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Meine 3 sinnvollsten Mods für meinen 3D Drucker Prusa MK3s

2020-01-03T01:00:00-06:00

Was habe ich mit meinem 3D Drucker gemacht, um ihn noch sinnvoller zu machen?

In diesem Beitrag sage ich dir, was ich an meinem 3D Drucker (Prusa MK3s) gemoddet habe und wie sinnvoll es wirklich ist. Dabei haben sich 3 Dinge als besonders sinnvoll heraus kristallisiert:

Octoprint
Webcam
Druckbett manuell ausgleichen

Also immer schön der Reihe nach oder einfach hier erstmal als Video:

Mod 1: Octopi / Octoprint

Wer hantiert schon gerne mit SD-Speicherkarten rum, wenn man auch über ein Webinterface alles steuern kann? Es ist also, denke ich, fast schon Pflicht, einen Raspberry PI an den Drucker anzuschließen. Ich habe einen PI3 verwendet und habe darauf Octoprint installiert.

Octoprint ist dabei die Software, die alles steuert. Das fertige Image für die SD Karte, was man einfach runterladen kann, heißt dann Octopi. Es gibt auch viele gute Plugins, schau da auf jeden Fall mal vorbei, wenn dein Octoprint läuft!

Was ist OctoPrint?

Octoprint Web-UI

Octoprint erlaubt es einem über ein Webinterface den Drucker zu steuern. Natürlich kann man eine GCODE-Datei dort hochladen und den Druck starten sowie den Druckfortschritt beobachten. Man kann darüber hinaus auch viele weitere Dinge tun. Man kann eine Webcam anbringen und so den Druck aus der Ferne überwachen, dazu später mehr. Man kann alle Achsen bewegen und auch das Heizen von Bett und Druckkopf starten. Das erlaubt einem ein einfaches Reinigen usw. Es gibt eine eingebaute GCODE-Analyse um sehen zu können, wie die Layer gedruckt aussehen sollen, so konnte ich vor kurzem z.B. auf diese Weise feststellen, dass was für mich erst wie ein Fehler beim Drucken aussah tatsächlich schon ein Fehler im Modell war, der bis zum Druck unbemerkt blieb.

Unordnung mit vielen fliegenden Kabeln

Wenn man das jetzt gemacht hat, hat man ein Stromkabel am Drucker, ein Stromkabel zum PI, ein USB-Kabel zwischen PI und Drucker und ggf. ein USB Kabel für die Webcam. Das sieht dann durchaus schnell richtig unordentlich aus und ich musste mich dem annehmen. Denn der Drucker soll ja nicht für immer provisorisch aufgestellt wirken. Mir ist es lieber, wenn es nach einer Einheit aussieht.

PI Gehäuse am Drucker!

Naja und wie wird es eine Einheit? in dem der PI am Drucker direkt untergebracht wird! Ich habe ein gutes Gehäuse gefunden für den PI3 (oder PI4) welches direkt am Drucker angebracht wird.

Drucker mit dem PI-Case: Alles schön aufgeräumt.

Ich hatte einige Probleme damit, dass eine Seite sich beim Drucken ständig verformt hat, so hatte ich das Gehäuse mehrfach gedruckt. Im Video siehst du, wie ich zwischendurch auch einige Löcher im Gehäuse in Blender schließe, da ich sie nicht brauche.

Gehäusebestückung, Lüfter, Spannungsversorgung

Das Gehäuse ist so gemacht, dass ein 40mm Lüfter angebracht werden kann. Ich benutze hier einen Noctua-Lüfter für 5V⭐, den kann man direkt an den GPIO Pins des PIs anschließen und der hält den PI dann schön kühl. Gerade wenn man einen PI4 verwendet ist das wichtig. Leistungsmäßig ist der PI3 aber vollkommen ausreichen für Octoprint. Ich hatte einen PI4 probiert, hab dann aber wieder nur einen PI3 in Verwendung, es reicht einfach aus.

Um dann noch die seperate Stromversorgung los zu werden, habe ich in dem Gehäuse auch noch einen Step-Down Spannungsregler⭐ untergebracht.

Step down Regler LM2596 auf Holz 🔥

Den Strom hole ich mir vom Drucker direkt und schleife ein Kabel durch das Druckermainboard durch. Es ist ziemlich fummelig, muss man halt entscheiden, ob man das machen will. Den Spannungsregler habe ich dann so eingestellt, dass er aus den 24V verlässlich 5V macht und habe dann den Ausgang ebenfalls mit den richtigen GPIOs des PIs verbunden. Es gibt verschiedene Diskussionen darüber, ob es gut und richtig ist, den PI durch den GPIO mit Strom zu versorgen. (Welcher GPIO Pin macht was beim PI?) Ich kann dazu nur sagen, ich hab es gemacht und seit dem auch schon 20 oder 30 Stunden Dinge gedruckt und es läuft stabil bisher. Der PI überlebt übrigens das Auslösen der Powerpanic-Funktion des Druckers, was ich mir nicht erklären kann. Er bootet jedenfalls nicht neu sondern läuft einfach weiter.

Dann habe ich noch ein super kurzes USB-Kabel⭐ für die Verbindung von Drucker und PI gekauft und jetzt sieht es echt richtig aufgeräumt auf.

Mod 2: Webcam für den Drucker

Also muss ich viel schreiben, warum eine Webcam sinnvoll ist? Selbst wenn man zu Hause ist, während der Drucker druckt, sitzt man ja nicht die ganze Zeit daneben.

Die Webcam hat hier alles im Blick

Ich kann jetzt immer einfach das Handy zücken und mal kurz nachsehen, ob noch alles gut aussieht. Octoprint unterstützt super viele Webcams, besonders beliebt scheinen aber die Logitech C270, die Logitech C920 und die originale PI Cam zu sein. Ich habe eine Logitech C920⭐ gekauft und dafür hat jemand einen Arm designed, welcher direkt mit der X-Achse des Druckers hoch und runter fährt. So hat man gerade den Druckkopf immer im Blick, egal wie hoch der Druck ist.

Befestigung direkt an der X-Achse

Nachdem man diesem Arm gedruckt hat, wird er mit einer Schraube aus den Spare-Parts des MK3s direkt an dem einen Steppermotor befestigt. Der Arm hat sogar Vorbereitungen für Kabelbinder zum befestigen des Kabels der Webcam.

C920 zerlegen und anbauen

Einzig die Webcam muss man etwas zerlegen. Hier braucht man einen sehr kleinen Schraubenzieher und etwas Geduld, dann kann man aber den zusätzlichen Standfuß der Webcam abschrauben und das Ergebnis ist super slim.

Mod 3: Manueller Bettausgleich

Der Prusa MK3s hat eigentlich einen Sensor mit dem er den Abstand zwischen Druckkopf und Druckbett misst und Unebenheiten in der Software ausgleicht. In der Theorie klingt das nett, aber ich habe beim Drucken durchaus massive Unterschiede bemerkt zwischen der linken und der rechten Hälfte des Druckbetts.

Problem?

Octoprint hat hier das Plugin Bed Level Visualizer, welches die Messwerte des Druckers visualisieren kann und da kann man dann feststellen, dass der Abstand bei mir zwischen dem tiefsten und dem höchsten Punkt 0,5mm ist.

Druckbettvisualisierung vor Umbau

Das klingt im normalen Leben nach nichts, wenn aber eine Druckebene nur 0,15mm hat, ist das ein Unterschied von 3 bis 4 Druckebenen! Das Problem ist nun, dass der Prusa MK3s keine manuellen Einstellmöglichkeinten vorsieht.

Lösung mit 8 Schrauben und Guide

Aber natürlich hat das schon jemand im Internet gelöst und einen richtig guten Guide geschrieben. Man benötigt 8 Sicherungsmuttern⭐, die man unter das Heizbett schraubt und ersetzt damit die original Abstandshalterhülsen.

Schraube mit Mutter hält das Heizbett statt eine Abstandshülse.

Nun ist man in der Lage durch drehen der Schrauben die Höhe des Betts sehr genau einzustellen. Es gibt hier wieder ein Octoprintplugin “Prusa Leveling Guide”, welches einem sogar anzeigen kann, wie weit man jede einzelne Schraube genau drehen muss.

Wie weit man drehen muss sieht man direkt in Grad!

So war es mir möglich, das Bett viel viel flacher zu bekommen und das habe ich gleich beim nächsten Druck sofort gemerkt. Jetzt ist das ganze Druckbett super und nicht nur eine Teilfläche! Der Mod hat vielleicht eine halbe Stunde gekostet und war die Zeit definitiv wert.

Druckbettvisualisierung nach Umbau (Auf Achsenbeschriftung achten!)

…und jetzt: Happy 3D Printing!

Kaffeemaschine verbessern mit dem 3D Drucker

2020-01-03T01:00:00-06:00

3D Drucker sinnvoll einsetzen

Ich hab seit kurzen einen 3D Drucker und mir schon länger gesagt, wenn ich mal einen habe, dann modifiziere ich die Kaffeemaschine! Ich habe den Philips HD8829/01 3000 Serie Kaffeevollautomat⭐. Kurzgesagt ist es einfach so, dass nicht genug Bohnen in Bohnenfach passen und die Maschine auch ständig einige Bohnen verschwendet, wenn sie gerade leer werden. Das hat mich genervt, also habe ich angefangen einen Aufsatz zu designen, wie man das Fach nach oben vergrößern kann.

die ganze Geschichte gibt es auch im Video

Designprozess

Ich habe mit Blender designed, weil ich es auch durch einige 3D Animationen zuletzt sehr gut kennen gelernt habe und ich das Wissen so nochmal anwenden kann. Ich habe mir auch Fusion360 angesehen, Blender war für mich und jetzt gerade aber einfach die bessere Wahl.

Ich habe ein Referenzfoto gemacht mit dem Deckel und einem Lineal, so dass ich dieses Bild in Blender exakt hinskalieren konnte.

Referenzfoto

Das habe ich mit einen Curve-Objekt dann in Blender nachgemalt. Einmal die Innenseite und einmal die Außenseite. Das hab ich dann jeweils in ein Mesh gewandelt, in Z-Richtung ein Stück extrudiert und mit dem Solidify-Modifier eine Dicke gegeben. Damit hatte ich dann im Prinzip die Vorlage, wie die Verlängerung unten und oben jeweils aussehen muss.

Ein kurzes Verlängerungsstück

Dann habe ich viel zu lange gebraucht, um beide Teile in einer Weise zu verbinden, dass es schön aussieht und auch ohne Supports mit einem 3d Drucker druckbar ist:

Verbundene Verlängerungsstücke

und vonausgehende von dort musste ich es nur noch nach oben in Z-Richtung an der richtigen Stelle zerren. Im Laufe der Fehldrucke (siehe Video…) ist mir auch aufgefallen, dass ich den Bereich um diese Klappe durch eine Art Schornstein auslassen will. Außerdem wollte ich den vorderen Teil nicht ungenutzt lassen und habe eine “Rutsche” designed, wo die Bohnen runter rutschen können und so auch von dort im Mahlwerk enden. Abschließend sah das dann nach nur gut 15h Designphase etwa so aus:

Designergebnis #1

Designergebnis #2

Fertiges Ergebnis

Das fertige Ergebnis ist (nach einigen Fehlversuchen) recht gut geworden. Ich habe später noch Magneten rein geklebt, dass die schwarzen Klappen nicht zu weit auf stehen und dass die Klappe für den Wassertank auf bleibt, wenn man sie öffnet.

Realer Aufsatz auf der Kaffeemaschine

Aufsatz gefüllt mit Bohnen

Frische Klappe auf dem Aufsatz

Download

Ich habe ein Github Repository erstellt, was die STL-Dateien und die ursprüngliche Blenderdatei enthält. Bei den STLs ist die erste das eigentliche Objekt und das zweite ist ein Supportblocker. Der Mittelteil muss bis zu den ersten paar mm mit Supports gedruckt werden, aber weiter oben geht alles ohne Supports. Die Dateien findest du im Github Repository “fabsenet/3d-kaffee-extension” oder bei Thingiverse.

Zigbee2MQTT ersetzt alle Gateways

2019-11-20T11:00:00-06:00

Ja zu Zigbee, aber Nein zu Bridges!

Zigbee an sich ist ja ein Funkstandard, der sich offensicht zunehmend im Smarthome durchsetzt. Ich selbst besitze bisher nur ein Ikea Floalt, was ich bisher im Standalonebetrieb mit der Fernbedienung genutzt hatte. Zigbee reagiert schnell, geht natürlich durch Wände, scheint aber viel stromsparender als WLAN zu sein. Die Fernbedienung geht schon ziemlich lange mit ihrer ersten Batterie.

Was bisher geschah…

Ich habe im ersten Post/Video ein Smarthome basierend auf Node-Red und Mosquitto auf einem Raspberry PI eingerichtet.
Dann hatte ich gezeigt, wie ich damit meine WLAN-Steckdosen von TP-Link steuere.

zigbee2mqtt übernimmt die Macht!

Ich habe mir einen kleinen Funktransmitter⭐ für zigbee gekauft für meinen Raspberry PI. Der ist in dem Sinne besonders, dass er die nötige Firmwareänderung schon fertig geflasht hatte, man spart sich hier also viel Aufwand.

Man steckt den Stick in den PI, installiert und konfiguriert zigbee2mqtt auf Basis der Schritt-für-Schritt-Anleitung, paart die zigbee-Geräte und dann kann Node-Red direkt über mqtt mit zigbee Geräten sprechen.

…oder du schaust einfach das Video

Diese Lösung ist günstiger und flexibler als gekaufte Bridges und unterstützt massig zigbee-Hardware (aktuell 450 Geräte von 93 Herstellern!!!). Ich schätze mal, es unterstützt jegliches zigbee-Gerät? Das Video soll die Motivation dafür rüberbringen, daher empfehle ich es dir sehr:

sonst nix?

Dieser Beitrag endet hier schon. 😶

Kasa TP-Link WLAN-Steckdose in Node-Red verwenden

2019-10-30T12:00:00-05:00

Endlich die TP-Link WLAN Steckdosen ohne App steuern!

Ich habe ja im Letzten Post beschrieben, wie ich auf einem Raspberry PI mein Smarthome mit Node-Red eingerichtet habe. Nun will ich das ja auch nutzen und ich will mit meinen WLAN Steckdosen von TP-Link anfangen. Ich habe von den normalen Wlan-Steckdosen von TP-Link⭐ glaube ich mittlerweile schon ca. zehn Stück. Ich habe außerdem eine weitere Steckdose von TP-Link⭐, die auch den Stromverbrauch messen kann. Wie man die Steckdosen mit Node-Red verwendet, erfährst du hier in diesem Artikel.

…oder du schaust einfach das Video

Installation des Node-Red Addons

Du startest auf der Weboberfläche deiner Node-Red-Instanz (bei mir ist es z.B. http://smarthome:1880) und klickst oben rechts auf das Hamburgermenü und dann auf Palette verwalten:

Node-Red: Palette verwalten

Im sich öffnenden Menü, geht man auf den Reiter installieren und benutzt dann die Suche, um das Paket mit dem Namen node-red-contrib-tplink-iot zu finden und mit einem weiteren Klick zu installieren. Achtung, bei mir hat das Installieren durchaus ca. 2 Minuten gedauert, ohne dass sich im Benutzerinterface in der Zeit irgendwas großartig getan hat.

Node-Red: Paket node-red-contrib-tplink-iot installieren

Wenn man die Installation abgeschlossen hat, hat man in der Nodes-Palette zwei neue Nodes:

Nodes des Addons node-red-contrib-tplink-iot

Nötige Vorbereitungen

Die WLAN-Steckdosen müssen mittels der normalen KASA App (Google Play Store; gibt bestimmt auch was für Apple) von TP-Link in das eigene WLAN gebracht werden. Falls man das ohne die App hinbekommen kann, lass es mich gerne wissen! Anschließend brauchst du die IP-Adresse, die die Steckdose erhalten hat.

Die neuen Nodes verwenden

Um auszuprobieren, was die neue Smart plug Node so kann, habe ich einen eigentlich ganz einfachen Flow gemacht. Es gibt viele verschiedene Inject Nodes, die alle in die Smart Plug Node laufen und die dann einfach mit einer Debug-Node die Ausgaben in der Debugausgabe ausgibt, so dass man die sich ansehen kann:

Smart Plug Node ausprobiert.

Das Schalten der Steckdose ist das Einfachste, man benötigt lediglich eine Nachricht mit dem Payload true oder false (boolean!).

Alle anderen Kommandos sind vom Typ string und geben ein Wort an, was man machen möchte. Sinnvoll ist hier getInfo. Man bekommt eine Antwort, die den aktuellen Zustand der Steckdose umfasst:

{
    "sw_ver": "1.5.4 Build 180815 Rel.121440",
    "hw_ver": "2.0",
    "type": "IOT.SMARTPLUGSWITCH",
    "model": "HS110(EU)",
    "mac": "98:DA:...",
    "dev_name": "Smart Wi-Fi Plug With Energy Monitoring",
    "alias": "messdose",
    "relay_state": 1, //Schaltzustand (1 ist an)
    "on_time": 3, // wie lange es an ist in Sekunden
    "active_mode": "none",
    "feature": "TIM:ENE",
    "updating": 0,
    "icon_hash": "",
    "rssi": -63,
    "led_off": 0,
    "longitude_i": 99123, //irgendwoher hat er meine Koordinaten?
    "latitude_i": 5312345, //???
    "timestamp": "2019-10-25T16:10:47+01:00"
}

Diese Antwort bekommt man nur einmalig, wenn man sozusagen danach fragt. Möchte man sie regelmäßig bekommen, muss man sich dafür abonnieren. Das macht man mit getInfoEvents. Deabonnieren geht mit clearEvents. Jetzt bekommt man regelmäßig die Infonachrichten aus der Node. Dieses Abonnement ist anscheinend nur in der Node gespeichert, welche regelmäßig die Steckdose befragt, denn deployed man den Flow neu, muss man ein neues Abonnement machen.

Wer die Variante mit der Strommessfunktion hat, kann mit getMeterInfo einmalig oder mit getMeterEvents regelmäßig Infos über den Stromverbrauch bekommen.

{
    "voltage_mv": 229429,
    "current_ma": 148,
    "power_mw": 33960,
    "total_wh": 26,
    "err_code": 0,
    "timestamp": "2019-10-25T16:17:18+01:00"
}

Wie man sieht, hat mein Strom hier gerade eine Spannung von 229V, es fließen 148mA und das macht 33,9W. Das klingt stimmig, denn es ist eine 35W Halogenlampe.

Denkbar ist hier eine Automatisierung, die z.B. auf Basis des Stromverbrauchs ermittelt, ob das Gerät dahinter an ist oder nur im Standby.

Ich habe aus Spaß auf die Messdose eine normale WLAN-Steckdose gesteckt und deren eigenen Strombedarf zu ermitteln:

{
    "voltage_mv": 229438,
    "current_ma": 16,
    "power_mw": 446,
    "total_wh": 27,
    "err_code": 0,
    "timestamp": "2019-10-25T16:24:05+01:00"
}

Wenn die Steckdose ausgeschaltet it, verbraucht sie ca. 0,45W, wenn sie angeschaltet ist, nimmt sie 1,1W.

Den Quellcode des Addons findest du auf Github, dort kann man auch alle Events nachlesen, denn es gibt noch einige mehr.

Smarthome PI Installation mit Raspbian, Node-Red und Mosquitto

2019-10-22T10:50:00-05:00

Warum das Ganze? (Und was überhaupt?)

Ich habe bereits einige Geräte angesammelt, die man in einem Smarthome auch steuern könnte. Dazu gehören die Wlan-Steckdosen von TP-Link⭐, einen ESP8266⭐ mit Tasmota-Firmware, ein IKEA Floalt LED-Panel und auch meinen Desktop-PC. Die generelle Erweiterbarkeit (m)eines Smarthomes kann ich mir dabei auch leicht vorstellen. (=Ich werde weitere Geräte und Einsatzwecke finden, die ich steuern möchte.)

Ich habe einige andere Smarthome-Hubs angesehen und mich für Node-Red + MQTT (Mosquitto) entschieden. Mir war wichtig, dass möglichst viel des Smarthomes lokal ohne Clouddienste läuft. Das schließt Lösungen mit Alexa und Google Home direkt weitestgehend aus. Ich will, dass auch bei einem Ausfall des Dienstleisters oder des Internets so viel des Smarthomes noch funktioniert, wie nur möglich. Was kann ein Amazon Echo noch ohne Internetzugang?

Weiterhin bastel ich gerne, so dass eine Lösung, die mehr Richtung DIY und Basteln/Programmieren geht, gut zu mir passt.

Video zum Blogeintrag

Schau dir gerne das Video an!

Und was nun genau?

Ich möchte Node-Red und einen MQTT-Broker auf einem Raspberry-PI betreiben. Dafür verwende ich folgende Hardware:

Raspberry Pi 3 Model B⭐: Der PI verbraucht viel weniger Strom als ein normaler Computer und damit kann man ihn ohne schlechtes Gewissen 24/7 betreiben, was ja für ein Smarthome-Hub erforderlich ist. Falls du noch gar keinen Raspberry PI hast, empfehle ich dir den aktuelleren PI 4⭐.
Anker PowerPort+1 18W USB Ladegerät⭐: Ein erstklassiges Handyladegerät, was extrem viel Strom bietet und alle verbreiteten Schnellladetechniken der verschiedenen Hersteller unterstützt. Es liefert auch für den PI genug Strom. Du kannst auch ein Micro-USB Netzteil verwenden, das du schon hast.
Anker Micro USB Kabel⭐: Das von mir vorgeschlagene Ladegerät kommt ohne Kabel daher, das hier ist super, wir haben jetzt schon einige davon zuhause.
MicroSD Speicherkarte: Du brauchst eine Speicherkarte, wo das Betriebssystem für den PI drauf kommt. Sie muss mindestens 8GB groß sein. Je schneller sie ist, desto besser. Eine schnelle und gute ist z.B. SanDisk Ultra 16GB microSDHC⭐. Ich habe eine 128GB Karte verwendet, die ich noch da hatte.
Dein PC benötigt ein Kartenlesegerät für microSD für die initiale Erstinstallation, hier ist ein super schnelles von Kingston⭐!

Installation

Raspbian auf microSD Karte kopieren

Raspbian Logo

Auf der Homepage vom RaspberryPI habe ich Raspbian heruntergeladen. Es gibt da aktuell mehrere Versionen, ich habe Raspbian Buster with desktop gewählt, später aber festgestellt, dass ich den Desktop niemals brauche, es sollte also auch problemlos mit Raspbian Buster Lite funktionieren.

Um das jetzt auf die microSD Karte drauf zu bekommen, benutze ich Etcher. Ich habe balenaEtcher-Setup-1.5.60.exe gewählt, aber der Link zeigt immer zur neuesten Version. Es gibt auch Varianten für Mac.

Nach der Installation startet man Etcher und wird mit dem sehr übersichtlichen UI begrüßt:

Etcher UI

Hier muss man entsprechend des UIs 3 Schritte durchführen:

Man wählt das Raspbian Image aus, was man gerade runter geladen hat. Wenn es nochmal gezippt ist, kann das so bleiben, denn Etcher versteht zip Dateien!
Wenn die microSD Karte eingesteckt ist, muss man diese dann bei Select target auswählen. Bitte wähle hier nicht deine Festplatte aus. Etcher hilft hier aber auch etwas.
Jetzt musst du nur noch auf Flash klicken und ein paar Minuten warten und deine microSD Karte hat Raspbian drauf.

Etcher wirft die microSD Karte aus, wenn es fertig ist, eigentlich will ich aber noch mehr machen. Daher muss man jetzt die Karte einmal aus dem Leser ziehen und wieder rein stecken. Jetzt sollte im Arbeitsplatz ein Laufwerk auftauchen, was boot heißt. Dort geht man rein und legt eine ganz leere Datei mit dem Namen SSH (alles groß!) an. Das geht z.B. in dem man eine neue txt-Datei anlegt und die Dateiendung entfernt. Das signalisiert Raspbian, dass der remote SSH Zugang von Anfang an aktiviert werden soll. Das ist mir wichtig, denn ich will weder später noch zur Ersteinrichtung Monitor und Maus und Keyboard usw. anschließen müssen.

Wenn man den PI über ein Netzwerkkabel betreiben will (oder muss), ist man jetzt fertig. Ich will ihn über WLAN nutzen, daher muss man auf der microSD Karte auch noch die eigenen WLAN Anmeldedaten hinterlegen. Dazu macht man eine neue Datei mit dem Namen wpa_supplicant.conf. Diese öffnet man dann mit einem Texteditor - ich verwende Visual Studio Code - und fügt folgenden Text ein:

country=US # Your 2-digit country code
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
network={
    ssid="Hier muss der Name deines WLANs rein"
    psk="und hier das Passwort"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

…dass du an den richtigen Stellen deine Datein eintragen musst, hast du dir bestimmt gedacht?

Jetzt ist die microSD Karte fertig und kann in den PI gesteckt werden. Dann kann der PI an den Strom angeschlossen werden.

Über SSH mit dem PI verbinden

Wenn der PI hochgefahren ist und alles geklappt hat, sollte er im WLAN erreichbar sein. Du benötigst nun seine IP-Adresse. Du solltest dich auf deinem Router (z.B. Fritzbox) einloggen können und dort die IP des Gerätes bekommen. Falls du dort einstellen kannst, dass dieses Gerät immer die gleiche IP bekommen soll, empfehle ich dir auch diese Einstellung. Falls du die IP nicht raus bekommst, kannst du es stattdessen auch mit dem Gerätenamen raspberrypi statt einer IP versuchen.

Putty UI

Zum Verbinden über SSH verwende ich Putty. Nach dem Download musst du es nur starten und IP/Namen des PIs angeben und auf Open klicken. Beim ersten Mal muss man eine Sicherheitsfrage bestätigen, dann kommt der Login des PI.

Benutzername = pi
Standardpassword = raspberry

Mit dem Standardlogin kann man sich dann einloggen.

Raspbian einrichten

Ist man eingeloggt auf dem PI, macht man immer erst mal ein generelles Update des Systems mit den folgenden zwei Befehlen:

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade -y

Danach macht man sudo raspi-config und kann erstmal grundlegende Einstellungen für den PI vornehmen. Wenn man will, kann man hier VNC aktivieren, um sich auch remote mit einer grafischen Oberfläche verbinden zu können. Ich hab das nicht getan.

Dann habe ich eingestellt, dass bei Bootvorgang nur ins Terminal bzw. in die Konsole gebootet werden soll. Warum soll der PI die graphische Oberfläche laden, wenn die doch nie jemand sehen wird? Falls du das machst und sie dann doch mal brauchst, tippe einfach startx auf der Konsole.

Als Locale habe ich dann noch de_DE.UTF8 ausgewählt, das sorgt dafür, dass einige Texte und Fehlermeldungen auf Deutsch sind.

Außerdem kann man hier auch den Hostname des PIs ändern. Ich habe ihn auf smarthome gesetzt, so dass ich den anstatt der IP-Adresse ab sofort verwenden kann.

Das wars mit raspi-config und wenn man es verlässt, fragt er, ob man neustarten möchte, das habe ich getan.

Node-Red und Mosquitto installieren

Ich bleibe noch einen Moment in Putty. Auf der Homepage von Node-Red gibt es ein handliches Kommando, was man nur in die Kommandozeile kopieren muss und das Skript sorgt dann dafür, dass alles richtig für Node-Red eingerichtet wird.

Hier ist eine Kopie der Zeile:

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

Wenn Node-Red installiert ist, will ich noch, dass es mit dem System zusammen automatisch startet, dafür füre ich folgende Zeilen aus. Die erste aktiviert den Start bei Systemstart, die zweite startet Node-Red jetzt sofort.

sudo systemctl enable nodered.service
sudo systemctl start nodered.service

Jetzt brauchen wir nur noch Mosquitto, das wird mit folgendem Kommando installiert:

sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients -y

Mosquitto startet ohne weitere Eingriffe mit dem System und auch sofort. Das Setup ist damit fertig, jetzt kann man Testen!

Test

Mosquitto testen

Dieser Unterpunkt ist kein Lerntutorial für Mosquitto. Auf der Kommandozeile kann man ein Topic abonnieren mit

mosquitto_sub -d -t /home/data

Wenn man das gemacht hat, bleibt das Programm an, bis man es mit STRG+c unterbricht. Es wird jede Nachricht des Topics (hier /home/data) ausgeben. Man kann sich übrigens auch auf alle Topics abonnieren, in dem man mosquitto_sub -d -t "#" macht.

Jetzt öffne ich eine zweite Putty-Instanz, verbinde mich wieder mit dem PI und mache dann das folgende Kommando, um auf das gleiche Topic eine Nachricht zu senden mit dem Inhalt Hello World:

mosquitto_pub -d -t /home/data -m "Hello World"

Man kann auch noch eine Session öffnen und ein weiteres mosquitto_sub ausführen. Dann wird deutlich, dass Mosquitto Nachrichten auch vervielfachen kann.

Node-Red testen

Das Hauptinterface von Node-Red läuft im Browser, dementsprechend kannst du an deinem PC oder Mac jetzt den Browser nehmen und die URL http://smarthome:1880 öffnen. Falls du einen anderen Hostnamen vergeben hast, musst du den natürlich ersetzen. Der Standardport von Node-Red ist jedenfalls 1880.

Zum ersten Testen habe ich hier eine Inject-Node in den Flow gezogen mit Drag’n’Drop und eine Debug-Node. Wenn man jetzt eine Linie zwischen dein beiden zieht, kann man Deploy (oben rechts) klicken. Dann kann man auf das kleine Viereck bei der Timestamp-Node klicken und sieht auf der rechten Debugausgabe dann einen neuen Eintrag. Das sieht insgesamt ungefähr so aus:

Node-Red Beispielflow

Im Video zeige ich auch noch, wie man mit Node-Red MQTT-Nachrichten senden und empfangen kann und so schließt sich dann der Kreis mit Mosquitto.

Frenchcleat Halter für die Kantenfräse

2019-05-29T09:14:39-05:00

Was soll ein Halter für die Kantenfräse leisten?

Ich möchte meine Bosch Kantenfräse⭐ an der Frenchcleat-Wand unterbringen. Wichtig ist mir dabei, dass man sie einfach abstellen kann. Das heißt für mich, dass man sie so hält, wie man sie gewöhnlich hält beim hinstellen und dass man sie auch mit Fräskopf abstellen kann. Dabei soll es möglich sein, dass der Fräskopf auf seiner eingestellten Höhe in der Maschine verbleiben kann. Außerdem soll auch der Schraubenschlüssel Platz finden.

Es ist ja ein Gerät mit Akku, daher muss ich kurz auch drauf eingehen, was mit dem Akku und Ladegerät passieren soll. Viele bauen sehr große Frenchcleathalter, die alles beherbergen und alles können. Das hat natürlich den Vorteil, dass man immer alles zu einem Gerät an einem Ort hat, aber es hat auch einen Nachteil: Je größer der Halter ist, desto mehr verliert man an Flexibilität. Flexibilität ist jedoch der Grund, warum man eine Frenchcleatwand baut. Ich muss viel häufiger an die Fräse als an Ersatzakku und Ladegerät, daher will ich die Fräse zentral an die Wand bringen, wo ich gut rankomme. Dieser Bereich ist aber sozusagen für die Werkzeuge begehrt, weshalb ich da keinen zu großen Halter hin bauen will. Der Rest bleibt erstmal im Schrank und ggf. baue ich nochmal irgendwann einen weiteren Halter, der Akkus und Ladegerät beherbergt und dann abseits hängt.

Video

Es gibt natürlich auch hier wieder ein Video:

Designphase

Es soll ein schlichtes Design werden aus einer Rückwand und einer Bodenplatte. Die Bodenplatte soll dabei einen Winkel haben, der etwas mehr als 90° zur Rückwand hat, so dass die Fräse leicht in den Raum zeigt und so einfacher zu greifen ist. An der Rückwand soll der Schraubenschlüssel für den Fräserwechsel hängen und die Bodenplatte bekommt eine gefräste Aussparung, in der die Fräse genau Platz hat.

Umsetzung

Ich habe mit der Bodenplatte angefangen. Es ist ein etwas größeres Stück Siebdruckplatte. Zuerst habe ich die Fräse draufgestellt und abgemalt. Die Platte hat eine Dicke von 12mm und ich will eine Vertiefung von 6mm ausfräsen, wo die Fräse später steht. Ich habe das erst versuchsweise mit der Kantenfräse selbst gemacht, aber sie hat Ihre Stärken - wie der Name schon sagt - beim Fräsen von Kanten. Bei dieser Fräsung fehlt die Absaugung, man kann also Freihand nichts erkennen und vorallem fehlt auch die Power. Die Fräse springt immer wieder verzweifelt hoch oder die Drehzahl bricht hörbar ein. Ich bin dann fix auf meine normale Bosch Oberfräse⭐ gewechselt. Damit habe ich freihand die Fläche wie gewünscht gefräst. In den zwei engeren Ecken musste ich mit dem Stechbeitel von Hand nacharbeiten.

Gefräste Bodenplatte

Jetzt habe ich an der Kreissäge die Platte auf die richtige Größe geschnitten. Vorher war es ja sehr angenehm, da die größere Platte leichter einzuzwingen war für das Fräsen. Die Bodenplatte und Rückwand sind nach dem Sägen ungefähr gleich groß (ca. 12x30cm). Die Verbindung der beiden Platten wollte ich anschrägen und hab hier die Tischkreissäge leicht auf Gehrung gestellt. Das musste ich mehrfach nachkorrigieren, bis mir der Winkel der hängenden Bodenplatte zugesagt hat.

Ich habe bei beiden Platten leichte 45° Ecken geschnitten und beide Platten haben rundherum ganz leicht mit der Kantefräse eine 45° Kante erhalten. Anschließend habe ich beide Platten erst miteinander verleimt und dann noch verschraubt.

Um nun den Schraubenschlüssel für den Fräskopfwechsel an der Rückwand aufnehmen zu können, habe ich eine Schraube vorgesehen. Leider hatte ich nicht bedacht, dass der Schraubenschlüssen über den Schraubenkopf passen muss. Er passt natürlich nicht! Nächstes Mal würde ich einfach einen Nagel nehmen. Nun hatte ich das Schraubloch aber schon. Ich habe also eine etwas längere Schraube rein geschraubt und dann den Kopf mit der Flex entfernt.

Rückwand des Halters mit angehängtem Schraubenschlüssel

Irgendwann hatte ich noch die eigentliche Frenchcleatleiste durch Schrauben festgemacht und dann ist der Halter schon fertig.

Fertiger Frenchcleathalter für die Bosch Kantenfräse

Fazit

Ich bin sehr zufrieden mit dem Halter an sich. Verbessern muss ich vorallem meinen Umgang mit der Tischkreissäge, denn wie man sieht leidet der Halter unter starken Ausrissen. Auch bin ich nicht zufrieden mit mir selbst, wie ich mich mit dem berechnen der Winkel angestellt habe, aber ist ja dann doch noch was geworden!

Raspberry PI DIY Serie: 04: RGB LED🚦 mit dem Raspberry PI steuern

2018-10-05T14:30:00-05:00

Wir brauchen alle Farben in einer LED, wie geht das?

Das Ziel für diese Episode soll sein, dass du verstehst, was Pulsweitenmodulation ist, wie man es machen kann, warum der Raspberry PI nur bedingt dafür geeignet ist und wie man das Wissen nutzt, um eine RGB Led anzusteuern.

Auch diese Episode gibt es natürlich wieder als Video:

Wie schon in den letzten Teilen der Serie erwähnt, verwende ich hier

das Freenove Ultimate Starter Kit for Raspberry Pi⭐
einen Raspberry Pi 3 Model B⭐
Netzteil Anker PowerPort+1 18W USB Ladegerät⭐
mit passendem Kabel Anker Micro USB Kabel⭐
und schließlich der Speicherkarte SanDisk Ultra 16GB microSDHC⭐

Wenn du über diese Links bei Amazon einkaufst, unterstützt du diese Serie! Ich verlinke die Sachen aber auch für dich, dass du einfach weißt, was genau du brauchst und dir sicher sein kannst, dass diese Sachen zusammen funktionieren werden.

Was ist eine RGB LED?

RGB LED

In Teil 2 dieser Serie haben wir ja schon die LED kennen gelernt. Eine RGB Led ist nun eine LED, die eigentlich gleich 3 LEDs in einem fast genauso aussehenden Gehäuse vereint. Diese Kombi-LED hat dabei nur 4 statt der zuerst logisch erscheinenden 6 Beinchen. Das liegt daran, dass man je nach Bauweise alle inneren LEDs entweder sich die gleiche Anode oder Katode teilen.

RGB LED 'von innen'

Ich konnte mir selbst auch noch nie merken, was jetzt was ist, aber es gibt eine einfache Faustregel:

Bei dem längeren Beinchen könnte man ein Stück abschneiden, um die Beinchen gleich lang zu machen. Dieses Stückchen könnte man bei dem Beinchen so hinlegen, dass sich ein Plus bildet.

Das lange Beinchen muss daher mit Plus verbunden werden.

Was ist nun Pulsweitenmodulation?

RGB LED

Bei der Pulsweitenmodulation (kurz PWM) erzeugt man ein periodisches digitales Signal. Auf diese Art und Weise kann man eine LED ansteuern. Ist die Periode kurz genug, also die Frequenz hoch genug, wirkt es für das menschliche Auge, als würde die LED mit verringerter Helligkeit leuchten.

Im Schaubild ist T die Periodenlänge. Die Frequenz ist üblicherweise im kHz Bereich, dementsprechend ist T = 1ms oder kürzer.

t ist dann weiterhin die Zeit innerhalb einer Periode, wo das Signal auf high ist. Im Schaubild ist das beispielsweise 25%. Da unsere Beispiel-LED ja mit dem anderen Beinchen an Plus hängt, leuchtet sie, wenn der GPIO Port auf LOW geht, dementsprechend würde man etwa 75% Helligkeit wahrnehmen, wenn eine LED mit dem Beispielsignal geschaltet wird.

Ich empfehle dir auch, dich zu PWM bei Wikipedia tiefer einzulesen. (Dort ist auch das Bild her.)

Schaltung aufbauen

Komplette Schaltung mit RGB LED

Die komplette Schaltung ist etwas größer als die aus dem zweiten Teil, aber eigentlich nicht komplizierter. Alle 3 Teil-LEDs werden am gemeinsamen Ende mit der 3,3V Spannung verbunden und am anderen Ende über einen 220 Ohm Widerstand an einen freien GPIO Port gebunden. Da es kein einzelnes Schaubild für eine RGB LED gibt, kann man auf dem Schaltplan nichtmal richtig erkennen, ob es sich um 3 einzelne LEDs oder eine RGB LED handelt.

Programmieren

Für dieses Beispiel verweise ich dich direkt auf den Beispielcode von Freenove. Er umfasst viel graphische Elemente, deren Programmierung langwierig ist, dich in diesem Moment aber mit der PWM Steuerung nicht weiterbringt. Der komplette Sketch besteht aus 3 Dateien, die du in Processing öffnest, in der Sketch_04_1_1_ColorfulLED.pde trägst du ganz oben ein, welche GPIO Ports du verwendet hast und du kannst auch schon die Anwendung starten.

RGB LED GUI mit echter Schaltung

Das PWM Signal wird dabei in der SOFTPWM.pde Datei erzeugt. Hier finden sich wie erwartet die Funktionsaufrufe zum Steuern eines GPIO Pins. Es werden auch die entsprechenden Wartezeiten berechnet, die für das PWM Signal benötigt werden. Die Erzeugung des Signals ist dann eine Endlosschleife:

while (true)
{
    space = range - marks;
    if (marks!=0)
    {
        GPIO.digitalWrite(pin, GPIO.HIGH);
        delayMicroSeconds(marks);
    }
    if (space!=0)
    {
        GPIO.digitalWrite(pin, GPIO.LOW);
        delayMicroSeconds(space);
    }
}

Das ist genau das, was man erwarten würde, aber dennoch ist es schlecht! Wenn man eine LED ansieht, die auf diese Art und Weise gedimmt wird, sieht man sie gelegentlich Flackern.

Warum flackert das?!?

Gute Frage! Es liegt tatsächlich vergraben in der Art und Weise, wie das “Abwarten” realisiert wird. delayMicroSeconds(...) ruft intern die Betriebssystemfunktion Thread.sleep(...) auf. Das Programm fordert das Betriebssystem an dieser Stelle auf, nach einer gewissen Zeit wieder aktiviert zu werden. Das Problem ist, dass diese Zeit in dem Fall wenige µs beträgt. So wie das Betriebssystem von dieser Zeitspanne abweicht, leuchtet die LED sofort zu viel oder zu wenig. Das passiert bei Raspbian, oder jedem normalen Linux und Windows aber, denn es handelt sich nicht um Echtzeitbetriebssysteme. Das System gibt nicht die Garantie ab, dass es im µs sich vorhersehbar verhält. Diese Art der Signalerzeugung wird auch Software-PWM genannt, denn es wird permanent durch Software erzeugt. Es ist daher sehr abhängig vom Betriebssystem und allem, was noch auf dem System läuft. Das sporadische Flimmern ist derart schlimm, dass ich mir keine LED ins Wohnzimmer stellen möchte, die auf diesem Wege ihre Farben mischt.

Es gibt auch Hardware-PWM. Hier gibt es spezielle Abschnitte auf dem (Mikro-)Prozessor, die man nur einmalig konfigurieren muss und die dann das PWM Signal ohne weiteres Zutun erzeugen. Hier ist die Signalqualität deutlich besser. Der Raspberry PI hat angeblich zwei Hardware-PWM-Kanäle, diese lassen sich aber in praktisch keiner Programmierumgebung nutzen.

Mit den GPIO Pins des PIs lassen sich viele schöne Projekte umsetzen aber PWM-Erzeugung gehört meiner Meinung nach nicht dazu.

Wickeltisch für die Badewanne selbst bauen!

2018-09-27T00:00:00-05:00

Nachwuchs ist auf dem Weg!

Wir haben schon im Ikea und bei Amazon alles leer gekauft. Was so ein kleines Etwas alles braucht ist echt beeindruckend. Jedenfalls habe ich mir sagen lassen, müssen die auch regelmäßíg gewickelt werden und dafür haben wir zuhause eine Wickelunterlage. Wir haben uns hier für eine schöne Wickelauflage von Julius Zöllner⭐ entschieden. Aber wo legt man die Unterlage nun drauf? Häufig sieht man, dass Aufsätze für Kommoden verwendet werden, aber das Kinderzimmer wird wohl die ersten Monate sonst nicht verwendet werden und deshalb wollen wir es noch nicht beheizen und im Schlafzimmer haben wir keinen Platz, daher kam mir die Idee, dass wir einen Wickelaufsatz für die Badewanne benutzen könnten. Und was wäre ich, dieser Blog und der YouTube-Kanal, wenn ich das nicht in schöner DIY-Manier selbst gebaut hätte? Es ist im Prinzip eine Art Tisch, der an 3 der 4 Kanten eine Begrenzung hat.

Designphase

Ich habe den Wickeltischaufsatz für die Badewanne zuerst bei Tinkercad als Minimodell designed, um ein Gefühl dafür zu bekommen wie er aussehen könnte. Naja und weil ich Tinkercad mal ausprobieren wollte. Das Modell ist jetzt auf diese Weise natürlich nur wenige cm groß, aber es ging mir auch nur darum, das ungefähre Design zu validieren. Also ob es machbar ist und ob es mir bzw. uns so gefallen könnte. Die genauen Maße sind durch die Wickelauflage und die Badewanne vorgegeben.

Du kannst dir das Modell auch gerne selbst bei Tinkercad anschauen:

Tinkercad Modell des Wickeltischaufsatzes für die Badewanne

Verwendete Materialen

Ich verwende für das Untergestell Kiefer-Kanthölzer mit 44x44mm. Die habe ich aus dem Baumarkt und die fühlen sich wirklich gut an, allerdings würde ich, wenn ich es nochmal bauen würde, eventuell schlankere Hölzer verwenden, da das Ganze so schon etwas schwer und so über-stabil ist, dass es eigentlich schon an Verschwendung grenzt. Die Arbeitsfläche und die oberen Begrenzungen sind aus 10mm dickem Multiplex. Obwohl vorallem die Hauptplatte recht groß ist, konnte ich alles mit Resten bestreiten, die ich noch von einem anderen Projekt zuhause hatten.

Bauphase

Ich habe zuerst das Gestell gebaut, dann die Auflage oben:

Untergestell bauen

Das Untergestell soll ja so sein, dass es auf dem Boden stehen kann oder eben auf der Badewanne sicher und einfach stehen kann. Dazu hat das Untergestell erstmal 4 Füße, die so positioniert sind, dass sie in der Badewanne die Innenseite berühren. Weiterhin habe ich dazwischen jetzt Querstreben gemacht, die so positioniert und dimensioniert sind, dass sie auf der Badewanne aufliegen. Diese Kombination von Füßen und Querstreben ermöglicht es, dass das Untergestell sicher auf der Badewanne stehen kann. Ein Verdrehen oder Abrutschen ist einfach gar nicht möglich.

Gebaut habe ich das Gestell aus den Kiefer Kanthölzern und bei den Verbindungen habe ich Überblattungen mit der Kappsäge gemacht. Das war jetzt für mich das erste Mal und ich war schon sehr beeindruckt, wie gut zumindest einige der Verbindungen schon ganz ohne Leim halten.

Wenn ich das Untergestell nochmal bauen würde, würde ich darüber nachdenken, dünneres Holz zu nehmen, da es schon sehr massiv und stabil geworden ist und am Ende deshalb auch den ganzen Wickeltischaufsatz für die Badewanne unnötig schwer macht und es einfach auch eine Grenze gibt, wie viel man anheben kann und möchte.

Aufbau bauen

Die Aufbau besteht aus Multiplex und ich musste eine Platte vergrößern, da die größte Platte, die ich hatte (und die ich mit dem Auto transportiert bekomme) in einer Richtung nicht lang genug ist für die Wickelunterlage. Ich habe mir die geradeste Kante an der Platte gesucht und eine weitere Platte mit einer möglichst geraden Kante dazu. In beide habe ich mit der Oberfräse eine Art Treppenstufe rein gefräst über die gesamte Kante. Diese Treppenstufe habe ich dabei genau halb so dick wie die Platte gemacht. Der Fräser, den ich dafür verwendet habe, hat ein Kugellager unten und damit bin ich die Kante der Platte abgefahren. Über dem Kugellager schneidet er dann in die Platte rein und nimmt ca. 10mm Material ab. Es handelt sich im Prinzip um einen Bündigfräser, bei dem die Messer weiter außen sind. Diesen Fräser gibts im Set!⭐

Fräser

Dann habe ich die beiden Platten an genau dieser Treppenstufe übereinander geleimt und sie so zu einer größeren Platte verbunden. Das ist mir sehr gut gelungen, denn man sieht die Kante später nicht mehr. Aus dieser größen Platte habe ich dann durch 2 Schnitte mit der Handkreissäge die Bodenplatte der Auflage gemacht. Die Größe der Platte ist dabei so groß wie die Auflage plus ca. 1cm für die Wand nach links, rechts und hinten.

Multiplex auf Kante

Für die Umrandung habe ich dann aus Multiplexresten zuerst die Rückwand gemacht und dann zwei identische Seitenteile. Die Rückwand hat eine Höhe von ca. 10cm und die Seitenteile haben eine leicht schiefe Kante und sind vorne abgerundet. Wo sich jeweils Seitenteil und Rückwand berühren, habe ich beide auf Gehrung gesägt.

Dann habe ich die Seitenteile und die Rückwand mit sich und mit der Bodenplatte verleimt und das war alles eine sehr wackelige Angelegenheit und war auch mit viel Frust verbunden. Die Teile sind alle recht groß, haben ein gewisses Eigenleben und waren auch noch schwer mit den Schraubzwingen zu fassen. Ich weiß noch nicht, wie ich das nächstes Mal besser mache könnte, vielleicht könnte ich mit einem Nagler einige Nägel zum fixieren ins Holz schießen?

Schleifen und Lackieren

Ich habe alle Kanten noch schnell mit einem Abrundfräser bearbeitet. Das macht mit meiner neu angeschafften Bosch Akkufräse⭐ auf jeden Fall richtig Spaß und danach hat man das Gefühl, dass alles einfach zwei Nummern professioneller war. Das macht wirklich einen riesen Unterschied.

Kanten abrunden

Anschließend habe ich alles ganz brav geschliffen. Eine Arbeit, die etwas länger dauert, weniger Spaß macht aber einfach wirklich nötig ist, um ein exzellentes Endergebnis erreichen zu können. Dann habe ich alle mit weißer Farbe gestrichen. Ich hatte hier eine Farbe für den Außenbereich aus dem Baumarkt. Der Wickeltisch steht ja später im Bad und wird mit Luftfeuchtigkeit und Wasser in Berührung kommen und ich hoffe, dass diese Farbe verhindert, dass das Teil kaputt geht bevor wir es nicht mehr brauchen. Nach dem ersten Anstrich habe ich es nochmals geschliffen, da die Farbe auf Wasserbasis ist und sich die Holzfasern deshalb aufstellen. Mit diesem Schleifen entfernt man die. Danach noch 2 mal schleifen…und Fertig? Fast!

Ich habe dann das Untergestell und den Aufbau ins Bad getragen, da mir aufgegangen ist, dass das vollständig zusammen gebaute Wickelaufsatz für die Badewanne einfach gar nicht durch die Badtür passt. Vor Ort habe ich dann 4 Edelstahlschrauben durch die Bodenplatte in die Füße des Untergestells geschraubt. Natürlich hatte ich das vorgebohrt und versenkt, so dass die Schrauben bündig mit der Platte sind.

Gefällt mir, was ich gebaut habe?

Ich mag den Wickeltisch und er ist auch so geworden, wie ich mir ihn am Anfang noch im 3D Modell überlegt hatte, allerdings hatte das Verleimen ein so hohes Frustpotential, dass mir klar ist, dass ich mich selbst an dieser Stelle noch verbessern muss. Andererseits fand ich die Überblattungen echt genial und auch so einfach, dass die beim ersten Versuch durchaus gelingen können. Ich hab mir anfangs nicht richtig bewusst gemacht, wie groß dieser Wieckltischaufsatz wirklich ist, sonst hätte ich eventuell darüber nachgedacht, wie man das Ganze irgendwie kleiner bauen kann ohne die “Nutzfläche” zu verringern.

Fake Alarmanlage selber bauen! Naviklau und Autodiebstahl günstig verhindern!

2018-03-20T00:00:00-05:00

Fake Alarmanlage selber bauen!

Einem guten Freund wurde das Auto aufgebrochen und es wurde das komplette Navigations- und Entertainmentsystem geklaut. Das Auto hat auch keine Alarmanlage. Ich habe das beobachtet und mir meine Gedanken gemacht. Eine Alarmanlage nachzurüsten ist möglich, aber auch teuer und dann bleibt die Frage, ob sie wirklich was bringt?! Meine Idee war nun, die Existenz einer Alarmanlage zu faken in dem man die charakteristisch blinkende LED einfach nachbaut. Der Dieb kann vor dem Aufbruch des Autos ja nicht wissen, ob das nun Fake oder echt ist, sofern er es nicht an Details erkennt.

Wie immer auch als Video 🎥

Falls du nur das Video schaust, solltest du unten unbedingt noch den Hinweis zum DeepSleep des ESP lesen, denn der hat es leider nicht ins Video geschafft.

Ziele (m)einer Fake-Alarmanlage ☑️

Es soll eine LED blinken, aber ich will mich nicht der Gefahr aussetzen, dass das Auto deshalb nicht anspringt, da im Stand die Batterie leer gesaugt wurde. Außerdem will ich keine tiefgreifenden Umbauten am Auto machen und abschließend soll das Blinken automatisch an und aus gehen, je nachdem ob das Auto an ist oder nicht. 4 kleine Ziele, die ich jetzt nacheinander angehe:

1. Es soll blinken 💡

Das erste Ziel ist, dass eine LED blinkt. Dafür brauche ich ganz offensichtlich eine LED.

Blinken lasse ich die LED mittels eines Mikrokontrollers. Da käme jetzt vermutlich jeder in Frage, aber ich habe den Wemos D1 Mini hier (bzw. das dazu kompatible Modul AZDelivery D1 Mini NodeMcu Lua ESP8266 ESP-12E⭐), daher nehme ich den auch direkt. Der ist eigentlich viel zu leistungsfähig, aber auch angenehm klein. Damit ist das erste Ziel einer blinkenden LED schon erreicht.

2. Keine Gefahr der Entladung der Autobatterie 🔋

Als nächstes muss die Fakealarmanlage mit Strom versorgt werden und da ich eine Batterieentladung der Autobatterie vermeiden will, nehme ich eine USB Powerbank. Wie lange die hält und welche ich genau gekauft habe, kläre ich gleich, denn es kann leider nicht jede Powerbank verwendet werden! Auf jeden Fall ist damit das zweite Ziel erreicht.

3. Keine Umbaumaßnahmen am Auto 🚗

Das dritte Ziel ist nun, die Powerbank ohne Umbaumaßnahmen am Auto zu laden. Hier nehme ich ein Auto-USB-Ladegerät⭐. Man muss dabei eigentlich nur testen, ob das Zielauto die Steckdosen mit der Zündung schaltet. Wenn dem so ist, wird der Akku immer während der Fahrt aufgeladen. Ziel erreicht!

4. Automatische an/aus-schalten des Blinkens 🕹️

Bleibt nur noch das letzte Ziel: Das System muss ohne Steuerung von selbst erkennen, ob es blinken soll oder nicht. Ich will hier diese Information aus der geschalteten USB-Steckdose ziehen. Jetzt kann der Code im ESP entsprechend reagieren, womit das letzte Ziel auch erreicht ist.

Finales Blockdiagramm

Schaltungsüberblick

Auf diesem Bild ist nun zu sehen, wie alle Komponenten ineinander greifen und zusammen die geforderten Anforderungen erfüllen. Zwei Besonderheiten gilt es dabei aber genauer zu betrachten.

1. Y-USB-Kabel selbst bauen

Vom USB-Stromadapter gehen zwei Verbindungskabel weg. Das eine geht zur Powerbank, das andere direkt zum ESP8266. Es ist hier durchaus möglich, tatsächlich zwei USB Kabel zu verwenden sofern der Stromadapter über mindestens zwei Anschlüsse verfügt. Ich habe jedoch ein Kabel der Powerbank genommen (Sie wird sogar mit zwei Kabeln geliefert!) und habe dieses in der Mitte aufgetrennt. Dann habe ich ein zwei-adriges Kabel parallel verlötet. Das USB-Kabel hatte ohnehin nur zwei Adern, es ist also ein reines Stromkabel ohne Datenübertragung. Mittels des angelöteten separaten Kabels kann ich nun erkennen, ob die Zündung des Autos an ist oder nicht.

2. Der ESP kann keine 5V. Spannungen teilen! ⚡

Genau dieses Kabel liefert aber nun 5V Spannung, der ESP kann aber nur 3,3V ohne Schaden vertragen. Ich nehme hier einen Spannungsteiler aus drei gleichen Widerständen und komme so von 5V auf 3,3V. Wichtig ist auch noch, dass es eine gemeinsame Masse gibt:

Schaltplan des Spannungsteilers

Alles auf dem Steckbrett

Das ist jetzt alles nicht mehr wirklich schwer, es auf dem Steckbrett zusammen zu schalten. Ich habe an meinen Wemos D1 mini die Beinchen angelötet. Sonst muss man den Spannungsteiler aufbauen, eine LED mit Vorwiderstand und ansonsten nur noch das USB-Kabel von der Powerbank an den Wemos stecken. Fertig.

Wichtig für DeepSleep!

Für das erfolgreiche Aufwachen aus dem DeepSleep des ESPs ist eine direkte Verbindung von D0 mit RST nötig (Quelle). Die Verbindung soll ein normales Kabel sein. Sie darf aber nicht da sein, wenn der ESP über USB programmiert werden soll. Das ist auf einem Steckbrett nicht schwer, denn man kann hier einfach die Verbindung kurz lösen, aber wenn man das zusammen lötet, ist es problematisch. Ich habe hier testweise einen 220 Ohm Widerstand zwischen geschaltet und hatte damit manchmal (!) Erfolg, den ESP zu programmieren und ihn gleichzeitig auch aufwecken zu lassen. Probier es bitte selbst aus und lass es mich wissen, wie es lief!

Code

Der Code ist eigentlich ganz einfach. Es wird geschaut, ob das Auto an ist oder nicht. Ist es aus, wird die LED für 150ms angeschaltet, danach wieder aus und der ESP geht für 1,5s in den DeepSleep-Modus um Strom zu sparen.

Ist das Auto an, wird gar nichts gemacht. Der ESP hat ja WLAN und man könnte hier mit einer Hausautomatisierung kommunizieren, um das Ankommen und/oder das Verlassen des Zuhauses als Event zur Verfügung zu haben. Ich habe hier aber erstmal nichts gemacht.

//an welchem Port ist die LED?
const int BLINK_LED = D6;
//an welchem Port kann das Laden erkannt werden?
const int SENSE_PIN = D2;

void setup() {
  pinMode(SENSE_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  if (!digitalRead(SENSE_PIN))
  {
    //Auto ist aus
    pinMode(BLINK_LED, OUTPUT);
    digitalWrite(BLINK_LED, LOW);
    delay(150);
    digitalWrite(BLINK_LED, HIGH);
    ESP.deepSleep(15e5); //=1,5s
  } else {
    //Auto ist an
    delay(500);
  }
}

Analyse des Stromverbrauchs

Wie lange kann diese Konstruktion jetzt die Lampe bei abgestelltem Auto blinken lassen?

Gemessen habe ich:

Wenn der ESP an ist und die LED leuchtet: 90mA
ESP im DeepSleep: 0,5mA

Timings:

LED an: 150ms
DeepSleep: 1500ms

Damit ergibt sich ein mittlerer Stromverbrauch von Iavg = (90*150+0,5*1500)/(150+1500) = 8,6mA

Meine verwendete Powerbank hat 20.000mAh und kann damit rechnerisch 96 Tage den Aufbau mit Strom versorgen. Durch einen Langzeitversuch hat sich eine Laufzeit von 25 Tagen ergeben. Das führe ich darauf zurück, dass die Spannungswandlung in der Powerbank auch Strom verbraucht, den ich nicht gemessen und nicht berechnet habe und dass die Nennkapazität möglicherweise nicht vollständig erreicht wird.

Das Ergebnis ist dennoch sehr gut. Man kann also mit dieser Fakealarmanlage das Auto trotzdem für einen dreiwöchigen Urlaub abstellen.

Was macht diese Powerbank nun so speziell?

Die hohe Kapazität ist natürlich nett für eine lange Laufzeit, tatsächlich ist aber das Feature Passtrough Charging das Entscheidende! Denn beim An- und Abschalten des Autos wird die Powerbank ja entweder geladen oder wieder vom Ladestrom getrennt. Unterstützt eine Powerbank nun kein Passtrough Charging schaltet sie die Versorgungsspannung ab, wenn man die Powerbank selbst vom Ladegerät trennt.

Der ESP ist damit dann stromlos, wenn er eigentlich blinken müsste und er geht auch nicht von selbst wieder an. Bei meinen anderen Powerbanks im Haushalt hilft hier nur “Taste drücken” oder Kabel kurz ausstecken und wieder einstecken. Im Zweifel kann man vorhandene Powerbanks aber schnell testen bevor man eine kauft.

Ich verwende die Powerbank mit dem sperrigen Namen EasyAcc 20000mAh Externer Akku PowerBank mit 4 USB Ausgängen (4A Eingang 4.8A Smart Ausgang)⭐ und kann sagen, dass dieses Modell Passthrough Charging unterstützt. Dieses Feature wird leider nicht genannt - weder bei diesem noch bei anderen Modellen.

Disclaimer

Die Produktlinks hier sind Affiliatelinks. Wenn du darüber bestellst, kostet es dich keinen Cent mehr, du hast also keinen Nachteil, aber du unterstützt damit diesen Blog und den Inhalt hier, was ich cool von dir finde.

Hier nochmal alle Produkte:

Noch Fragen? 🙋

Ist noch was unklar? Dann ab in die Kommentare damit!

Monitorständer selbst bauen (mit UPDATE!)

2018-02-14T00:00:00-06:00

Warum brauche ich selbst gebaute Monitorständer?

Mein Schreibtisch beherbergt drei Monitore und seit einiger Zeit auch noch Monitorlautsprecher. Nun ist es so, dass das etwas breit wird und zwar auf den Schreibtisch passt, das Stereodreeick zwischen mir und den Lautsprechern aber nicht mehr gleichseitig ist. Es soll ja möglichst so sein, dass die Entfernung zwischen den Lautsprechern genauso ist wie von jeweils einem Lautsprecher zur Hörposition. Dafür müssen die bei mir einfach näher zusammen. Das kann ich aber nur, wenn die äußeren Monitore hochkant sind. Die haben aber einen Ständer, der diese Funktion nicht unterstützt. Daher hatte ich mir überlegt, eine eigene Halterung für die Displays zu bauen, die einen Betrieb in hochkant unterstützt.

Schau doch das Video statt zu lesen!

Im Video erfährst du alles, falls du keine Lust hast, so viel Text zu lesen:

Design und Bau der Halterung

Ich baue die Halterung aus Sperrholz und einem Kantholz aus Kiefer als Rückwand. Das Ziel war vorallem, dass die Displays so flach wie möglich über der Tischfläche sind. Dafür habe ich die Basis aus zwei Sperrholflächen gebaut, die jeweils ca. 20x6cm groß sind. Hinter dem Punkt, wo das Display aufliegt, wird durch ein weiteres Sperrholzstück beide Basisplatten zu einer Einheit verbunden. Mit meiner Oberfräse⭐ habe ich dann einen Kanal in die Basisplatten gefräst. Hier hat sich mein Fräsköpfe-Set⭐ wirklich gut gemacht, da ich so unter einen großen Auswahl den richtigen Fräser auswählen konnte, vorallem da ich anfangs auch einen zu kleinen gewählt hatte.

Basis des Monitorständer

Am oberen Ende habe ich auf die gleiche Weise eine weitere Platte mit gefrästem Kanal gebaut. Die ist lediglich nach vorne direkt nach dem gefrästen Kanal direkt zu Ende. Zum Abschluss habe ich eine Holzlatte auf die richtige Länge gesägt, so dass ich das Display genau einspannen kann. An der Oberseite ist die Schnittfläche ganz leicht - vielleicht 5° - schief, so dass beim Verschrauben eine kleine Spannung entsteht und das Display gehalten wird.

Monitorständer mit Display

Ergebnis

Das Ergebnis überzeugt mich sehr, da das ganze Setup deutlich kompakter wirkt. Das Stereodreieck ist zwar noch nicht ganz erreicht, aber schon wesentlich naher am Ideal.

UPDATE

Zum Ende des Videos erzähle ich noch von Blickwinkelstabilitätsproblemen. Ich habe später bemerkt, dass es eigentlich nur den linken Monitor betroffen hat, den rechten eigentlich nicht. Dann habe ich auf verdacht den linken um 180° gedreht und jetzt ist dieser auch viel angenehmer was den Blickwinkel aus meiner üblichen Sitzposition angeht. So behalte ich das.