Lampen mit grafischer Oberfläche über den PC steuern Teil1

Steuerung mit dem Arduino

Auch heute gibt es wieder eine praktische Anwendung für den Alltag. Wenn man z. B. eine 230 V Lampe mit den Arduino steuern möchte, muss man ein paar Dinge vorbereiten.

So sieht das ganze aus.

Hier eine Materialliste:

• • Elegoo UNO R3 (Arduino Kompatibel) mit USB-Kabel
  • 3 Jumper-Kabel
  • Kanal 5V Relais Modul für Arduino
  • 1-2 Steckdosen
  • 3 adriges Kabel mit einem Stecker z. B. ein alter Netzstecker für den PC
  • einen isolierten Kasten für die Steckdosen
  • („3er Klapp WAGO“)
  • Aderendhülsen-Streudose, isoliert 0,5 – 2,5 mm²

Sicherheitshinweise

Ich verweise noch einmal auf meinen Haftungsausschluss. Beachtet die 5 Sicherheitsregeln im Umgang mit elektrischen Strom. Manche Geräte können nach dem sie vom Strom getrennt wurden, trotzdem noch unter Spannung stehen. Der Grund dafür sind aufgeladene Kondensatoren, die sich bei Berührung entladen können. Mit anderen Worten ihr bekommt eine gefeuert. Das muss nicht tödlich sein, aber es kann sehr schmerzhaft sein und je nach körperlichen Zustand Schäden verursachen.

Zum Aufbau der Hardware

Die Stromzufuhr

Wir nehmen uns z. B. vom einem PC das Netzkabel. Dann schneiden wir den Kaltgerätestecker (der Teil, der in den PC kommt) ab. Nun entfernen wir den Kabelmantel, etwa 10 cm vom abgeschnittenen Ende. Wir sehen 3 Adern (braun, blau, grün-gelb). Diese werden etwa 1 cm abisoliert, damit der Draht frei liegt. Dann kommen die Aderendhülsen in der entsprechenden Größe drauf. Bei mir haben die Adern einen Querschnitt von 0,75 qmm. Also benötige ich Aderendhülsen in der gleichen Größe und presse diese auf die Adern. Dafür gibt es eine spezielle Zange Presszange.

Der Kasten

Ich habe mir selbst einen kleinen Kasten aus Holz gebastelt. Ihr könnt aber auch einen fertigen Kasten nehmen, wo eine Steckdose und das Relais reinpassen. Der Kasten sollte aus einem Material bestehen, das den elektrischen Strom nicht bzw. sehr schlecht leitet. Dazu gehören z. B. Holz oder Plastik. Diese lassen sich einfach bearbeiten. An dem Kasten selbst Bohren wir ein Loch, das etwa die Größe des Kabeldurchmessers entspricht. Hinzu kommt ein weiteres Loch für die Steckdose. Dafür benutzt ihr am besten einen Kranzbohrer, in der entsprechenden Größe.

Die Verkabelung für 230 V

Das Kabel wird durch das Loch im Kasten gefädelt.

Wir bereiten Aderstücken vor. 4 x braun 10 cm, 1 x blau 10 cm und 1 x grün-gelb 10 cm. Alle Enden versehen wir mit Aderendhülsen, außer die Kabel, die in die Klappwago kommen. Das ist einmal braun von der Stromzufuhr und 2 x braun von den 10 cm Stücken. Von denen bekommt jeweils nur eine Seite eine Aderendhülse. Nun kommen die 3 braunen Adern, ohne Aderendhülse, in die Wagoklemme (Stromzufuhr und die 2 brauen 10 cm Stücken ohne Aderenhülse). Ein braune Ader aus der Klappwago kommt ans Relais an die Schraubklemme „COM1“ und die andere braune aus der Klappwago an „COM2“. Das sind jeweils die mittleren Anschlüsse vom Relais. Nun kommen die übrig gebliebenen 2 braunen Adern an die Relais bei „NO1“ und „NO2“. „NO“ steht für normally open und bedeutet, dass das Relais im Normalzustand bei 230 V nicht leitet. Legen wir stattdessen 5 V an die Relaisspule an, so leitet das Relais die 230 V. Ein Relais ist wie ein Schalter, der entweder an oder aus ist. Die anderen Enden kommen jeweils an eine Steckdose. Im Prinzip spielt es keine Rolle ob die braune Ader an den linken oder rechten Anschluss kommt (ich mache den braunen Draht immer an die linke Seite). Wichtig nur nicht in die Mitte. Dort kommt der grün-gelbe Schutzleiter ran. Und da nehmen wir den grün-gelben Draht von der Stromversorgung und schließen ihn in der Mitte einer Steckdose an (egal welche). Es gibt immer 2 Plätze für jede Ader. Also kommt ein 10 cm Stück vom grün-gelben Kabel in die Mitte der Steckdose und die andere Seite der Ader kommt an die Mitte der anderen Steckdose. Jetzt sind beide Steckdosen mit dem Schlutzleiter verbunden. Das gleiche machen wir mit der blauen Ader, dem Neutralleiter. Ausgehend von der Stromversorgung kommt die blaue Ader nun an die rechte Seite der Steckdose. Und wir verbinden mit dem letzten blauen 10 cm Stück die rechte Seite der Steckdose mit der anderen rechten Seite der Steckdose. Damit ist die Verkabelung für 230 V fertig.

Die Verkabelung für 5 V

Die Verkabelung ist etwas einfacher. Wir verbinden ein Jumperkabel mit 5 V vom Arduino mit 5 V vom Relais. Das nächste Kabel geht vom Arduino GND zu dem Relais GND. Dann vom Arduino Pin 11 zum Relais neben den Anschluss von GND. Das letzte Kabel geht vom Arduino Pin 12 zum Relais neben 5 V. Die letzten beiden Kabel geben das Steuersignal für das Relais. Damit entscheiden wir dann, ob ein Relais durchschalten soll oder nicht.

Zusammen bauen

Nun können wir alle Teile am oder im Kasten befestigen. Hier kommt noch eine Bilder Galerie, damit ihr seht, was ich gemacht habe.

Es lassen sich natürlich auch andere Objekte darüber steuern. Die Lampe war nur ein Beispiel.

Im nächsten Beitrag

Dort zeige ich euch, wie der Arduino-Code aufgebaut ist, damit die Lampe leuchtet.