Projekt 91: Decimal Clock Tower - Versionsgeschichte

Eugen Preger am 16. März 2019 um 09:28 Uhr

2019-03-16T09:28:55Z

← Nächstältere Version		Version vom 16. März 2019, 11:28 Uhr
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	== Thema ==		== Thema ==
	~~Der Rheinturm~~ bildet eine Dezimaluhr mit Hilfe von LEDs ab. Darüber hinaus soll die Uhr um Funktionen einer Wetterstation erweitert werden. Dazu werden Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit gemessen. Ein LED-Streifen dient hierbei als Anzeige der Uhr.		Das Model des Rheinturms aus Abbildung 1 bildet eine Dezimaluhr mit Hilfe von LEDs ab. Darüber hinaus soll die Uhr um Funktionen einer Wetterstation erweitert werden. Dazu werden Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit gemessen. Ein LED-Streifen dient hierbei als Anzeige der Uhr.

	== Aufgabe ==		== Aufgabe ==

Eugen Preger: /* Einleitung */

2019-03-16T09:28:00Z

Einleitung

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	==== SBC-NodeMCU-ESP32 ====		==== SBC-NodeMCU-ESP32 ====
	[[Datei:Blockschaltbild ESP32.jpg\|200px\|thumb\|right\|Abbildung 2: Blockschaltbild des ESP32, ''Quelle: http://esp32.net/'']]		[[Datei:Blockschaltbild ESP32.jpg\|200px\|thumb\|right\|Abbildung 2: Blockschaltbild des ESP32, ''Quelle: http://esp32.net/'']]
	Wie der Abbildung 1 zu entnehmen, besitzt das Entwicklungsboard ESP32 ein internes WLAN-Funkmodul, welches im Projekt für die Kommunikation zwischen der Innen- und Außenstation sowie zur Datenübertragung an den Webserver verwendet wird. Die beiden Xtensa-Prozessoren werden für das Multithreading verwendet. Ein Prozessor der Innenstation wird zur Darstellung der Zeit verwendet. Der zweite Prozessor steuert die Kommunikation. Mit Hilfe des Co-Prozessors, welcher einen sehr niedrigen Stromverbrauch hat, wird die Deep-Sleep-Funktion der Außenstation, da diese mit Batterien betrieben wird, realisiert.		Wie der Abbildung 2 zu entnehmen, besitzt das Entwicklungsboard ESP32 ein internes WLAN-Funkmodul, welches im Projekt für die Kommunikation zwischen der Innen- und Außenstation sowie zur Datenübertragung an den Webserver verwendet wird. Die beiden Xtensa-Prozessoren werden für das Multithreading verwendet. Ein Prozessor der Innenstation wird zur Darstellung der Zeit verwendet. Der zweite Prozessor steuert die Kommunikation. Mit Hilfe des Co-Prozessors, welcher einen sehr niedrigen Stromverbrauch hat, wird die Deep-Sleep-Funktion der Außenstation, da diese mit Batterien betrieben wird, realisiert.
	Das Entwicklungsboard ist nach dem Zusatz des Espressif IoT Development Framework mit der Arduino IDE kompatibel. Der Microkontroller arbeitet mit einer Spannung von 3,3 V. Ein Spannungsregler sorgt dafür, dass das Board mit einer Spannung von 3,3 V bis 10 V an Vin betrieben werden kann.		Das Entwicklungsboard ist nach dem Zusatz des Espressif IoT Development Framework mit der Arduino IDE kompatibel. Der Microkontroller arbeitet mit einer Spannung von 3,3 V. Ein Spannungsregler sorgt dafür, dass das Board mit einer Spannung von 3,3 V bis 10 V an Vin betrieben werden kann.

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	==== Digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22 ====		==== Digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22 ====
	[[Datei:DHT22.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 3: Technische Darstellung des DHT22, ''Quelle: https://akizukidenshi.com/'']]		[[Datei:DHT22.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 3: Technische Darstellung des DHT22, ''Quelle: https://akizukidenshi.com/'']]
	Das digitale Temperatur- und Feuchtigkeitsmodul DHT22 (AM2302) gibt ein kalibriertes digitales Signal durch eine Ein-Adrige Verbindung (Single-Bus) aus, welches bis zu einer Entfernung von max. 20 m übertragbar ist. Der Sensor kann mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden.		Das digitale Temperatur- und Feuchtigkeitsmodul DHT22 (AM2302) gibt ein kalibriertes digitales Signal durch eine Ein-Adrige Verbindung (Single-Bus) aus, welches bis zu einer Entfernung von max. 20 m übertragbar ist. Der Sensor kann mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden. Abbildung 3 stellt den Sensor dar.

	Technische Daten:		Technische Daten:
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	[[Datei:BMP180.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 4: Draufsicht BMP180, ''Quelle: https://www.amazon.com/'']]		[[Datei:BMP180.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 4: Draufsicht BMP180, ''Quelle: https://www.amazon.com/'']]

	Der BMP180 ist ein präziser digitaler Drucksensor für Verbraucheranwendungen. Der Sensor ist stromsparend und für den Einsatz von Outdoor-Geräten optimiert.		Der BMP180 aus Abbildung 4 ist ein präziser digitaler Drucksensor für Verbraucheranwendungen. Der Sensor ist stromsparend und für den Einsatz von Outdoor-Geräten optimiert.

	Technische Daten:		Technische Daten:

Eugen Preger am 16. März 2019 um 09:25 Uhr

2019-03-16T09:25:01Z

Ulrich Schneider: /* Literatur */

2019-03-12T15:34:52Z

Literatur

← Nächstältere Version		Version vom 12. März 2019, 17:34 Uhr
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	<!-- Fügen Sie diesen Footer hinzu. -->		<!-- Fügen Sie diesen Footer hinzu. -->
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	→ zurück zur Übersicht: [[:Kategorie:Projekte_AET_BSE_WS2018\|WS 18/19: Angewandte Elektrotechnik (BSE)]]		→ zurück zur Übersicht: [[:Kategorie:Projekte_AET_BSE_WS2018\|WS 18/19: Angewandte Elektrotechnik (BSE)]]

Eugen Preger: /* YouTube Video */

2019-01-18T09:21:16Z

YouTube Video

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	== [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/91_Decimal_Clock_Tower/ Projektunterlagen] ==		== [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/91_Decimal_Clock_Tower/ Projektunterlagen] ==

	== YouTube Video ==		== [https://youtu.be/9dBGLIdL8u0 YouTube Video] ==

	== Weblinks ==		== Weblinks ==

Eugen Preger: /* Platinenlayout */

2019-01-18T08:37:03Z

Platinenlayout

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2019, 10:37 Uhr
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	==== Platinenlayout ====		==== Platinenlayout ====
			[[Datei:DCT Schaltplan.jpg \|200px\|thumb\|right\|Platinenentwurf des Decimal Clock Towers]]
			[[Datei:DCT Steckplatine.jpg \|200px\|thumb\|right\|Platinenentwurf des Decimal Clock Towers]]
	Für die Beleuchtung des Turmschaftes, sowie für den Betrieb der Wetterstation ist eine elektronische Schaltung aufzubauen. Um den Aufbau zu dokumentieren, wird ein Schaltplan erstellt. Zum Schaltplan wird eine Platine gelayoutet. Da ausschließlich THT-Bauteile zum Einsatz kommen, lohnt sich das individuelle Layouten mit Multisim/Ultiboard und anschließendes Fräsen oder Ätzen der Platine nicht. Darum wird klassisch eine Streifenrasterplatine passend zugeschnitten und für die Verdrahtung der Bauteile verwendet. Der Schaltplan sowie der Platinenentwurf wird mit der Software Fritzing erstellt.		Für die Beleuchtung des Turmschaftes, sowie für den Betrieb der Wetterstation ist eine elektronische Schaltung aufzubauen. Um den Aufbau zu dokumentieren, wird ein Schaltplan erstellt. Zum Schaltplan wird eine Platine gelayoutet. Da ausschließlich THT-Bauteile zum Einsatz kommen, lohnt sich das individuelle Layouten mit Multisim/Ultiboard und anschließendes Fräsen oder Ätzen der Platine nicht. Darum wird klassisch eine Streifenrasterplatine passend zugeschnitten und für die Verdrahtung der Bauteile verwendet. Der Schaltplan sowie der Platinenentwurf wird mit der Software Fritzing erstellt.

Eugen Preger: /* Konstruktion */

2019-01-18T08:34:18Z

Konstruktion

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2019, 10:34 Uhr
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	==== Konstruktion ====		==== Konstruktion ====
			[[Datei:Rheinturm 3D Druck.JPG\|200px\|thumb\|right\|CAD-Konstruktion des Decimal Clock Towers nach Vorbild des Rheinturms]]
	Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Die in diesem Projekt aufzubauende Wetterstation soll ebenfalls nach Möglichkeit in der Turmkanzel untergebracht werden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.		Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Die in diesem Projekt aufzubauende Wetterstation soll ebenfalls nach Möglichkeit in der Turmkanzel untergebracht werden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.
	Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.		Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.

Eugen Preger: /* Fertigung */

2019-01-18T08:18:28Z

Fertigung

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2019, 10:18 Uhr
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	Die Fertigung des Decimal Clock Towers erfolgt mit einem 3D-Drucker. Vor dem eigentlichen Druckvorgang muss die zuvor erstellte STL-Datei mit einer Slicer-Software geöffnet werden. In dieser Software wird der Bauraum des verwendeten 3d-Druckers dargestellt. Das Volumenmodell kann innerhalb des Bauraums beliebig positioniert und gedreht werden. Bei der Ausrichtung des Volumenmodells sind Überhänge und Auskragungen nach Möglichkeit zu vermeiden. Neben der Ausrichtung des Modells kann u.a. die Schichtdicke und der Füllungsgrad des Körpers eingestellt werden, was großen Einfluss auf Qualität, Materialverbrauch und Druckzeit hat. Schließlich wird eine Datei im GCODE-Format erzeugt, welche vom 3d-Drucker verarbeitet werden kann. Im GCODE sind sämtliche Informationen enthalten über zu befahrene Koordinatenpunkte, Fahrgeschwindigkeit des Druck-Schlittens, Temperatur des Extruders, Temperatur der Druckplatte und Lüftergeschwindigkeit.		Die Fertigung des Decimal Clock Towers erfolgt mit einem 3D-Drucker. Vor dem eigentlichen Druckvorgang muss die zuvor erstellte STL-Datei mit einer Slicer-Software geöffnet werden. In dieser Software wird der Bauraum des verwendeten 3d-Druckers dargestellt. Das Volumenmodell kann innerhalb des Bauraums beliebig positioniert und gedreht werden. Bei der Ausrichtung des Volumenmodells sind Überhänge und Auskragungen nach Möglichkeit zu vermeiden. Neben der Ausrichtung des Modells kann u.a. die Schichtdicke und der Füllungsgrad des Körpers eingestellt werden, was großen Einfluss auf Qualität, Materialverbrauch und Druckzeit hat. Schließlich wird eine Datei im GCODE-Format erzeugt, welche vom 3d-Drucker verarbeitet werden kann. Im GCODE sind sämtliche Informationen enthalten über zu befahrene Koordinatenpunkte, Fahrgeschwindigkeit des Druck-Schlittens, Temperatur des Extruders, Temperatur der Druckplatte und Lüftergeschwindigkeit.
	Zum Ausdrucken des Decimal Clock Towers wird ein Flyingbear P905X eingesetzt. Durch seinen relativ großen Bauraum von 280 * 240 * 350 mm kann der Turmschaft in einem Stück gedruckt werden.		Zum Ausdrucken des Decimal Clock Towers wird ein Flyingbear P905X eingesetzt. Durch seinen relativ großen Bauraum von 280 * 240 * 350 mm kann der Turmschaft in einem Stück gedruckt werden.

			==== Platinenlayout ====

			Für die Beleuchtung des Turmschaftes, sowie für den Betrieb der Wetterstation ist eine elektronische Schaltung aufzubauen. Um den Aufbau zu dokumentieren, wird ein Schaltplan erstellt. Zum Schaltplan wird eine Platine gelayoutet. Da ausschließlich THT-Bauteile zum Einsatz kommen, lohnt sich das individuelle Layouten mit Multisim/Ultiboard und anschließendes Fräsen oder Ätzen der Platine nicht. Darum wird klassisch eine Streifenrasterplatine passend zugeschnitten und für die Verdrahtung der Bauteile verwendet. Der Schaltplan sowie der Platinenentwurf wird mit der Software Fritzing erstellt.

	==== Software ====		==== Software ====

Eugen Preger: /* Konstruktion */

2019-01-18T08:08:28Z

Konstruktion

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2019, 10:08 Uhr
Zeile 120:		Zeile 120:
	==== Konstruktion ====		==== Konstruktion ====

	Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.		Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Die in diesem Projekt aufzubauende Wetterstation soll ebenfalls nach Möglichkeit in der Turmkanzel untergebracht werden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.
	Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.		Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.
	Da dieses Projekt eine Wetterstation mit Außeneinheit beinhaltet, wird ein weiteres Gehäuse für die Außeneinheit benötigt. Auf der Seite thingiverse.com findet man zahlreiche vorkonstruierte Gehäuse, welche direkt gedruckt werden können.		Da dieses Projekt eine Wetterstation mit Außeneinheit beinhaltet, wird ein weiteres Gehäuse für die Außeneinheit benötigt. Auf der Seite thingiverse.com findet man zahlreiche vorkonstruierte Gehäuse, welche direkt gedruckt werden können.

Eugen Preger: /* Konstruktion */

2019-01-18T08:06:50Z

Konstruktion

← Nächstältere Version		Version vom 18. Januar 2019, 10:06 Uhr
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	Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.		Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.
	Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.		Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.
			Da dieses Projekt eine Wetterstation mit Außeneinheit beinhaltet, wird ein weiteres Gehäuse für die Außeneinheit benötigt. Auf der Seite thingiverse.com findet man zahlreiche vorkonstruierte Gehäuse, welche direkt gedruckt werden können.

	==== Fertigung ====		==== Fertigung ====

← Nächstältere Version		Version vom 16. März 2019, 11:25 Uhr
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	[[Kategorie:Projekte_AET_BSE_WS2018]]		[[Kategorie:Projekte_AET_BSE_WS2018]]
	<!-- Kopieren Sie diesen Header in Ihren Artikel, damit er aufgelistet wird. -->		<!-- Kopieren Sie diesen Header in Ihren Artikel, damit er aufgelistet wird. -->
	[[Datei:Rheinturm_uhrzeit.jpg \|mini\|300px\| Quelle: https://fi.wikipedia.org/wiki/Rheinturm#/media/File:Rheinturm_uhrzeit.jpg]]		[[Datei:Rheinturm_uhrzeit.jpg \|mini\|300px\| Abbildung 1: Rheinturm in Düsseldorf, Quelle: https://fi.wikipedia.org/wiki/Rheinturm#/media/File:Rheinturm_uhrzeit.jpg]]
	'''Autoren:''' Eugen Preger, Rudi Sugandi<br/>		'''Autoren:''' Eugen Preger, Rudi Sugandi<br/>
	'''Betreuer:''' Daniel Klein<br/>		'''Betreuer:''' Daniel Klein<br/>
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	=== Hardwarebeschreibung ===		=== Hardwarebeschreibung ===
	==== SBC-NodeMCU-ESP32 ====		==== SBC-NodeMCU-ESP32 ====
	[[Datei:Blockschaltbild ESP32.jpg\|200px\|thumb\|right\|Abbildung 1: Blockschaltbild des ESP32, ''Quelle: http://esp32.net/'']]		[[Datei:Blockschaltbild ESP32.jpg\|200px\|thumb\|right\|Abbildung 2: Blockschaltbild des ESP32, ''Quelle: http://esp32.net/'']]
	Wie der Abbildung 1 zu entnehmen, besitzt das Entwicklungsboard ESP32 ein internes WLAN-Funkmodul, welches im Projekt für die Kommunikation zwischen der Innen- und Außenstation sowie zur Datenübertragung an den Webserver verwendet wird. Die beiden Xtensa-Prozessoren werden für das Multithreading verwendet. Ein Prozessor der Innenstation wird zur Darstellung der Zeit verwendet. Der zweite Prozessor steuert die Kommunikation. Mit Hilfe des Co-Prozessors, welcher einen sehr niedrigen Stromverbrauch hat, wird die Deep-Sleep-Funktion der Außenstation, da diese mit Batterien betrieben wird, realisiert.		Wie der Abbildung 1 zu entnehmen, besitzt das Entwicklungsboard ESP32 ein internes WLAN-Funkmodul, welches im Projekt für die Kommunikation zwischen der Innen- und Außenstation sowie zur Datenübertragung an den Webserver verwendet wird. Die beiden Xtensa-Prozessoren werden für das Multithreading verwendet. Ein Prozessor der Innenstation wird zur Darstellung der Zeit verwendet. Der zweite Prozessor steuert die Kommunikation. Mit Hilfe des Co-Prozessors, welcher einen sehr niedrigen Stromverbrauch hat, wird die Deep-Sleep-Funktion der Außenstation, da diese mit Batterien betrieben wird, realisiert.
	Das Entwicklungsboard ist nach dem Zusatz des Espressif IoT Development Framework mit der Arduino IDE kompatibel. Der Microkontroller arbeitet mit einer Spannung von 3,3 V. Ein Spannungsregler sorgt dafür, dass das Board mit einer Spannung von 3,3 V bis 10 V an Vin betrieben werden kann.		Das Entwicklungsboard ist nach dem Zusatz des Espressif IoT Development Framework mit der Arduino IDE kompatibel. Der Microkontroller arbeitet mit einer Spannung von 3,3 V. Ein Spannungsregler sorgt dafür, dass das Board mit einer Spannung von 3,3 V bis 10 V an Vin betrieben werden kann.
Zeile 62:		Zeile 62:

	==== Digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22 ====		==== Digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22 ====
	[[Datei:DHT22.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 2: Technische Darstellung des DHT22, ''Quelle: https://akizukidenshi.com/'']]		[[Datei:DHT22.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 3: Technische Darstellung des DHT22, ''Quelle: https://akizukidenshi.com/'']]
	Das digitale Temperatur- und Feuchtigkeitsmodul DHT22 (AM2302) gibt ein kalibriertes digitales Signal durch eine Ein-Adrige Verbindung (Single-Bus) aus, welches bis zu einer Entfernung von max. 20 m übertragbar ist. Der Sensor kann mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden.		Das digitale Temperatur- und Feuchtigkeitsmodul DHT22 (AM2302) gibt ein kalibriertes digitales Signal durch eine Ein-Adrige Verbindung (Single-Bus) aus, welches bis zu einer Entfernung von max. 20 m übertragbar ist. Der Sensor kann mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden.

Zeile 79:		Zeile 79:

	==== Digitaler Luftdruck Sensor BMP180 ====		==== Digitaler Luftdruck Sensor BMP180 ====
	[[Datei:BMP180.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 3: Draufsicht BMP180, ''Quelle: https://www.amazon.com/'']]		[[Datei:BMP180.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 4: Draufsicht BMP180, ''Quelle: https://www.amazon.com/'']]

	Der BMP180 ist ein präziser digitaler Drucksensor für Verbraucheranwendungen. Der Sensor ist stromsparend und für den Einsatz von Outdoor-Geräten optimiert.		Der BMP180 ist ein präziser digitaler Drucksensor für Verbraucheranwendungen. Der Sensor ist stromsparend und für den Einsatz von Outdoor-Geräten optimiert.
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	=== Projektplan ===		=== Projektplan ===
	[[Datei:Projektplan.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 4: Projektablaufplan für Projekt 91]]		[[Datei:Projektplan.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 5: Projektablaufplan für Projekt 91]]
	Der Abbildung 4 kann der Projektplan entnommen werden. Dieser beschreibt den Arbeitsablauf zu diesem Projekt und lässt sich folgendermaßen gliedern:		Der Abbildung 4 kann der Projektplan entnommen werden. Dieser beschreibt den Arbeitsablauf zu diesem Projekt und lässt sich folgendermaßen gliedern:

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	==== Konstruktion ====		==== Konstruktion ====
	[[Datei:Rheinturm 3D Druck.JPG\|200px\|thumb\|right\|CAD-Konstruktion des Decimal Clock Towers nach Vorbild des Rheinturms]]		[[Datei:Rheinturm 3D Druck.JPG\|200px\|thumb\|right\|Abbildung 6: CAD-Konstruktion des Decimal Clock Towers nach Vorbild des Rheinturms]]
	Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Die in diesem Projekt aufzubauende Wetterstation soll ebenfalls nach Möglichkeit in der Turmkanzel untergebracht werden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.		Die Konstruktion des Decimal Clock Towers erfolgt mit Solidworks. Als Vorlage dient der in Düsseldorf stehende Rheinturm. Dieser wird möglichst Maßstabsgetreu verkleinert. Dabei ist ein Mindestquerschnitt und Mindestlänge des Turmschaftes zu berücksichtigen, der ein LED Stripe mit 44 LEDs, sowie Versorgungsleitungen beherbergt. Die Kontur der Antennenplattformen und sonstige Wandstärken dürfen ebenfalls nicht zu dünn werden, um spätere Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Die in diesem Projekt aufzubauende Wetterstation soll ebenfalls nach Möglichkeit in der Turmkanzel untergebracht werden. Entschieden wurde sich für einen Maßstab von ca. 1:455. Die Gesamthöhe des Turmes beträgt bei gewähltem Maßstab ca. 53 cm. Da die Fertigung mit einem 3D-Drucker geplant ist und der maximale Bauraum begrenzt ist, wird der Turm in mehreren Segmenten geteilt. Ein weiterer Grund zur Teilung des Turmes stellen die Überhänge an der Konstruktion dar. Die Teilstücke sind so zu konstruieren, dass sie sich nach der Fertigung einfach zusammenfügen lassen.
	Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.		Für den 3D-Druck geeignetes Dateiformat ist das STL-Format. Hierbei handelt es sich um ein reines Volumenmodell, ohne jegliche Information über die verwendeten Skizzen und Features bei SolidWorks.
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	==== Platinenlayout ====		==== Platinenlayout ====
	[[Datei:DCT Schaltplan.jpg \|200px\|thumb\|right\|~~Platinenentwurf~~ des Decimal Clock Towers]]		[[Datei:DCT Schaltplan.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 7: Schaltplan des Decimal Clock Towers]]
	[[Datei:DCT Steckplatine.jpg \|200px\|thumb\|right\|Platinenentwurf des Decimal Clock Towers]]		[[Datei:DCT Steckplatine.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 8: Platinenentwurf des Decimal Clock Towers]]
	Für die Beleuchtung des Turmschaftes, sowie für den Betrieb der Wetterstation ist eine elektronische Schaltung aufzubauen. Um den Aufbau zu dokumentieren, wird ein Schaltplan erstellt. Zum Schaltplan wird eine Platine gelayoutet. Da ausschließlich THT-Bauteile zum Einsatz kommen, lohnt sich das individuelle Layouten mit Multisim/Ultiboard und anschließendes Fräsen oder Ätzen der Platine nicht. Darum wird klassisch eine Streifenrasterplatine passend zugeschnitten und für die Verdrahtung der Bauteile verwendet. Der Schaltplan sowie der Platinenentwurf wird mit der Software Fritzing erstellt.		Für die Beleuchtung des Turmschaftes, sowie für den Betrieb der Wetterstation ist eine elektronische Schaltung aufzubauen. Um den Aufbau zu dokumentieren, wird ein Schaltplan erstellt. Zum Schaltplan wird eine Platine gelayoutet. Da ausschließlich THT-Bauteile zum Einsatz kommen, lohnt sich das individuelle Layouten mit Multisim/Ultiboard und anschließendes Fräsen oder Ätzen der Platine nicht. Darum wird klassisch eine Streifenrasterplatine passend zugeschnitten und für die Verdrahtung der Bauteile verwendet. Der Schaltplan sowie der Platinenentwurf wird mit der Software Fritzing erstellt.

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	</div>		</div>
	<br/>		<br/>
	Der Client ist hierbei ein Objekt der Klasse WiFiClient der Bibliothek WiFi. Mit Hilfe einer Präprozessor-Direktive wird jedoch in dem Bereich Webserver ein Unterschied realisiert. Im obigen Beispiel wird auf einfachste Weise ein Webserver selbst geschrieben. Für Anwendungen, wie eine Wetter Station gibt es Möglichkeiten einen host, also einen bereitgestellten Webserver mit einem schönem Design zu verwenden, wie Abbildung 5 zeigt.		Der Client ist hierbei ein Objekt der Klasse WiFiClient der Bibliothek WiFi. Mit Hilfe einer Präprozessor-Direktive wird jedoch in dem Bereich Webserver ein Unterschied realisiert. Im obigen Beispiel wird auf einfachste Weise ein Webserver selbst geschrieben. Für Anwendungen, wie eine Wetter Station gibt es Möglichkeiten einen host, also einen bereitgestellten Webserver mit einem schönem Design zu verwenden, wie Abbildung 9 zeigt.

	[[Datei:Thingspeak bsp.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 5: Beispiel einer Webserver Vorlage BMP180, ''Quelle: https://thingspeak.com/'']]		[[Datei:Thingspeak bsp.jpg \|200px\|thumb\|right\|Abbildung 9: Beispiel einer Webserver Vorlage BMP180, ''Quelle: https://thingspeak.com/'']]
	Die Zeit wird einem NPT-Server entnommen. NPT-Server können über das Internet erreicht werden. Sie kommunizieren mit vielen Systemen die Systemzeit.Die Zeitdarstellung erfolgt mit Hilfe der Bibliothek FastLED. Nach eine Initialisierung des LED-Objektes, kann der Datenbus, als ein Array des LED-Objektes aufgenommen werden wobei die LED-Position der Array-Position gleicht und folgendermaßen geschrieben werden kann: ''leds[2] = CRGB(48, 48, 48);''. Dieses Beispiel gibt dem LED-Streifen an, dass seine zweite LED weiß, mit einer gedimmten Helligkeit leuchten soll.		Die Zeit wird einem NPT-Server entnommen. NPT-Server können über das Internet erreicht werden. Sie kommunizieren mit vielen Systemen die Systemzeit.Die Zeitdarstellung erfolgt mit Hilfe der Bibliothek FastLED. Nach eine Initialisierung des LED-Objektes, kann der Datenbus, als ein Array des LED-Objektes aufgenommen werden wobei die LED-Position der Array-Position gleicht und folgendermaßen geschrieben werden kann: ''leds[2] = CRGB(48, 48, 48);''. Dieses Beispiel gibt dem LED-Streifen an, dass seine zweite LED weiß, mit einer gedimmten Helligkeit leuchten soll.