Glossar - Begriffe und Hinweise..
Ich versuche in meinen Beiträgen die fachlich/technische Seite immer möglichst einfach zu halten - aber es wird immer wieder Begriffe (vor Allem für Einsteiger) geben, die sich nicht gleich erschliessen. Auch gibt es manchmal unerwartete Probleme, deren Ursachen sich nicht direkt erkennen lassen.
Diese erläutere ich hier zusätzlich - für das allgemeine Verständniss, nicht unbedingt fachlich korrekt und erst recht nicht vollumfassend....also:
Übersicht: Hinweise und "böse Fallen"...Software...Hardware...Elektronik...Hinweise und "böse Fallen"...
| C++ ( Arduino und ESP32).... | ACHTUNG bei Berechnungen !!!! Integer mit Integer berechnet bleibt Integer, auch wenn die Zielvariable als float ( mit Komma-Wert) definiert ist => immer xx.0000 als Ergebniss d.h. mind. ein Rechenoperand muss float sein !!! Wenn Ihr 3600/1000 rechnet, ist das Ergebniss 3.0 !!!! Rechnet Ihr 3600.0/1000.0 ist das Ergebniss 3.6 !!!! |
| C++ (Arduino und ESP32) | Die Bluetooth-Bibliothek belegt sehr viel Speicher auf dem ESP32, daher sind hier die normalerweise genutzten Grundeinstellungen "Default 4MB ESP mit SPIFFS (...etc...) ." nicht möglich, da sonst das Hochladen mit Verweis auf fehlenden Speicher abbricht....die Einstellung "HugeApp 3MB no OTA/1MB Spiffs" funktioniert dann aber...
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| C++ (Arduino und ESP32) | Wenn Ihr - wie in vielen Arduino-Beispielen dargestellt - die GPIO1 und GPIO3 am ESP32 verwendet, benötigt Ihr eine "Software-Serial-Bibliothek" und es funktioniert dann weder "Serial.print" noch "WiFi", auch zur Aktualisierung Eurer Software auf dem ESP müsst Ihr dann z.B. den GPS-Empfänger immer abziehen..... Bluetooth allerdings funktioniert problemlos - wie ich festgestellt habe... |
Software
Hardware
| I2C-Schnittstelle | Viele externe Bauteile (vor allem Messgeräte) übermitteln ihre Daten auf digitalem Wege an den Computer, d.h. sie wandeln ihre analogen (z.B. Spannung) Messergebnisse bereits in digitale (als Zahl/Text) Werte um. Diese Werte können dann in der Programmierung direkt über die I2C-Schnittstelle des Computers ausgewertet werden.... (Alternativ siehe A/D-Wandler) |
| A/D-Wandler | Viele externe Bauteile (auch einige Messgeräte) aber speziell eigene Schaltungen und Sensoren (z.B. ein Temperaturfühler) übermitteln ihr Messergebniss als eine veränderliche Spannung. Diese Spannung wird dann vom A/D-Wandler in für den Computer lesbare digitale Daten (Zahlen) umgewandelt. Leider... funktionieren die internene A/D-Wandler der Mini-Computer nicht immer ausreichend gut, dann kann man auch ein z.B. Spannungs-Messmodul mit I2C dazwischenschalten. |
| Steppermotor | Im Gegensatz zu normalen Motoren kann ein Steppermotor digital angesteuert werden (Step für Step), dadurch kann die Umdrehung punktgenau definiert werden. Steppermotoren sind die Grundlage für fast alle "Robotik"-Lösungen. |
ELEKTRONIK
| Spannung (Volt) , Strom (Ampere) und Leistung (Watt) | "Uff, wie erkläre ich's dem Kinde" - diese Drei sind die Grundbegriffe jeglicher Elektronik/Elektrik. Wie stelle wir uns das vor - am Beispiel einer Wasserleitung ? Spannung ist der Wasserdruck, Strom ist die Wassermenge => dicke Leitung viel Wasser, dünne Leitung wenig Wasser - ABER der Druck kann trotzdem bei Beiden gleich sein. Darum können auch dünne Bremsleitungen viel Druck aufbauen, obwohl ja nur wenig Flüssigkeit drin ist. Leistung wäre dann die Menge Wasser mit dem entprechenden Druck.... In der Schule lernen wir... P = U x I (Leistung = Spannung x Strom) bzw. (Watt = Volt x Ampere) |
| Spannungsteiler-Schaltung | Sie besteht einfach aus 2 Widerständen, deren Verhältniss eine grössere Spannung in zwei definierte Spannungsanteile "teilt". Achtung: ändert sich die Eingangsspannung dann teilen sich die Teilspannungen weiterhin gleichen Verhältniss... |
| Diode | Dies ist ein elektronisches Bauteil, welches den Strom nur in einer Richtung hindurchlässt, die gesperrte Richtung wird durch einen umlaufenden Ring am Bauteil dargestellt... |
| PARALLEL...... | Bei einer PARALLEL-Schaltung durchfliesst der Strom gleichzeitig sowohl die Last als auch den Mess-Chip, wobei der grosse Strom durch die Last geht und nur ein kleiner Anteil i.d. Regel durch einen Widerstand begrenzter Teil durch den Mess-Chip... |
| IN REIHE...... | Bei einer REIHEN-Schaltung durchfliesst der Strom nacheinander die Last und den Mess-Chip (oder umgekehrt), der Mess-Chip wird also mit der vollen Stromstärke belastet !!! |
pnp- oder npn- Transistor MOSFET | Dies ist ein elektronischer "Schalter" für kleinere Ströme. Beim npn-Transistor muss die Spannung am "Schalt-PIN" gegenüber der Grundspannung positiv sein - sprich Schalt- (=>B) und Laststrom (=>C) fliessen in gleicher Richtung (=>E) ab sein, am pnp-Transistor entsprechend kleiner bzw. null => dann schaltet der Transitor auf Durchlass. Er kann aber auch noch für andere Zwecke (Spannungsregulierung etc.) eingesetzt werden.... Ein MOSFET ist vereinfachend ein Transistor für grössere Ströme ( sehr vereinfachend...) |
| Widerstand | Das sind die "kleinen bunten Würste" auf fast jeder Platine, sie begrenzen den Stromfluss entsprechend ihres Wertes (Ohm)... Da ich immer wieder am Suchen nach den richtigen Widerständen bin und die kleinen Farbtabellen schlecht erkennbar sind, habe ich mir die Sache mal als Tabelle zusammengestellt.. |
| Opto-Koppler | Dies ist ein Bauteil, welches vereinfachend aus einer LED (Lampe) und einem lichtsensiblen Bauteil (beide in einem Gehäuse) besteht. Es dient der galvanischen (körperlichen Trennung) von elektrischen Schaltkreisen. Die LED ist zugleich eine Diode (s.o.) und wird durch den Steuerkreis geschaltet. Der Lichtsensor "sieht" die Signale der LED und gibt diese Information dann an den angesteuerten Stromkreis weiter. |
| Stern- und Dreiecks-Schaltung | Ein normaler Drehstrom-Motor oder -Generator hat i.d. Regel 3 Spulen(-kreise), welche an Ihren Enden miteinander verbunden sind, dort gehen dann die 3 Haupt-Stromkabel ab. Es ergibt sich somit im Schaltbild ein "Dreieck" und -ja- eine Dreiecks-Schaltung....verbindet man diese Knotenpunkte des Dreiecks zusätzlich in der gemeinsamen Mitte - ergibt sich eine Sternschaltung. An dieser mittleren Verbindung liegt dann ebenfalls Strom an. Die Schaltungsversionen haben Einfluss auf die Spannungen und beim Motor auf die Kraft. Weitere Informationen müsst Ihr Euch aber aus dem Web besorgen.... |
| Hall-Sensor | Diese Sensoren messen mit dem sog. "Hall-Effekt" Stromstärken und Spannungen berührungslos über Magnetfelder... Toll, aber dadurch sind sie stark empfindlich gegenüber störenden Magnetfeldquellen (z.B. WLAN-Sender o.ä.) |
| Thermo-Widerstand | Dies ist ein kleiner knopfartiger Widerstand, der seinen Widerstand entsprechend der Temperatur ändert.. |
| Zener-Diode | Diese Diode sperrt - wie eine normale Diode - den Stromkreis in der gewünschten Richtung - bis eine sog. "Durchbruchsspannung" erreicht ist, dann schaltet sie den Stromkreis frei. Sie gibt es in vielen bei der Produktion definierten Spannungswerten.. Sie wird häufig PARALLEL als Schutz zu einem z.B. Messchip eingebaut, sobald die Spannung grösser als die gewollte Spannung wird, fliesst der Rest der Spannung über die Zenerdiode ab... |
| Pull-Up-Schaltung / Pull-Down-Schaltung | Die Eingangs-PIN's unserer Micro-Rechner z.B. RasPi oder auch ESP "flattern" möglicherweise systembedingt in der Spannung um den Bereich HIGH-LOW, dies kann dann zu Fehlverhalten in unseren Programmen führen führen. Daher wird der PIN mit einem Widerstand zur Spannungsquelle auf HIGH bzw. mit einem Widerstand zum GND auf LOW "gezogen", sprich es fliesst immer ein kleiner Strom... |