Arduino bleibt eine beliebte Plattform für Entwickler, die praktische Automatisierungsprojekte erstellen möchten, ohne jeden Schaltkreis von Grund auf neu zu entwerfen. Wenn eine Anwendung digitale Eingänge, Relaisausgänge, analoge Signalerfassung, Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung sowie serielle Kommunikation benötigt, kann ein integriertes E/A-Erweiterungsboard die Hardwareentwicklung vereinfachen.

Eletechsup DNUNB17 wurde für diesen Zweck entwickelt. Es basiert auf der Arduino UNO R3-Plattform und kombiniert mehrere E/A-Funktionen mit Schnittstellen für kompatible Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren. Damit bietet es eine flexible Grundlage für Umweltüberwachung, Zeitschaltsteuerung und individuelle Automatisierungsprojekte.

Produktseite: https://eletechsup.com/products/dnunb17-4di-4do-4ai-digital-analog-am2301-sht20-sht30-ds18b2

1. Was macht den DNUNB17 nützlich?

Der DNUNB17 integriert mehrere Funktionen auf einem einzigen Erweiterungsboard:

• 4 NPN-Digitaleingänge zur Überwachung kompatibler externer Signale

• 4 Relaisausgänge zum Schalten geeigneter elektrischer Lasten

• 2 Eingangskanäle für Strom für 0/4–20-mA-Signale

• 2 Eingangskanäle für Spannung für 0–5-V-/0–10-V-Signale

• Schnittstellen für Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren für kompatible Sensoren

• RS485-Schnittstelle für serielle Kommunikation mit kompatibler Ausrüstung

• Onboard-LED-Anzeige zur grundlegenden Statusanzeige

• Zusätzliche Erweiterungsanschlüsse für benutzerdefinierte Anwendungen

Das Board wird mit 7–30 V DC betrieben. Der Hersteller empfiehlt 9 V, 12 V oder 24 V.

Der DNUNB17 ist ein Erweiterungsboard und kein eigenständiger Controller. Ein kompatibles Arduino UNO R3-Entwicklungsboard ist erforderlich.

2. GitHub-Ressourcen für die Sensorintegration

Obwohl in den geprüften Quellen keine spezielle GitHub-Bibliothek für den DNUNB17 gefunden wurde, können Entwicklern mehrere etablierte Arduino-Bibliotheken bei der Implementierung von Sensorfunktionen helfen.

DHT-Sensorbibliothek von Adafruit
https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library

Diese Bibliothek dient als Referenz für kompatible Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren der DHT-Familie, wie z. B. der AM2301/DHT21-Familie.

Adafruit SHT31-Bibliothek
https://github.com/adafruit/Adafruit_SHT31

Sie bietet Softwareunterstützung für kompatible SHT31-Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren über I²C.

Arduino DallasTemperature-Bibliothek
https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library

Diese Bibliothek kann zusammen mit einer geeigneten OneWire-Bibliothek für kompatible DS18B20-Temperatursensoren verwendet werden.

Diese Repositories bieten softwareseitige Bausteine für spezifische Sensoren. Sie unterstützen das DNUNB17-Board nicht automatisch als Ganzes. Entwickler müssen vor der Verwendung der Bibliotheken den ausgewählten Sensor, die Verkabelung, die Pinbelegung, die Kommunikationsschnittstelle und die erforderlichen Pull-up-Widerstände überprüfen.

3. Anwendungsbeispiel: Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung

Eine praktische Anwendung ist ein System zur Umweltüberwachung für eine Werkstatt, einen Lagerbereich, einen Geräteschrank oder ein kleines Gewächshaus.

Ein kompatibler Sensor kann Temperatur und Feuchtigkeit messen, während das Arduino-Programm die Messwerte verarbeitet und benutzerdefinierte Schwellenwerte anwendet.

Ein typischer Ablauf ist:

1. Die Sensordaten in regelmäßigen Abständen auslesen.

2. Prüfen, ob die Messwerte gültig sind.

3. Temperatur und Feuchtigkeit mit den konfigurierten Grenzwerten vergleichen.

4. Ein Relais aktivieren, wenn eine Steuerbedingung erfüllt ist.

5. Die Messwerte an ein externes System senden, wenn eine Netzwerkverbindung verfügbar ist.

Beispielsweise könnte ein Entwickler das System so konfigurieren, dass ein Lüfter aktiviert wird, wenn die Temperatur einen ausgewählten Schwellenwert überschreitet.

Ein separater, niedrigerer Schwellenwert kann verwendet werden, um den Lüfter auszuschalten und unnötiges Schalten des Relais zu reduzieren.

Der Sensor selbst, seine Softwarebibliothek und die Verkabelung des Boards müssen alle kompatibel sein. Die Überwachung von Temperatur und Feuchtigkeit ist eine in der Firmware zu implementierende Anwendung und keine vollständige Softwarefunktion, die automatisch vom Erweiterungsboard bereitgestellt wird.

4. Anwendungsbeispiel: Analoge Signalerfassung

Der DNUNB17 unterstützt außerdem Strom- und Spannungseingangssignale, sodass Entwickler mit kompatiblen analogen Sensoren experimentieren können.

Mögliche Anwendungen sind:

• Auslesen eines kompatiblen 0–10-V-Sensors

• Erfassung eines 4–20-mA-Transmittersignals

• Überwachung von Prozessgrößen mit geeigneten Sensoren

• Anwendung von Software-Schwellenwerten auf Messwerte

• Kombination analoger Messungen mit Relaissteuerung

Beispielsweise könnte ein kompatibler industrieller Transmitter ein Stromsignal bereitstellen, das einen konfigurierten Messbereich darstellt. Das Arduino-Programm kann dieses Signal mithilfe der Skalierungsparameter des Sensors in einen technischen Wert umrechnen.

Überprüfen Sie vor dem Anschließen eines Sensors den Eingangsbereich, die Verkabelung, die Polarität und die elektrischen Spezifikationen. Für genaue Messungen kann eine Kalibrierung erforderlich sein.

5. Anwendungsbeispiel: Zeitschaltsteuerung über Relais

Die vier Relaisausgänge machen den DNUNB17 für individuelle Schaltanwendungen geeignet.

Mit benutzerdefiniertem Arduino-Firmwarecode können Entwickler Folgendes implementieren:

• Verzögertes Schalten

• Zeitgesteuerte Ein-/Aus-Folgen

• Auslöserbasierte Relaissteuerung

• Wiederholende Zeitschaltzyklen

• Verriegelte Ausgabelogik

• Einfache mehrstufige Automatisierung

Beispielsweise könnte ein Entwickler eine programmierbare Leistungssequenz erstellen, die mehrere kompatible Lasten in einer definierten Reihenfolge aktiviert, mit einer konfigurierbaren Verzögerung zwischen den einzelnen Relaisoperationen.

Die Zeitlogik wird in der Software implementiert. Entwickler sollten das Ausgabeverhalten beim Starten, beim Zurücksetzen und bei einem Stromausfall überprüfen, bevor sie tatsächliche Geräte anschließen.

Die Relaisbewertungen hängen außerdem von der Lastart und den elektrischen Bedingungen ab. Motoren und andere induktive Lasten können zusätzlichen Schutz erfordern.

6. Anwendungsbeispiel: RS485-Kommunikation

RS485 ermöglicht es, den DNUNB17 in Systeme mit kompatiblen seriellen Geräten zu integrieren.

Mit geeigneter Firmware kann der Arduino UNO R3 Daten mit externen Controllern, Messgeräten oder entfernten E/A-Modulen austauschen.

Mögliche Projekte sind:

• Testen der seriellen Kommunikation zwischen Controllern

• Auslesen von Daten aus kompatiblen Messgeräten

• Implementierung eines Modbus-RTU-Masters oder -Slaves

• Kombination lokaler Sensormessungen mit Daten externer Geräte

• Entwicklung eines kleinen Automatisierungscontrollers mit mehreren Schnittstellen

RS485 ist eine elektrische Schnittstelle, kein vollständiges Kommunikationsprotokoll. Wenn Modbus RTU erforderlich ist, muss die Anwendung das entsprechende Protokoll und die Gerätekonfiguration implementieren, einschließlich Übertragungsrate, Parität, Adressierung und Registerzuordnung.

7. So beginnen Sie mit der Entwicklung für den DNUNB17

Ein praktischer Entwicklungsprozess besteht darin, eine Funktion nach der anderen zu testen.

Schritt 1 — Bereiten Sie die Hardware vor. Installieren Sie einen kompatiblen Arduino UNO R3 und versorgen Sie das Erweiterungsboard mit der richtigen Gleichspannung.

Schritt 2 — Überprüfen Sie die Sensorschnittstellen. Wählen Sie den geeigneten Sensor aus und testen Sie dessen Bibliothek unabhängig, bevor Sie ihn in die vollständige Anwendung integrieren.

Schritt 3 — Testen Sie die Digitaleingänge und Relaisausgänge. Bestätigen Sie die korrekte Pinbelegung und das elektrische Verhalten unter sicheren Testbedingungen.

Schritt 4 — Testen Sie die analogen Eingänge. Verwenden Sie bekannte Eingangswerte, um die Signalskalierung zu überprüfen, bevor Sie externe Sensoren anschließen.

Schritt 5 — Konfigurieren Sie RS485. Überprüfen Sie die Serieneinstellungen und die Kommunikation mit dem vorgesehenen Gerät.

Schritt 6 — Kombinieren Sie die Funktionen. Fügen Sie die Steuerlogik, die Zeitregeln und jede erforderliche externe Kommunikation hinzu, nachdem die einzelnen Funktionen korrekt funktionieren.

Der Hersteller stellt grundlegende Hardware-Testskizzen bereit. Fortgeschrittenere Anwendungsfunktionen erfordern benutzerdefinierten Code.

Fazit

Der Eletechsup DNUNB17 kombiniert die Programmierbarkeit des Arduino UNO R3 mit Digitaleingängen, Relaisausgängen, analoger Signalerfassung, Schnittstellen für Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren und RS485-Kommunikation.

Sein Hauptvorteil ist die Integration mehrerer nützlicher Hardwarefunktionen auf einem einzigen Erweiterungsboard. Dies macht ihn zu einem praktischen Ausgangspunkt für Entwickler, die Umweltüberwachungssysteme, Zeitschaltcontroller, Sensorerfassungs-Projekte und individuelle Automatisierungsprototypen erstellen.

Open-Source-Arduino-Sensorbibliotheken können Entwicklern helfen, einzelne Funktionen zu implementieren, während die dokumentierten Schnittstellen des Boards die Hardware-Grundlage für deren Kombination zu einer vollständigen Anwendung bieten.

Entdecken Sie den DNUNB17:
https://eletechsup.com/products/dnunb17-4di-4do-4ai-digital-analog-am2301-sht20-sht30-ds18b2

Verwandte GitHub-Ressourcen:

• https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library

• https://github.com/adafruit/Adafruit_SHT31

• https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library

Dies sind unabhängige Sensorbibliotheken und keine offiziellen DNUNB17-Integrationen. Bestätigen Sie vor der Verwendung die Hardwarekompatibilität, die Pinbelegung und die elektrischen Grenzen.