regel met UTC tijd.
Op dat moment had ik er nog geen zin in om deze clock te gaan bouwen.
In novembor 2022 had ik weer zin om weer wat met de Arduino te gaan doen.
Ik heb contact met Cor op genomen en van hem de nodige info gekregen,
In het gesprek met Cor besproken of het geen Wold Clock kon worden.
Hij ging het eens bekijken en heeft contact op genomen met een Radio Amateur
in Amerika welke wat meer met clocken heeft gedaan op het gebied van Arduino
maar nog nooit een World Clock heeft gemaakt.
Deze OM heeft Cor wat tips gegeven en samen heeft Cor met Edwin PA7FRN
deze Arduino Clock ontwikkeld.
Ik heb deze clock ook gebouwd en werkt supper leuk met 8 wereld tijen er in.
Beschrijving eerste opzet NTP Clock
Mijn World Clock