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Dinoi - Meine Projekte

Hier einige realisierte Projekte und geplante Projekte:

Realisiert

Circle Clock

Funktion

Die Circle Clock zeigt mit 3 unterschiedlichen Farben die Sekunden, Minuten und Stunden an. Jede volle Minute und Stunde erscheint eine kleine Animation. Die Uhr ist so aufgebaut, dass man die LED's nicht direkt sieht sondern nur das indirekte Licht an der Wand wahrnimmt. Sie ist aus einem Meter Led Pixeln und einem Helvetino mit RTC Uhr hergestellt.

Material

Aufbau und Programmierung

Der Aufbau bietet keine speziellen Herausforderungen. Auf dem vorgesehenen Prototyp Platz vom Helvetino wurde der RTC Chip mit der Batterie und den benötigten Widerständen eingesetzt. Auf der Rückseite der Spanplatte habe ich mit Karton einen Rand aufgebaut auf welchem der LedPixel plaziert werden kann. Da Ziel war hierbei, dass die Led's nicht direkt gesehen werden, sondern das das Licht indirekt vom Beobachter an der Wand wahrgenommen wird.

Zur Programmierung wurde die RTC Library und die https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neopixel Library als Basis genommen und daraus eine Uhr mit etwas Animation zur vollen Minute hinzugefügt.

Bilder

Simon Says

Funktion

Das Uralte Spiel Simon Says ist hier mit einem Arduino nachgebaut und in ein Holzgehäuse verpackt. Neben dem Original Simon Says lassen sich noch Simon Reverse und N-Back darauf spielen.

Material

* Arduino oder Helvetino http://shop.boxtec.ch/helvetino-kit-v101-p-41829.html

* 4 Taster

* 4 Leds (Rot,Grün,Blau,Gelb)

* Buzzer oder kleiner Lautsprecher

* Schiebeschalter http://shop.boxtec.ch/mini-spdt-pcb-schiebeschalter-12d00-p-41641.html

* Batterie Halter http://shop.boxtec.ch/batterie-halter-p-40668.html

* 4 Stück AA Akkus oder Batterien

* Holz

* Leim

* Scharniere und kleine Schrauben

* Plexiglas

* Backpapier

Aufbau und Programmierung

Der Aufbau ist etwas anspruchsvoll, es empfiehlt sich zuerst den Arduino und die Taster anzubringen mit den LED's. Als nächstes geht es darum die Taster mit einem Druck auf das Plexiglas betätigen zu können, dazu muss die Höhe exakt passen. Es empfiehlt sich ein Gehäuse genau nach Mass aufzubauen. Das Backpapier wird auf das Plexiglas geklebt damit das Licht der LED's etwas diffus wird.

Für die Programmierung muss man sich zuerst mit dem Simon Says Spiel auseinandersetzen, es ist jedoch eine relativ einfache Logik. Ein Zufallsgenerator definiert die nächste Led diese wird dann in einem Array mit allen bisherigen gespeichert. Wenn der Benutzer die Folge eingibt wird diese gegen den Array geprüft und im Fehlerfall wird ein Ton ausgegeben. Falls alles richtig eingegeben wird, wird zuerst der bestehende Array wieder abgespielt. Erst danach wird per Zufallsgenerator eine neue Led ermittelt.

Zusätzlich zum normalen Simons Says habe ich das Simon Reverse programmiert, wo der Computer Spieler eine Folge vorgibt und der Spieler diese immer in umgekehrter Reihenfolge bestätigen muss.

Bilder

Helvetino

Der Helvetino is als Gemeinschaftsprojekt entstanden und ich durfte das Layout mit Fritzing beisteuern.

http://forum.boxtec.ch/index.php/topic,2211.0.html

Bei Boxtec kann er jetzt als Kit gekauft werden:

http://shop.boxtec.ch/helvetino-kit-v101-p-41829.html

Weiter Informationen:

http://playground.boxtec.ch/doku.php/products/helvetino

Floweronly

Der Floweronly basiert auf dem Protoonly (http://shop.boxtec.ch/protonly-protoshield-pcb-p-41152.html) und kann hier gekauft werden: http://shop.boxtec.ch/floweronly-protoshield-pcb-p-41828.html.

Die Idee der Flowerpad's ist darauf direkt SMD Bauteile als Prototyp Bereich zu verlöten. Zusätzlich lassen sich die Pad's auch einfach mit etwas Lötzinn zu Leiterbahnen umfunktionieren. Das ganze funktioniert am besten wenn man den Lötkolben mit einer kleinen Temperatur betreibt, ansonsten bleibt der Lötzinn zwischen den Pads nicht bestehen.

TestShield

Funktion

Das TestShield kann schnell und sehr gut defekte Arduino Aus/Eingänge finden. Es testet alle Digitalen Ports ausser D13 und alle analogen Ports auf Fehler.

Material

Aufbau und Programmierung

Der Aufbau ist sehr einfach die 10k Ohm Widerstände werden an 5V+ und GND angeschlossen und im Zentrum vom PCB verbunden. Die 15K Ohm Widerstände werden von allen Analogen und Digitalen Ports (Ausser D13) in der Mitte mit den 10K Ohm Widerständen verbunden. Dies bildet die gemeinsame Basis.

Arduino Testhield Detail

Game Controller

Funktion

Der Game Controller reagiert auf die Neigung und hat 3 Knöpfe. Er kommuniziert mit dem PC über die FTDI Schnittstelle. Auf dem PC sind hier einige kleine Spiele und Rechenaufgaben programmiert in http://processing.org/.

Material

* Arduino oder Helvetino http://shop.boxtec.ch/helvetino-kit-v101-p-41829.html

* 3 Achsen Beschleunigungssensor http://shop.boxtec.ch/achsen-beschleunigungsmesser-breakout-mma8452q-p-40680.html

* Taster (3 Stück)

* Div. Widerstände

* Holz

Aufbau und Programmierung

Der Game Controller ist aus einem Stück Holz gefertigt. Einzig auf der Rückseite ist ein Zugang. Im Innern befinden sich ein paar Widerstände für die Taster und natürlich der Beschleunigungssensor. Das Ganze ist dann über ein Kabel mit einem Arduino verbunden. Der Arduino wiederum sendet die Positionsdaten über das FTDI Kabel an ein Computer worauf das Processing Programm läuft.

Bilder

Balance Board

Funktion

Als Option zum Game Controller habe ich das Balance Board gebaut. Es verwendet den Game Controller um die Position zu ermitteln. Es geht darum auf dem Balance Board zu stehen und die gleichen Spiele mit seinem eigenen Gleichgewicht zu spielen.

Material

* Holz, Metall, Schrauben und Farbe

Aufbau und Programmierung

Der Aufbau ist nicht schwierg, die einzige Herausforderung war, der obere Teil zu stabilisieren, damit das ganze während dem Spiel nicht dreht. Dazu habe ich wie auf den Photos erkennbar ist eine kleine Mechanik aufgebaut. Der Game Controller wird an seinem Platz nur eingesteckt.

Bilder

FreakyBot von Mathias

Dank Mathias konnte ich den FreakyBot zusammenbauen und zum fahren bringen.

http://forum.boxtec.ch/index.php/topic,2336.0.html

WS2812B SMD verlängern

Ich habe einen Led Pixel Strip (WS2812B) welcher zu kurz ist, da gibt es eine einfache Lösung. Man kauft bei Boxtec die einzeln erhältlichen WS2812B http://shop.boxtec.ch/ws2812b-rgb-led-mit-integriertem-treiber-p-41822.html und verlötet das ganze:

Tiny Mouse Trap

Funktion

Die Mausefalle ohne Intelligenz hat gegen eine intelligente Maus keine Chance. Nach 24 Stunden ist zwar die Maus in die Falle gegangen aber Sie hat so vorsichtig am Käse gegessen, dass die Klappe nicht zu ging. Da war klar die Mausefalle muss aufgerüstet werden. So kam es zu der Tiny Mouse Trap.

Material

Aufbau und Programmierung

Der Aufbau ist nicht schwierig, einziger Knackpunkt war dass die Mechanik vom Servo an den Schliessmechanismus von der Mausefalle passt. Das habe ich mit etwas Draht gelöst. Die IR Led und IR Fotodiode sollen am besten so platziert sein, damit die Maus auf dem Weg zum Käse auch wirklich daran vorbeikommt. Die Schaltung ist noch auf dem Proto Board aufgebaut, kommt aber bald auf ein PCB.

Bilder

Makro Photo Lampe

Um gut belichtete Makro Photos zu machen habe ich eine Makro Photo Lampe gebaut. Dazu habe ich SMD Leds an Draht angelötet und auf einer Plexiglas Scheibe angebracht. Am besten wählt man SMD Leds mit einer Farbtemperatur nahe am Tageslicht. Die Plexiglas Scheibe habe ich mit dem Heissluftföhn gebogen und auf einen Filter Adapter aufgeklebt. Damit kann man Ihn auf das Objekt schrauben.

Die Batterien sind in einem kleinen Gehäuse untergebracht, welches mit einem Poti die Helligkeit regeln kann. Das Gehäuse findet auf dem Blitzschuh einen Platz.

Bei einem Makro Photo von einem Auge gibt es eine schöne Spiegelung der Lampen.

Makro Photo Lampe V2

Hier eine etwas verbesserte Version der Makro Photo Lampe. Diese Version hat Led's mit einem etwas natürlicherem Tageslicht ähnlichem Licht. Zusätzlich hat diese Lampe auch noch einen Stoffüberzug damit die einzelnen Led's nicht als Reflexionen sichtbar sind.

Hier beim Aufbau,

und hier im Einsatz mit dem Stoffüberzug:

FreakyBot v5

Mathias hat den ersten FreakyBot noch optimiert die V5. http://forum.boxtec.ch/index.php/topic,2336.30.html

Hier seht Ihr wie er seine ersten Runden dreht:


Led Samiklaus Mütze

Hier eine Samiklaus Müzte mit einer Led Animation.

Testlauf:


Stadtlauf Basel 2014:


Programming Shield

aus einem Proto Shield habe ich ein Programming Shield als Prototyp gebaut. Die Idee war eine kostengünstige Lösung für das Programmieren von verschiedenen Chips. Dazu wird ein Arduino als ISP betrieben und dieses Shield aufgesteckt.

Mit dem Boad kann man diese ATtinys programmieren: 24, 44, 84, 25, 45, 85 oder den ATmega 328P-PU mit dem Bootloader versehen.

Diese normalen Chip Sockel sind natürlich nicht ideal für die Massenproduktion aber der Einsatzbereich ist auch nicht dafür gedacht.

Das Board bietet auch ein ICSP Anschluss und die für die Programmierung hilfreichen Status Leds:

  • Programmieren
  • Fehler
  • Herzschlag

Zusätzlich ist noch eine Led zur Kontrolle für den Blink Test und ein Reset Taster vorhanden.

Schneemann

Da der Winter im Moment wieder bei uns ist habe ich gedacht es würde doch ein Schneemann noch gut dazu passen.

Der Schneemann besteht aus Polymorph, Fimo und 3 Led Pixeln une einem Stück Stoff für den Schal.

Er wechselt langsam seine Farbe. Optional könnte noch ein Temperatur Sensor angeschlossen werden und die Farbe dann gemäss Temperatur gesteuert werden.

Pflanzen Wächter

Damit meine Tomaten immer genügend Wasser haben habe ich den Pflanzen Wächter gebaut.

Er zeichnet alle 5 Minuten folgende Kennzahlen auf und ermöglicht die grafische Darstellung via Webinterface:

  • Bodenfeuchtigkeit
  • Sonnenschein
  • Wasser Zufluss
  • Luftfeuchtigkeit
  • Lufttemperatur

Zusätzlich steuert er bei einer bestimmten Bodenfeuchtigkeit eine Pumpe um die Pflanzen automatisch zu bewässern. Natürlich wird die Pumpe in der Nacht nicht betätigt damit wir und unsere Nachbarn nicht gestört sind, dann ist eine Pausenzeit vorgesehen.

Als Herzstück für den Webzugang und die Datenspeicherung habe ich das Yun Shield eingesetzt, hier ein kleiner Review: Yun Shield Review.

Für die eigentliche Steuerung ist der Arduino vom Helvetino verantwortlich.

Das Webinterface ist natürlich über Wlan per Internet von überall erreichbar. Somit kann im Urlaub der Zustand der Pflanzen geprüft werden. Im Webinterface kann entweder über die Knöpfe unten oder über die Maus ein Teilausschnitt selektiert werden. Damit können verschiedene Bereiche analysiert werden.

Hier in der Grafik ist sehr schön ersichtlich wie langsam die Bodenfeuchtigkeit (braun) sinkt und dann bei einem bestimmten Schwellwert die Wasserpumpe (blau) eingeschaltet wird. Genau in diesem Moment steigt die Bodenfeuchtigkeit schon beim nächsten Messpunkt.

Ebenso ist der Tagesablauf ersichtlich. Die Pumpe wird erst am Morgen nach 9 in Betrieb genommen und am Abend ab 22 Uhr nicht mehr eingeschaltet. In der Nacht sinkt dann die Bodenfeuchtigkeit schön kontinuierlich.

Die genutzte Software hier als Übersicht:

Einige Details zur Softwareseite sind hier im Yun Shield Review noch zu finden.

Der Hardware Aufbau beinhaltet hauptsächlich folgende Komponenten:

Hier sieht man die Pflanzen und die Steuerung in der blauen Box.

Es hat schon einige Tomaten aber die sind noch nicht reif.

Hier sieht man den Bodenfeuchte Sensor und den Schlauch mit dem Tropfventil.

Der Helvetino und das Yun Shield mit allen Kabeln:

Die Pumpe im Wassertank:

Da die Wasseroberfläche höher steht als die Tropfventile läuft, auch wenn die Pumpe nicht eingeschaltet ist, das Wasser langsam weiter. Daher musste ich in dem Wasserschlauch ein kleines Loch machen damit diese Sogwirkung nicht den Tank leert. In der Innenseite ist noch ein Schlauchstück angebracht damit beim betätigen der Pumpe das Loch nicht den ganzen Druck ablässt. Das ganze sieht sehr unprofessionell aus funktioniert aber sehr gut.

Erweiterungen

Auswertung über Emoncms

Emoncms.org bietet eine sehr einfache Möglichkeit Sensordaten aufzuzeichnen und auszuwerten. Das Webfrontend bassiert auch auf JQuery/Flot somit konnte ich sehr einfach die lokale Benutzeroberfläche nachbauen:

Da die Daten bei mir bereits mit eine Python Script in die SQLite Datenbank geschrieben werden habe ich im gleichen Python Script noch das speichern bei Emoncms.org eingebaut:

Als Basis kann dieses Beispiel genommen werden:

https://github.com/emoncms/development/blob/master/Tutorials/Python/PyLink/pylink.py

Verbesserungsmöglichkeiten

  • Meldung per e-Mail und Led wenn der Tank Vorrat sich zu Ende neigt
  • Möglichkeit über das Internet Parameter zu ändern (z.B.: Pumpenzeit, Tiefste Bodenfeuchtigkeit, Zeitintervall der Messungen, Pausenzeiten,…)
  • Anschluss einer Webcam um regelmässig Photos zu schiessen, welche dann im Web Interface angezeigt werden.
  • Die Grafik bzw. die Datenselektion auf ein Woche einschränken und die Möglichkeit vom navigieren in die Webseite einbauen.

Lichtzeichner

Ein Projekt für die dunkle Jahreszeit: ein Lichtzeichner. Es braucht nicht viel um das Projekt umzusetzen:

Das ganze kann auf einem Proto Board zusammengebaut werden. Ich habe mir jedoch ein spezielles Board gebaut um direkt den Akku Anschluss und ein Button für die Steuerung unterzubringen. Hier zum Board: #Attiny85 Led Pixel PCB

Alles zusammengebaut sieht dann ungefähr so aus:

Und hier sind die Led Pixel eingeschaltet:

Um das gezeichnete Bild auch zu sehen muss der Photoapparat im manuellen Modus auf 2 oder mehr Sekunden eingestellt werden. Die Blende hatte ich immer so stark geschlossen wie möglich (F8). Den Autofokus stellt man am besten ab und stellt manuell auf die richtige Distanz scharf.

Jetzt muss man nur noch loslegen, den Ideen sind keine Grenzen gesetzt:

Die Anordnung der Led's kann variiert werden. Hier habe ich mit einem länglichen Holzstück eine Linie gemacht wie ein Schwert. Das Schreiben oder genaue Zeichnen geht weniger gut aber es sieht auch toll aus.

Hier die Steuerung mit dem Attiny85:

Und so sieht das ganze aus:

Hier einige Beispielbilder:

Attiny85 Led Pixel PCB

Das “Miny85 LED Connector” Board ist ideal um mit wenig Aufwand Led Pixel WS2812 anzusteuern. Es besteht hauptsächlich aus einem Attiny85. Zusätzlich zum Reset Button ist ein Button vorhanden um z.B.: zwischen verschiedenen LED Animationen umzuschalten oder um die Geschwindigkeit zu verändern. Ebenfalls gibt es eine SMD Led auf dem Board um dem Benutzer eine Rückmeldung geben zu können. Die Led Pixel können direkt auf der rechten Seite angeschlossen werden. Auf der Rückseite befindet sich direkt eine JST Buchse zum Anschluss eines Akkus. Ich habe es hauptsächlich für den Lichtzeichner gebaut, aber es gibt noch viele weitere Verwendungszwecke.

Hier das Board:

Hier ist es bestückt.

Link um bei OSHPark ein “Miny85 LED Connector” Board zu bestellen:

https://oshpark.com/shared_projects/ZmkKbZyu

Micronucleus Bootloader mit Attiny85 auf Breadboard

Um den USB Micronucleus Bootloader auzuprobieren habe kurzerhand das ganze auf dem Breadboard aufgebaut. Details hier: http://playground.boxtec.ch/doku.php/arduino/attinyusb/micronucleus

Helvetiny85 und Helvetiny85 BB

Mithilfe dem Micronucleus Bootloader und der Idee einen möglichst einfachen Einstieg in die Arduino Welt zu ermöglichen, sind die Boards Helvetiny85 und Helvetiny85 BB entstanden. Die Boards bestehen aus sehr wenig Bauteilen ermöglichen jedoch trotzdem einen direkten Anschluss via USB an den Computer. Alle Bauteile sind in Durchsteckmontage selber sehr einfach einzulöten ( kein SMD ).

Die Boards eignen sich somit hervorragend für Workshops. Zuerst kann das Board selber zusammen gelötet werden und dann mit dem USB Anschluss direkt programmiert werden. Es wird keine zusätzliche Hardware benötigt wie ( AVR Programmierer oder FTDI Adapter ).

Details: http://playground.boxtec.ch/doku.php/arduino/attinyusb/helvetiny85

Helvetiny84

Der grössere Bruder vom Helvetiny85 der Helvetiny84 auf Basis vom Attiny84. Er ist auch bereits im Boxtec als Kit erhältlich.

Links:

Hier noch die Bilder vom Prototyp:

Fidget Spinner aus Helvetiny84 und Arduled

Die Fidget Spinner sind der Neue Hit. Normalerweise ist es jedoch eine rein mechanische Spielerei. Hier eine etwas interessantere Version. Gebaut aus folgenden Teilen:

  • Helvetiny84 (Projektseite) (Boxtec Shop)
  • Arduled (Link)
  • 2.5” Zoll Harddisk Kugellager
  • M4 Schraube und Mutter
  • Sperrholz
  • Infrarot Led und Diode
  • 2x Unterlagsscheibe
  • Kabel

Hier die Bilder vom Fidget Spinner:

Und hier wie es aussieht wenn er sich dreht:

Hier noch ein kleines Video: https://youtu.be/OGuRDXI2GR0

AVR Rescue Shield

Damit lassen sich die Fuses eines Attiny85 wieder zurücksetzen.

Details: http://playground.boxtec.ch/doku.php/arduino/arduino_fuses_reset

Lego Technics Steuerung

Hier eine Unterseite wo ich verschiedene Möglichkeiten zur Steuerung der Lego Technics Bauteile (Motoren / Sensoren) vorstellen möchte.

Technische Lego Komponenten und deren Möglichkeiten

Zum Beispiel ein autonomer Lego Racer:

Speed Boat Reperatur

Dieses Speed Boat war defekt. Die Steuerplatine war defekt, der Steuerservo unter Wasser und die Fernbedienung war verschwunden.

Zum Einsatz ist ein Attiny85 mit dem Bluetooth Empfänger HC05 gekommen. Ein Servomotor für die Steuerung. Der Motor wird über ein N-Kanal MOSFET angesteuert. Auf dem Android Smartphone habe ich mit dem MIT App Inventor eine kleine App zusammengeklickt. http://appinventor.mit.edu/explore/#

Hier das Boot schon mit neuer Steuerung im Einsatz.

https://youtu.be/IPe85jxci00

Optimierungen

Schon nach dem ersten Einsatz gibt es Verbesserungswünsche vom Piloten.

  • Richtungs Steuerung für geradeaus muss sensibler reagieren können
  • Rückfahrtmöglichkeit einbauen
  • Akku Überwachung einbauen, rückmeldung an Android App

MeArm Shield für Arduino/Helvetino

Der MeArm v.04 von phenoptix ist schon länger bei mir und wartet darauf zum Leben erweckt zu werden. Jetzt habe ich Ihm endlich ein Arduino/Helvetino Shield gebaut. Auf dem Shield ist ein Oled Display angebracht. Zur Steuerung hat er auch noch ein Game Board mit zwei Joysticks erhalten. Und nätürlich ein kleines Programm um manuell zu steuern. Das war mir aber dann mit der Zeit zu viel und ich habe ihm die Möglichkeit eingebaut um Ihm einen Pfad beizubringen. Dieser Pfad kann er dann so oft wie gewünscht und in einer einstellbaren Geschwindigkeit abfahren.

Hier die Bilder zur Illustration und ein Video dazu.

Video: https://youtu.be/WRABzjRHo1M

ESP Programmierer

Damit ich die ESP-01 und ESP-03 Boards direkt programmieren kann habe ich mir ein Board gebaut. Das Board verfügt über einen Spannungsregler um das ESP Board mit 3.3 Volt zu versorgen. Ein Kondensator stützt die Versorgungsspannung damit der ESP nicht ungeplant einen Reset durchführt. Ebenfalls hat es einen Pegelwandler um das TX Signal vom USB Adapter auf 3.3 Volt anzupassen. Es verfügt über einen Reset Taster. Einen Schalter um das Board auszuschalten und einen Schalter um das Board in den Programmiermodus zu versetzten. Für Funktionstests ist ein eine Led ist auf Pin 2 angeschlossen.

Anschlussbelegung:

Prog.Board/Serial ESP-01 ESP-03 Kommentar
VCC 3.3V 8 VCC 14 VCC
GND 1 GND 1 GND
TX 7 RX 4 RX
RX 2 TX 2 RX
RST 6 RST 5 RST
VCC 3.3V 4 CH_PD 6 CH_PD High: Run, Low = Power down aktiv
Prog. Switch 5 GPIO 0 8 GPIO 0 High: Run, Low: Flash
VCC 3.3V 4 CH_PD 6 CH_PD High: Run, Low = Power down aktiv
GND 10 GPIO 15 Connect with 1k to GND

In Aktion mit ESP-01

Und hier mit ESP-03 auf einem Breakouut Board.

Danach kann das ESP Board ganz normal über den 5 Volt USB-Serial Adapter vom Computer aus angesprochen und programmiert werden.

Geplante Projekte im Aufbau

Viele Ideen sind da, aber keine konkreten Projekte.

 
projekte/dinoi.txt · Last modified: 2018/12/14 17:47 by dinoi
 
 

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