Hieronder een beschrijving van diverse privé projectjes uit de loop der jaren.
In 2023 deze ontworpen met een DCF
ontvanger voor synchronisatie met de exacte Middel Europese Tijd, zodat het niet meer nodig is om bij
een stroomonderbreking ze weer gelijk te zetten. Tevens worden instellingen opgeslagen in EEPROM zodat
ook die niet meer opnieuw hoeven te worden ingesteld.
De wekker (zie afbeelding rechts) heb ik voorzien van een Microchip PIC12F675 microprocessor en
een TM1637 display driver. Met 2 schakelaars en 1 drukknop kan de actuele tijd en datum of de wektijd
worden weergegeven en ingesteld, het wek-alarm in- of uitgeschakeld en de sluimertijd worden gestart.
Met een draaiknopje kan het volume van de wektoon worden geregeld. LED's geven aan of de wekker aan
staat en of het zomertijd is. De helderheid van display en LED's worden automatisch in 8 gradaties
aangepast aan het omgevingslicht. De afmetingen zijn 66 x 66 x 33 mm en het gemiddelde energiegebruik
is slechts 125 mW dat wordt gevoed met een standaard USB adapter.
De schakelklok (zie links) heb ik voorzien van een Microchip PIC16F688 microprocessor en een
2 x 16 character LCD display. Met de vier drukknoppen kunnen alle instellingen worden gedaan. Een
externe USB voedings-adapter bevat tevens de solid-state schakelaar voor de 230 V ruimteverlichting.
Het paneeltje meet 8 x 8,5 x 1,5 cm en heeft een gemiddeld energiegebruik van 100mW.
Als bezitter van een nog steeds werkende antieke Marconi radio uit 1935, zag ik tot mijn leedwezen alle publieke zenders daarop verdwijnen. Om toch deze nostalgie weer tot leven te wekken, besloot ik eind 2019 zelf een MG-zendertje te bouwen. Na wat speurwerk op het internet, was het ontwerp van een laag vermogen zender snel bedacht, waarbij o.a. het 'la pico' ontwerp van Gyula Kiss (te vinden op de site van NVHR) mij het meest aanstond. Als antenne wilde ik een 70 cm sprietje gebruiken, die ik in mijn verzameling vond. Dat bleek minder eenvoudig dan verwacht, want een antenne voor de MG zou eigenlijk ±75 meter lang moeten zijn voor een staande golf van ¼λ. Om met deze korte antenne toch voldoende energie te kunnen produceren, moest er een extra spoel tussen komen. Een potkern in mijn verzameling leek hiervoor bruikbaar en heb die vol gewikkeld met IBM wrapdraad. Het resultaat was niet geweldig, maar met wat afregelen kwam er een bruikbaar signaal uit. Hoewel de reikwijdte beperkt is, is mijn doel hiermee toch bereikt. Hiernaast het door mij geknutselde printplaatje (2,5 x 4 cm), waarbij ik gebruik maakte van enkele spoelen uit een oude gesloopte draagbare radio en enkele aanpassingen in het schema t.o.v. het 'la pico' ontwerp. Tevens bevat het een gestabiliseerde voeding, zodat het met een simpele netadapter kan werken. De potkern is buiten dit printje dicht bij de antenne gemonteerd.
Geïnspireerd door de indrukwekkende mogelijkheden en de belachelijk lage prijs (€1,20) van moderne Microchip microprocessors, bedacht ik begin 2019 deze toepassing voor mijn voordeurslot. Links een foto van een Maxim Smart iButton sleutel en rechts het gemaakte printje hiervoor. Hiermee kan aan maximaal 7 sleutelbezitters toegang worden verleend. Elke sleutel bevat een 8-byte uniek serienummer, welke gelezen wordt door de software. In het EBTtje (zie schema) heb ik een 8-pins PIC12F629 gebruikt dat via een relais een electrisch deurslot kan activeren. Het 432 instructies tellende programma heb ik geschreven in Assembler. Led's geven aan welke sleutel er aangeboden wordt en de groene led geeft aan dat er toegang wordt verleend. Met het drukknopje kan een sleutel worden toegevoegd of verwijderd uit de lijst van bevoegden in EEPROM. Links onderaan is de aansluiting voor de DS9092L lees-probe, welke een rode led bevat die oplicht als de aangeboden sleutel toegang wordt geweigerd. Midden onderaan is de slotaansluiting en middels de terminals rechts onderaan wordt de schakeling gevoed uit de 6 Volt deur-intercom trafo. Het eigen verbruik in rust is ongeveer 2 mW. De iButtons kosten € 1,45 per stuk, de lees-probe € 4,95 en aan overige onderdelen slechts € 10,-. In 2022 heb ik bij JLCPCB in China voor € 2,- een mooie professionele dubbelzijdig printplaatje hiervoor laten maken. Alles bij elkaar een investering van nog geen € 20,- en heel veel tijd.
Voor het schrijven van flash geheugen in Microchip PIC microprocessors wilde ik de Windows of Linux
PIC-programmer gebruiken. Dit fraaie
freeware programma kan via de LPT of COM poort van de PC communiceren met een groot aantal van deze
microprocessors. Op de site van deze programmer staan al een aantal hardware interfaces beschreven,
maar eigenwijs als ik ben, wilde ik hiervoor een eigen ontwerp maken.
In 2024 heb ik beide interfaces drastisch verbeterd en
van een professionele.print voorzien. Links is mijn ontwerp uit 2018 voor de LPT-poort, dat zowel high-
als low-voltage typen kan programmeren en een regelbare externe voeding nodig heeft. Rechts is dat uit
2024 voor de COM-poort waarmee alleen high-voltage typen geprogrammeerd kunnen worden, maar geen
externe voeding nodig heeft.
In 2011 een vervanger van de NKF-OK485 gemaakt voor mijn zonnepanelen. Wel natuurlijk met een eigen ontwerp (zie links), want dat kan ik niet laten. Het geheel ondergebracht in een KPN aansluitdoosje met een DB9 voor de RS232 en een RJ11 voor de RS485 aansluiting. De interface adapter wordt gevoedt via de RS232 en heeft geen aparte voeding nodig.
In 2005 heb ik deze schakelklok (schema) gemaakt
om de verlichting in mijn woonkamer, ook tijdens afwezigheid, op de gebruikelijke tijd aan- en uit te
laten schakelen. De klok heeft een cyclus van 4 jaar, waarin schrikkeljaren, zomer- en wintertijd
automatisch worden gecorrigeerd. Per dag heeft het 4 schakeltijden, 2 tijden (aan en uit) schuiven
automatisch volgens de tijd van zon-op en -ondergang en 2 tijden (aan en uit) kunnen naar keuze worden
ingesteld op een vast tijdstip.
Door
in mijn woonkamer elk dubbel stopkontakt voor de helft met de schakeldraad te verbinden, kan de klok
via één stopkontakt alle lampen in de woonkamer bedienen.
Als processor heb ik hier
weer een Microchip PIC16C55 voor gebruikt, die gesynchroniseerd wordt met de 50Hz net-frequentie. Het
programma is geschreven in Assembler en paste na veel gepuzzel precies in het 512 byte EPROM. Het
eigen opgenomen vermogen is 1/4W en kan tot 700W schakelen.
In 2019 heb ik de schakelklok voorzien van de modernere PIC16F57, welke pin compatible is met de PIC16C55, maar een flashgeheugen heeft van 2 kB. Het programma heb ik herschreven waarbij de schakeltijden met een nauwkeuriger resolutie werken. Bovendien heb ik er functionaliteit aan toe gevoegd om o.a. de lengte- en breedtegraad te kunnen variëren.
Ter 'lering ende vermaek' heb ik in 2003 voor de kinderen op school dit apparaatje gemaakt. Het illustreert hoe een computer in het binaire stelsel met nullen en éénen ofwel schakelaar uit en aan rekent. Dit frutsel kan twee getallen van 4 bits bij elkaar optellen of van elkaar aftrekken. De twee getallen kunnen met schakelaartjes worden ingesteld en de uitkomst verschijnt in de ledjes. Inwendig voorzien van een paar CMOS chips en een batterij kan het zelfstandig zijn magie vertonen.
Bij gastlessen aan basisschoolkinderen in groep 8 over andere getalstelsels dan het tientallige gebruikte ik o.a. dit apparaatje. Ik vertelde daarbij ook iets over de werking van de computer om zo de begrippen 'bit', 'Byte', 'Hz', en de voorvoegsels Mega, Giga, Tera, enz. uit te leggen die ze natuurlijk allemaal wel kenden en waarschijnlijk zelfs gebruikten, maar niet wisten wat ze betekenen.
Eenvoudig frutsel uit 2002 om een netwerk kabelverbinding te controleren op open, kortgesloten of verkeerde verbindingen d.m.v. groene en rode leds. De schakelaars zijn voor test varianten om alle mogelijke defecten te kunnen vinden. Later er nog een aan toegevoegd om PoE verbindingen te controleren. Het heeft zijn nut bewezen bij mijn pro-deo werk op school.
Deze stopwatch heb ik ontworpen in 1997 voor toepassing bij kanowedstrijden. Hij kan van max. 4 overlappende
wedstrijden tot 20 finish tijden registreren. Aangesloten op een luidspreker produceert hij tevens het
finish signaal. Dit apparaat werkt met een Intel 8741
microprocessor met 1kB EPROM en 64 Byte RAM en is voorzien van een Seiko M1632 LCD display. Hij werkt
enkele uren op 4 oplaadbare NiCd of NiMH batterijen. Het programma is geschreven in assembler.
In 2023 heb ik de 8741 processor vervangen door een Microchip PIC16F688 om de gebruiksduur te verlengen.
Met de 8741 was het stroomverbruik ca.90mA, maar met de PIC16F688 slechts 2,5 mA. Het ontwerp is wat
versobert door de print functie en de versterker te verwijderen. Dit ontwerp kan van 3 overlappende
wedstrijden 21 finish tijden registreren. De finish tijden worden opgeslagen in EEPROM, zodat ook bij
uitschakelen deze bewaard blijven. Voor het finish signaal kan hij aangesloten worden op een megafoon.
Tevens een extra functie er aan toegevoegd om er frequenties (tot ca. 20MHz) mee te kunnen meten.
Ter gelegenheid van het 25 jarig jubileum in 1994 van een collega heb ik, samen met een andere collega Koen,
deze bijzondere klok voor hem gemaakt. Gebaseerd op de vormgeving van het oude
IBM System/360
bedieningspaneel, is het voorzien van 17 lampjes als binair word plus parity (let op de vreemde bit
nummering, die alleen bij IBM normaal was). De 4 groepen van 4 leds geven echter de tijd (HH:MM) in
Binary-Coded-Decimal notatie en het z.g. parity ledje blinkt per seconde. Alleen
computernerds kunnen op zo'n klok de tijd lezen. Met de drukknop kan de klok gelijk gezet worden. Bij
het inschakelen klinkt bovendien het 'Lang zal hij leven!', maar daarna beperkt het geluid zich tot
piepjes op de hele uren. De klok synchroniseert op de 50Hz wisselspanning van de netadapter.
Het brein van de klok is een Microchip PIC16C55 micropocessor.
Terwijl Koen zich bezig hield met de
vormgeving, heb ik de software voor mijn rekening genomen. Al spoedig bleek dat er nog genoeg ruimte in
het 512 byte EPROM over bleef, waardoor ik het plan kreeg om er een geluid vorziening aan toe te
voegen. Dat zou de jubilaris, die ook muzikaal begiftigd is, toch zeker moeten aanspreken.
In 1986 heb ik voor mijn neef, musicus van beroep, een MIDI interface ontworpen en ingebouwd in zijn Hammond
X5 orgel. Deze bleek nog een ongebruikte toets kontakt-rail te bezitten op beide manualen, waar ik
gebruik van kon maken. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) biedt o.a. de mogelijkheid
toetsaanslagen te communiceren naar een ander instrument. In dit geval kon het orgel uitgebreid worden
met instrumenten van een hierop aangesloten keyboard of syntesizer.
Dit ontwerp werdt met een 4MHz Motorola MC6803 microcontroler
bestuurd, waarvoor ik ook de software ontwierp en schreef in assembler. De MC6803 (=MC6801 zonder interne
ROM) is een 40-pins 8-bit processor met op de chip tevens 128B RAM, clock cicuit, timer, UART en 10 I/O
poorten. Het minder dan 1kB programma is ondergebracht in een 2kB EPROM type 2716.
Gebaseerd op dit ontwerp
heb ik later nog enkele MIDI interfaces gemaakt voor andere orgels en zelfs voor een Elkavox accordeon.
Rond 1980 kwam mijn broer met het verzoek om een antieke telefoon (zie afbeelding) geschikt te maken voor gebruik op het telefoonnet. Dit inductor-type toestel stamt namelijk uit het begin van de 20e eeuw en was het z.g. lokaal batterijsysteem nog in gebruik. Sinds de automatisering van de telefonie is kort na de oorlog echter het centraal batterijsysteem gekomen, waarbij de toestellen geen batterij meer nodig hadden en voorzien waren van een kiesschijf. Met een oude nikkelen kiesschijf en een aangepast binnenwerk heb ik dit toestel bruikbaar gemaakt voor het telefoonnetwerk. De oorspronkeleke staat heb ik zo veel mogelijk behouden. Later heb nog enkele soorgelijke toestellen omgebouwd.
Rond 1975 vroeg mijn broer of ik een intercom kon maken om de afstand van zijn winkel naar de bakkerij te overbruggen. Ik had nog een afgedankte intercom met 2 telefoons, maar dat bleek niet praktisch. Vanuit de bakkerij moest namelijk handsfree gecommuniceert kunnen worden. Daarom een kleine versterker met luidspreker en microfoon geknutseld waarmee met de telefoon kon worden gecommuniceerd. Dit voldeed naar wens.
Een knutselwerk uit ±1972, toen alle te koop zijnde wekkers nog luidruchtig tikten en rinkelend afliepen. Hij verricht nog steeds trouwe dienst naast mijn bed. Hij is gemaakte rond een Archer MOS/LSI chip (=Mostek MK50252N), die ik bij Radio Shack in Zaandam kocht. De bediening is met een 3-standen toggle-switch, 3 drukknoppen en een duimwieltje waarmee het wekvolume kan worden geregeld. Een lichtsensor dimt het display in het donker.
Radio ontvangst op de MG band biedt geen HiFi, omdat zenders slechts een bandbreedte zijn toebedeeld van 9 kHz, waardoor het frequentiebereik beperkt blijft tot 4,5 kHz. Sinds 1954 wordt er ook uitgezonden op de FM band van 87,5-108 MHz met een bandbreedte van 50 kHz. Hiermee is niet alleen HiFi kwaliteit (tot 15 kHz) mogelijk, maar tevens 2 kanaals stereo. Ik stopte daarom mijn pogingen voor een superhetrodyne AM-radio maar en richtte mijn doel op FM stereo met transistors. Eind jaren 60 bouwde ik zodoende een transistor HiFi stereo versterker op een chassis dat op uitbreiding berekend was. Daar bouwde ik een paar Karlson luidsprekerboxen bij met de 12" 10 W 8 Ω dubbelkonus Philips 9710-M (zie afbeelding), waar hoog over werd geroemd onder audiofielen in die tijd. Later heb ik, tijdens mijn stage bij IBM, hier nog metingen aan gedaan in de 'dode kamer' om een objectief beeld te krijgen van zijn acoustische karakteristiek. Een stereo FM tuner bleek als inbouwmodule te koop voor een schappelijke prijs en heb die er later aan toegevoegd. Een lastig probleem bleef echter de afstemschaal, waardoor de bediening mij uiteindelijk niet beviel. Het geluid was echter uitsteekend en heb er ruim 10 jaar luisterplezier aan beleefd.
Al jaren speelde dit verlangen door mijn hoofd, maar de hoge kosten hadden mij er steeds van weerhouden. In
1965 kon ik van een klasgenoot echter een motortje voor een modelvliegtuigje overnemen. Daarop besloot
ik om te beginnen met de bouw van een 6 kanaals 27MHz ontvanger. Voor transistors was dat in die tijd al
net mogelijk en een schema had ik in een Radio Bulletin gevonden. Alles moest superlicht zijn en relays
maakte ik zelf van read-kontakten met een spoeltje gewikkeld om een rietje. De ontvanger was met een
OC170 en een stel OC71 en OC72's. De kanalen waren toon-gemoduleerd en middels RC-filters gescheiden.
Toen kwam de zender aan de beurt. Een OC122 met een 27MHz kristal zou dat moeten presteren. Helaas is
het mij niet gelukt om dit werkend te krijgen. Hiernaast nog wat reliquien hiervan.
De elektronicaleraar op school zei al dat "Als je een versterker bouwt, wordt het een oscillator en
een oscillator wordt een versterker". Dit project is toen dus gestrand door gebrek aan meetinstrumenten,
kennis, de beperkingen van de toenmalige techniek, maar ook vanwege de kosten en gezond verstand. Ik
moest er echt niet aan denken dat zo'n kostbaar vliegtuigje vermoedelijk bij de eerste onervaren vlucht
al zou kunnen crashen. Leerzaam was het echter wel, dus op naar de volgende uitdaging.
Voor experimenten is een regelbare voeding erg handig, maar ook duur, dus heb ik die eveneens maar zelf gemaakt. Instelbaar tot 15 Volt en tot 2 Ampère. De transformator heb ik zelf gewikkeld, waarbij ik geölied isolatiepapier gebruikte uit een oude kapotte auto-bobine. De behuizing heb ik weer op school (HTS 1964) gemaakt als werkstuk. Later heb ik het schema aangepast met modernere, betere transistors.
In 1961 vroeg mijn broer of ik voor hem een radio of versterker kon bouwen voor zijn in de maak zijnde wandmeubel. Ik voelde dat een radio nog te hoog gegrepen was voor mij, vooral de afstemschaal is voor een amateur ondoenlijk, maar een versterker moest wel mogelijk zijn. Stereo was toen nog niet aan de orde en transistors waren nog te licht voor een goede versterker, dus werd het een buizenversterker. Het ontwerp was toen tamelijk algemeen. Het bestond uit de buizen ECC83, EL84 en EZ82. Hij heeft er vele jaren plezier van gehad in zijn wandmeubel met platenspeler. Later heb ik nog zo'n versterker voor een andere broer gemaakt.
Voor het afstellen van de meng- en middenfrequentietrappen van een hetrodyne ontvanger bleek een meetzender onontbeerlijk. Zo'n instrument was echter te kostbaar voor mijn krappe beurs, zodat ik op zoek ging naar een schema voor zelfbouw. Uiteindelijk vond ik een schema met slechts twee transistors. De schakeling was opgebouwd rond de Philips PP11 spoel met een OC44 voor de HF kring en een LF mini-trafo met een OC72 voor de modulatie-oscillator van 1,5 kHz. Op school (UTS in 1960) had ik als praktijkwerkstuk een metalen behuizing gemaakt, die hiervoor perfect te gebruiken was. Hiernaast een foto van dit maaksel. Helaas bleek hij slechts te werken tot ±1MHz, vermoedelijk door de hoge parasitaire capaciteit van de OC44. Hoewel eenvoudig van ontwerp en ondanks de genoemde beperking, heeft hij mij toch veel nuttig dienst bewezen. Ik repareerde geregeld radio's voor familie en kennisen, waarbij hij soms te pas kwam. Hiernaast een actiefoto uit 1961 van mij aan het bureau van mijn vader.
Na de nodige mislukkingen in de bouw van een superhetrodyne ontvanger, besloot ik weer te beginnen bij af. Een kristalontvanger gaf me uiteindelijk weer vertrouwen, maar dan een balans versie (push-pull principe). Met een meters lange antenne en een goede aarde was de ontvangst (in Rijswijk) uitstekend. Toevallig had ik nog een oude kapotte hoog-ohmige naald-luidspreker, die ik kon repareren door een nieuwe conus te maken van dik tekenpapier. Na aansluiting op de kristalontvanger bleek deze een acceptabel volume op kamersterkte te produceren. En dat zonder batterijen!
Mijn eerste kennimaking met electronica was in 1957, toen ik op mijn 13de deze bouwdoos kreeg voor mijn
verjaardag. Voor de prijs van ƒ27,50 werd deze 2 transistor radio bouwdoos Pionier II indertijd
verkocht, die zonder soldeerbout gebouwd kon worden. Gevoedt door een 1,5V batterij en een lange draad
als antenne konden dan de sterkste middengolf zenders met een kristal-oortelefoon beluisterd worden.
De verpakkingsdoos deed tevens dienst als behuizing (zie afbeelding, bron: hupse.eu). Na veel
gepruts heb ik hem in elkaar gekregen, waarbij de grootste uitdaging het wikkelen van de spoel voor de
ferriet staaf was. Na dit succes had electronica definitief mijn belangstelling gewekt.
Later de uitbeidingset Pionier IIA aangeschaft, dat een OC14 transistor met 150 Ohm luidsprekertje
toevoegde. Dit gaf echter minder voldoening omdat die gevoed moest worden met een duurdere 4,5V batterij,
die al snel uitgeput raakte en ik mij de aanschaf van telkens nieuwe batterijen niet kon veroorloven
van mijn zakgeld.
Wel had ik vrij snel als gereedschap een ERSI 30W soldeerbout en een Casio universeelmeter gekocht,
die relatief goodkoop waren, maar toch een rib uit mijn lijf betekenden. Onderdelen sloopte ik uit
oude afgedankte apparaten of kreeg ze van andere meer gefortuneerde hobbyisten. Een belangrijke bron
van inspiratie bood toen o.a. Radio Buletin en de Elektronisch Jaarboekjes van de Muiderkring.