{"id":15,"date":"2015-11-08T19:06:49","date_gmt":"2015-11-08T19:06:49","guid":{"rendered":"http:\/\/ftl-auerbach.lima-city.de\/Hubo\/?page_id=15"},"modified":"2019-11-24T21:52:55","modified_gmt":"2019-11-24T20:52:55","slug":"hubo-hardware","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ftl-auerbach.lima-city.de\/Hubo\/hubo-hardware\/","title":{"rendered":"Hubo Hardware"},"content":{"rendered":"
\"Hubo<\/a>

Hubo Maxi inkl. Raspberry Pi im Hutschienengeh\u00e4use<\/p><\/div>\n

Hubo – die universelle IO Erweiterung f\u00fcr Raspberry Pi, Banana Pi, Orange Pi und Nano Pi
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Designziel der Hubo Hardware war es, die Schnittstellen des Raspberry Pi (und \u00e4hnlicher Hardware siehe weiter unten) dahingehend zu erweitern, da\u00df dieser direkt f\u00fcr einfache Steuerungs und Regelungsaufgaben eingesetzt werden kann. Gro\u00dfer Wert wurde dabei auf Robustheit, Modularisierung und den Formfaktor gelegt, um einem praxisgerechten Einsatz auch in nicht idealen Bedingungen gerecht zu werden. Bei den verwendeten Bauteilen handelt es sich um Standardchips, um den Betrieb unter etablierter Software (Softwarebibliotheken in Python und C, Heimautomationssoftware etc.) zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n

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\"Hubo<\/a>

Hubo Maxi 1.11 inkl. Raspberry Pi im Hutschienengeh\u00e4use<\/p><\/div>\n

Formfaktor und Robustheit<\/strong><\/p>\n

Alle Hubovarianten sind f\u00fcr den Einbau in Hutschienengeh\u00e4use vorgesehen. Die Stromversorgung erfolgt dabei idealerweise ebenfalls \u00fcber ein Hutschienennetzteil. Da die Raspberry Pi Varianten Zero, A+, B+, 2B, 3B, 3B+ und 4B direkt im Deckel des Hutschienengeh\u00e4uses verbaut werden k\u00f6nnen, erfolgt die Stromversorgung des Raspberry Pi \u00fcber den Hubo. Auf diesem Weg ist zudem sichergestellt, da\u00df es nicht zur stromm\u00e4\u00dfigen \u00dcberlastung des Pi durch den Hubo kommen kann. Die Schraubklemmen erlauben den Anschlu\u00df von Drahtst\u00e4rken bis 1,5qmm. Das Layout der Platine wurde so gestaltet, da\u00df die Funktionalit\u00e4t auch bei einem Einsatz in nichtidealen Bedingungen (mit St\u00f6rquellen belastete Umgebung, lange Leitungsl\u00e4ngen der angeschlossenen Sensoren, Schaltschr\u00e4nke…) in weiten Grenzen gew\u00e4hrleistet werden kann. Die h\u00f6heren Hardwarerevisionen besitzen zudem eine elektronische Sicherung sowie einen \u00dcberspannungsschutz f\u00fcr den 1wire Bus. Die Option Varistoren nachr\u00fcsten zu k\u00f6nnen, erlaubt einen weiteren Schutz der Relaiskontakte, z.b. beim Schalten induktiver Lasten.<\/p>\n

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Hubo Maxi 1.11 mit DS3232 RTC und 433MHz Sender<\/p><\/div>\n

Funktionalit\u00e4t<\/strong><\/p>\n

Die volle Ausbaustufe des Hubo Maxi verf\u00fcgt \u00fcber 8 analoge Eing\u00e4nge (2,5V), 8 digitale Eing\u00e4nge und 7 (8) digitale Ausg\u00e4nge. Letztere stehen als 3 (4) Transistorausg\u00e4nge mit offenem Kollektor und 4 Relaisausg\u00e4ngen zur Verf\u00fcgung. Der 1wire Bus erlaubt den Anschlu\u00df vielf\u00e4ltiger 1wire Hardware, nicht zuletzt auch der Temperatursensoren DS18x20. Weitere Schnittstellen erlauben die Nachr\u00fcstung einer DS3231-Echtzeituhr sowie eines 433MHz Funkmoduls welches u.a. auch den Betrieb von Funksteckdosen erm\u00f6glicht.<\/p>\n

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3 kaskadierte Hubos mit Raspberry Pi Zero im Hutschienengeh\u00e4use (Sensoren: DS1820, Reed-Kontakt, PIR)<\/p><\/div>\n

Modularisierung und Erweiterbarkeit<\/strong><\/p>\n

Neben den analogen und digitalen Schnittstellen verf\u00fcgt der Hubo \u00fcber einen herausgef\u00fchrten I2C-Bus, was eine Kaskadierung auf bis zu 4 Modulen erm\u00f6glicht. In dieser Ausbaustufe stehen dann insgesamt 8 analoge Eing\u00e4nge, bis zu 32\/64 digitale Eing\u00e4nge und 32\/64 digitale Ausg\u00e4nge zur Verf\u00fcgung. Die Module werden dabei entweder per Flachbandkabel oder mittels geschirmter Leitung miteinander verbunden. Da der Raspberry Pi selbst nicht \u00fcber eine Echtzeituhr verf\u00fcgt, im Bereich der Steuerungs- und Regelungstechnik ein „Bewu\u00dftsein \u00fcber die Zeit“ jedoch unerl\u00e4\u00dflich ist, besitzt der Hubo Nachr\u00fcstoptionen f\u00fcr verschiedene handels\u00fcbliche Uhrenmodule.<\/p>\n

Weitere Informationen zu den unterschiedlichen Varianten des Hubo finden Sie im Vergleich der Hardwarerevisionen<\/a>.<\/p>\n

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Hubo Opto 3.00 mit DS3232 RTC<\/p><\/div>\n

Hubo Opto – 24V AC\/DC Schnittstellen f\u00fcr Gro\u00dfprojekte<\/strong><\/p>\n

„Hubo Opto“ wurde speziell f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Projekte entwickelt, bei denen eine galvanische Trennung der Eing\u00e4nge und Ausg\u00e4nge erforderlich ist. Seine 24V Eing\u00e4nge erlauben den gemeinsamen Anschlu\u00df von Gleich- und Wechselspannungsquellen. Mittels spezieller Filter werden Eingangssignale entst\u00f6rt und Signale entprellt. Die Eing\u00e4nge und Ausg\u00e4nge sind verpolungssicher und \u00fcberspannungsfest.
\nDie M\u00f6glichkeiten der Nachr\u00fcstung handels\u00fcblicher Echtzeituhren- und Funkmodule wurde erheblich erweitert. Wie auch alle anderen Hubos verf\u00fcgt der „Hubo Opto“ \u00fcber einen 1wire- und I2C-Bus mittels dessen bis zu 8 Module hintereinandergeschaltet werden k\u00f6nnen. Somit lassen sich bis zu 64 Ein- und Ausg\u00e4nge realisieren.
\nDie elektrische und mechanische Spezifikation ist Bestandteil der technischen Dokumentation Hubos<\/a>.<\/p>\n

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\"Unterst\u00fctzte_Kleincomputer_03\"<\/a>

Auswahl einiger, f\u00fcr den Hubo getesteter Kleincomputer (Raspberry Pi, Nano Pi, Orange Pi und Banana Pi)<\/p><\/div>\n

Einer f\u00fcr alle – Kleincomputer f\u00fcr den Hubo<\/strong><\/p>\n

Wenngleich der Hubo zun\u00e4chst f\u00fcr den Raspberry Pi entwickelt wurde, so kann er ebenso f\u00fcr andere Kleincomputer wie Banana Pi, Orange Pi und Nano Pi verwendet werden. Eine \u00dcbersicht der mit dem Hubo getesteten Kleincomputer finden Sie am Ende der Seite zum Vergleich der Hardwarerevisionen<\/a>. Die Hubo-Library erlaubt eine einfache Konfiguration der Busse (I2C und SPI) f\u00fcr diesen Betrieb.<\/p>\n

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Physik und Informatik verbinden – der Bausatz f\u00fcr Schule und Ausbildungsst\u00e4tten<\/strong><\/p>\n

Hubo ist kein fertiges Ger\u00e4t, Hubo ist ein Bausatz. Bei der Entwicklung wurde R\u00fccksicht darauf genommen, da\u00df es auch Elektronikeinsteigern gelingt, den Bausatz erfolgreich zusammenzul\u00f6ten. Aus diesem Grund finden sich empfindliche Bauteile zumeist gesockelt auf dem Board bzw. wurde die Anzahl unterschiedlicher Bauteile bewu\u00dft klein gehalten, um Verwechslungen vorzubeugen. Hubos technische Dokumentation<\/a> enth\u00e4lt zudem detaillierte Hinweise zur optimalen Reihenfolge des Zusammenbaus. Mittels des vorkonfigurierten Linux-Images<\/a> l\u00e4\u00dft sich die Funktionsweise der Hardware anschlie\u00dfend einfach \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n

Hubos digitale Schnittstellen helfen dabei, das Bin\u00e4rsystem leichter zu verstehen, als es ein „trockener“ Informatikunterricht in der Regel zu vermitteln vermag. Ergebnisse bin\u00e4rer Additionen lassen sich unmittelbar \u00fcber Relais visualisieren; Z\u00e4hler vermitteln den Aufbau des Zahlensystems und verdeutlichen \u00dcbertr\u00e4ge. Analoge physikalische Gr\u00f6\u00dfen wie Lichtst\u00e4rke, Spannung, Widerstand, Leitf\u00e4higkeit u.a. k\u00f6nnen auf einfachem Weg gemessen werden. \u00dcber Widerstandsketten l\u00e4\u00dft sich praktisch erfahren, was die Theorie zur Reihenschaltung von Widerst\u00e4nden lehrt. Und, und, und… Auch erhalten die Sch\u00fcler ein Gef\u00fchl physikalischer Gr\u00f6\u00dfen und St\u00f6rgr\u00f6\u00dfen, wenn z.B. eine Lichtschranke Streulicht empf\u00e4ngt und das (analoge) Me\u00dfsignal mehr und mehr im Rauschen untergeht.<\/p>\n

Kurzum, Hubo bietet alles, angefangen beim Zusammenbau in der Nachmittags-AG \u00fcber erste kleine Programmierungen zum Bin\u00e4rsystem bis hin zu Messungen im Physikunterricht. Erstellte Programme k\u00f6nnen dann den Standard-Unterricht begleiten, um z.B. per Versuch zu belegen, da\u00df die kinetische Energie eines Pendels im niedrigsten Punkt genau dessen potentieller Energie an den Umkehrpunkten entspricht. Und pl\u00f6tzlich erkennt man, da\u00df Physik interessant ist und Informatik kein trockenes Schulfach sein mu\u00df, welches man baldm\u00f6glichst abw\u00e4hlt.<\/p>\n

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Die auf dieser Seite verwendeten Produktbezeichnungen, Namen und Warenzeichen sind Eigentum der jeweiligen Firmen.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Hubo – die universelle IO Erweiterung f\u00fcr Raspberry Pi, Banana Pi, Orange Pi und Nano Pi Designziel der Hubo Hardware war es, die Schnittstellen des Raspberry Pi (und \u00e4hnlicher Hardware siehe weiter unten) dahingehend zu erweitern, da\u00df dieser direkt f\u00fcr einfache Steuerungs und Regelungsaufgaben eingesetzt werden kann. Gro\u00dfer Wert wurde\u2026<\/p>\n

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