Arduino Fahrradcomputer – Teil 3

Wie in Teil 1 und Teil 2 schon beschrieben baue ich seit dem Frühjahr an meinem Fahrrad herum um es zu einem E-Bike bzw. Pedelec zu erweitern. Fertige Umrüstkits sind nicht mein Ding und so wurde und wird gebastelt was das Zeug hält.

Version 1 aus dem zweiten Teil (vor einem Monat! wie die Zeit vergeht …) hat funktioniert, war aber nicht wasserdicht. Weitere Versuche mit Fahrradtaschen führten dazu, dass der Modellbau ESC zweimal überhitzte, sich damit selbst zerstörte und neue bestellt werden mussten. Dazu kam noch ein Urlaub und nun bin ich bei Version 3.

Sie verzichtet auf den extra Akku für das Licht, d.h. ich muss immer mit einem großen Akku herumfahren, aber das ist kein Problem. Der ESC ist wieder außerhalb der Akkutasche montiert und ich verwende zur Zeit einen externen Arduino und nicht den, der im Frontscheinwerfer verbaut ist um den Motor zu steuern. Klappt ganz hervorragend.

Mit zwei günstigen 4S Modellbauakkus (5 Ah) wird es betrieben und per Arduino auf 300 Watt Dauerleistung begrenzt. Ja, nicht ganz StVO-konform, aber ich teste noch auf Waldwegen. Man kommt mit dieser Konfiguration und kräftigem Treten auch auf über 25 km/h und kann relativ gut ca. 30-32 km/h auf ebener Strecke halten. Nach knapp über 20 Kilometern ist mit einem so kleinen Akku allerdings schluss, wenn man auf diese Weise und mit Dauervollgas fährt.

Die nächste Ausbaustufe ist ein größerer Akku (10 Ah reduziert auf Hobbyking.com für umgerechnet knapp 250€ pro kWh und damit sehr sehr sehr günstig, vor allem im Vergleich zu E-Bike Akkus, die oft mehr als 800€ pro kWh kosten) und Umstieg von Arduino auf einen Spark Core damit das Update der Firmware auch ohne Kabel funktioniert. Außerdem sollte es dann StVO-tauglich sein und Bilder geben.

Die übernächste Stufe dürfte dann ein Drehmomentsensor sein damit immer nur genau so viel Gas gegeben wird, wie nötig ist.

Ich hoffe es ist in den nächsten Wochen nicht zu heiß um zu testen und darüber zu bloggen. Bis dann!

Arduino Fahrradcomputer – Fortsetzung

In Teil 1 habe ich von meinem Plan geschrieben ein normales Fahrrad mit einem Arduino und einem kleinen Motor zu pimpen. Wie das immer so ist, wenn man etwas nur neben her macht, dauerte es eine Ewigkeit bis ich am Fahrrad testen konnte.

Version 1 ist also sozusagen fertig und ich habe eine Menge dabei gelernt. So viel, dass ich unbedingt eine Version 2 brauche, weil folgendes stark verbesserungswürdig ist:

  • GPS ist mit SoftwareSerial angebunden und unterbricht bei jedem Empfang von Positionsdaten (einmal pro Sekunde) den PWM-Ausgang. Ich bin mir noch nicht sicher, ob daran ein Weg vorbei führt oder ich einen anderen Microcontroller nehmen muss.
  • Damit ich auch dann ein Licht habe, wenn kein Hauptakku angeschlossen ist, habe ich einen zweiten 1000 mAh Lipo verbaut. Die Bauteile außen herum sind recht groß geworden und schwer am Rahmen zu verstecken.
  • Gleiches gilt für die Steckerphalanx, die nötig ist um alle Sensoren anzuschließen. Das macht aus dem eigentlichen Versuch alles in die Frontlampe zu packen ein riesiges Monster.

Es dürfte also darauf hinauslaufen den Arduino und die restliche Elektronik samt Stecker in einer etwas größeren Box verschwinden zu lassen. Schade.

In Fahrt funktioniert die Grundfunktion eigentlich recht solide, es sind nur die zusätzlichen Funktionen und die Ästhetik, die Probleme bereiten. Bis Version 2 dann ;-)

P.S.: Ein OLED 0,96″ ist zu klein auf dem Rad …

Arduino Fahrradcomputer – Teil 1

Vor ein paar Wochen habe ich mir überlegt, dass es doch eine feine Sache wäre mit einem Arduino, einem OLED Display und einem kleinen GPS Empfänger einen Selbstbau Fahrradcomputer am Lenker zu haben. Für das Tachogehäuse war es etwas zu viel Elektronik und so reifte der Plan das ganze in den Frontscheinwerfer zu integrieren.

Letzte Woche änderte sich der Plan. Warum nicht auch gleich einen Nabenmotor an Vorderrad und aus einem normalen Fahrrad ein E-Bike / Pedelec bauen? Der Motor wurde bestellt und jetzt ist mehr oder weniger alles da, was für eine erste Testversion nötig ist.

E-Bike Sketch_Steckplatine

Ein Schaltungsentwurf musste her und anstatt wild herumzuprobieren, habe ich mich dieses Mal für einen Entwurf mit Fritzing entschieden. Das hat hervorragend geklappt  und mir aufgezeigt, dass jeder Arduino Pin gebraucht werden wird.

Was soll dieser Fahrradcomputer am Ende können? Im Frontscheinwerfer wird der Arduino, ein GPS Empfänger, ein RF12 Transceiver (JeeNode kompatibel), ein OpenLog, ein LDR und natürlich die LED des Scheinwerfers untergebracht. Externe Sensoren und der Motor werden ebenso wie das Display und ein paar Buttons – der Plan ist einen alten Tacho als Gehäuse zu verwenden – über Stecker/Buchsen angebunden.

Der Strom für Arduino und Licht kommt aus einem 400 mAh Lipo der mit Ladeschaltung und kleinem Solarpanel in der Nähe des Frontscheinwerfers platziert wird. So kann man Computer und Licht auch verwenden, wenn man mal ohne großen Akku unterwegs ist.

Zur Motorsteuerung verwende ich einen ESC aus dem Modellbau. Ebenso wird es wohl ein großer Modellbau Akku werden, der mich antreibt. Warum? Weil es wesentlich kleiner und unauffälliger ist. Der Nachteil eines solchen ESC ist allerdings, dass er den Strom nicht begrenzen kann und so der Motor bei geringer Geschwindigkeit (Bergfahrten) überhitzen könnte. Deshalb soll der Stromverbrauch gemessen werden und über einen Regelkreis das Gas so weit wie nötig zurückgenommen werden.

Im Prinzip wird es so etwas wie der ForumsController aus dem Pedelec-Forum. Dort berichten einige, dass eine solche Steuerung (ESC) sehr laut sei. Kann ich aber momentan nicht bestätigen.

Ich bin sehr gespannt, ob und wie das alles funktionieren wird und vor allem wie unauffällig es später am Fahrrad wirkt. Einen ersten Test und damit auch Teil 2 wird es geben, wenn Gas geben und Licht ohne großen Akku funktioniert. Das Vorderrad dreht sich natürlich schon, fehlt also nur das Licht ;-)

Den mit Fritzing erstellten Schaltplan gibt es in der Einzelansicht des Artikels. Und ja, ich versuche wieder regelmäßiger mein Blog zu befüllen. Für manches ist Facebook doch nicht geeignet. Zwar gibt es dort mehr Interaktion, aber Texte sind kurz und nach ein paar Tagen sind die Einträge vergessen. Hier stehen sie für die Ewigkeit und können auch von Nicht-Facebook-Freunden gelesen werden. Bis zum nächsten Mal!

Arduino Fahrradcomputer — Teil 1 weiterlesen

PI Time

3/14/15 9:26:53

Heute ist ein ganz besonderer Tag bzw. eine ganz besondere Uhrzeit. Grund genug mal wieder etwas zu bloggen. Ich bin also nicht verschollen :)

Kein Verständnis

James Comey, seit einem Jahr Chef des amerikanischen FBI lässt folgenden Satz in einem Interview entweichen, in dem es über die zukünftig aktivierte Verschlüsselung des kompletten Dateisystems auf Smartphones mit Android (Google) und iOS (Apple) geht:

What concerns me about this is companies marketing something expressly to allow people to place themselves beyond the law.

… und mit Waffen verkaufen fühlt sich das FBI wohl. Amerikaner …

Staub wischen

6 Monate und kein einziger Blogeintrag. Der Herr Blogger ist wohl etwas beschäftigt dieses Jahr. Keine Panik, ich lebe noch ;-)

Ab welchem Batteriepreis lohnt es sich den Strom daraus zu beziehen?

TL;DR

Der Tipping-Point, also der Punkt an dem eine Technologie zum Selbstläufer wird, ist nah.

Zeitabhängige Stromtarife ausnutzen

Kleines Gedankenexperiment am Abend, wann lohnt es sich mit Batterien Strom für den Eigenverbrauch zu speichern? Wie? Na es gibt ja Stromtarife in denen der Nachtstrom preiswerter als der Tagstrom ist. Hier in Erlangen wäre das der Tarif “ERconomy Duo”. 29 Cent pro kWh in der Hauptzeit (wochentags von 6-22 Uhr) und 21,3 Cent in der Nebenzeit. Der Monatspreis beträgt 7,50€.

Angenommen man verbraucht 2/3 des Stroms am Tag in der Hauptzeit. Wenn man z.B. im Schnitt 8 kWh am Tag verbraucht dann sind das in der Woche also 29,33 kWh in der Nebenzeit und 26,66 kWh in der Hauptzeit. Das ergibt wöchentliche Kosten von 15,86€ (7,73€ + 6,25€ + 7,50€ / 4). Wenn man nun eine Batterie hätte mit der man 6 kWh zwischenspeichern könnte, dann könnte man sie in der Nebenzeit aufladen und den Strom am Tag daraus beziehen. Richtig?

Was spart man dadurch? Würde man den kompletten Strom in der Nebenzeit von Anbieter neben und sich in der Hauptzeit aus Batterien versorgen, dann würden sich die wöchentlichen Kosten auf 13,80€ belaufen. Auf das Jahr hochgerechnet wäre das eine Ersparnis von knapp über 100 €. Wenn Batterien und Wechselrichter 20 Jahre halten sollten, dann müsste beides zusammen also günstiger als 2000€ werden.

Batteriepreise

Durch die Massenproduktion von Batterien geht die Preisentwicklung steil nach unten. Laut Wikipedia lag der Preis pro kWh 2011 noch bei 500€, 2012 bei 350€ und 2013 bei 200€. Das heißt die 6 kWh Batterie müsste man für 1200€ kaufen können. Bleiben für den Wechselrichter noch 800€. Dafür sollte sich doch etwas ordentliches finden lassen, oder? Allerdings spart man da am Ende nichts …

Nur wenn die Preise weiter fallen wäre das eine Möglichkeit zu sparen. Wenn man nun allerdings Solarzellen hat, dann sieht die Rechnung ganz anders aus. Man speichert am Tag, noch günstigere Energie und verbraucht sie in der Nacht. Da diese Art von Speicher auch noch Förderung vom Staat erfährt, dürfte sich das mittlerweile doch rechnen, oder?

Und wie … ein 180 kg schwerer Batteriespeicher von E.ON mit 8,1 kWh kostet zwischen 16000€ und 17000€ … wohoo! Batterien zum 10-fachen Marktpreis, man fragt sich was daran besser ist. Ein 2000 Watt Wechselrichter gibt es für ein paar hundert Euro und selbst wenn man sich Lithium-Eisen-Phosphat Akkus bei Conrad für Mondpreise kauft kommt man nicht auf diese Summen (400€ für 0,3 kWh, d.h. 10800€ für 8,1 kWh). 8,1 kWh aus Autobatterien würden 3500€ kosten und im Keller müsste man dafür ja eigentlich genug Platz haben. Auch hier habe ich mal ein Produkt aus dem Conrad Katalog genommen, eine Batterie mit 200Ah für 700€, d.h. wir bräuchten 3,4 davon um auf 8,1 kWh zu kommen. Aber weil Bleiakkus weniger nutzbare Leistung haben, bräuchten wir wohl eher 5 Stück davon.

Rechnet sich das ganze?

Es rechnet sich also zumindest für Anbieter von Speicherlösungen und zum Teil für Solaranlagenbesitzer. Wenn man doch nur alles selbst bauen könnte, wahrscheinlich auch bald für jeden. Speichersysteme in jedem Haushalt um Kraftwerke nicht ständig hoch und runterfahren zu müssen und zum Ausgleich der schwankenden, regenerativen Energien? Für manche kann das ein geparktes Elektroauto leisten für andere der Speicher im Keller. Warum nicht? Ab einem bestimmten Preis macht es Sinn und wird Einzug halten … ganz einfach. Tipping-Point erreicht!

Batterie

Selling stuff on eBay

Der ungefähre Ablauf nach einem Verkauf auf Ebay für den Verkäufer:

  1. Nur noch ein paar Minuten und wow, sie bieten so viel, wow! Pure Freude!
  2. Nach Angebotsende einloggen und mit den fälligen Ebay-Gebühren begrüßt werden. Meh!
  3. Nach Zahlungseingang mit den Paypal-Gebühren begrüßt werden
  4. Das Etikett gegen eine geringe Gebühr ausdrucken

Am Ende freut man sich, dass es wenigstens noch üblich ist, dass der Käufer die Versandkosten bezahlt. Ebay empfiehlt lediglich kostenlosen Versand für mehr Gebote anzugeben … puh. Also 15+% für andere für ihre wahnsinnig große Leistung, die sie da erbracht haben, einem zu helfen ein Produkt zu verkaufen. The Internet!

P.S.: Was sind eigentlich die Gewinnmargen von Ebay-Verkäufern? Sehr hoch können die ja nicht sein, oder? Für Privatverkauf schlägt es zumindest meist den Aufwand für Flohmarkt ;-)

Vodafone Un-Secure SIM

Verschlüsselung der Kommunikation direkt auf der SIM-Karte ist an sich eine tolle Idee. Vodafone will so etwas entwickelt haben und nennt es Secure-SIM. So weit so gut …

… aber:

Umfangreiche Sicherheitsfunktionen auf Secure-SIM vorinstalliert

und:

Die Nutzerverwaltung und das Aktivieren, Sperren und Monitoren der Secure SIM-Karten erfolgen über ein Internet-basiertes Adminportal.

Nirgends auf der Webseite wird erwähnt wie die Schlüssel generiert werden und bei den obigen Zitaten ist davon auszugehen, dass es über Vodafone geschieht. Was wiederum heißt, dass sie den Schlüssel auch kennen und schon ist das ganze System für die Katz’. Man zeige der Welt bitte wie die Schlüssel direkt auf dem Smartphone generiert werden und nur der öffentliche Teil mit anderen geteilt wird und nicht so ein Werbe-blabla für Firmenfutzis ohne Inhalt …

Intel NUC Kit gekauft

NUC Kit

Ich wusste gar nicht, dass so etwas existiert. Da gibt es also Kits von Intel zu kaufen, die mit recht potenter Laptop Hardware versehen sind und in einer kleinen Box mit 12×12 cm Außenmaßen daher kommen. Man muss nur noch Arbeitsspeicher und eine Festplatte dazukaufen und hat einen kompletten Rechner!

Da meine VDR/XBMC/NAS Linuxmöhre, die ich seit ein paar Jahren habe, etwas groß und stromfressend daherkommt und ein zwischenzeitlich eingesetzter Raspberry Pi von der Geschwindigkeit her auch nicht ganz so überzeugend ist, habe ich mir also so ein NUC Kit bestellt.

Genauer ein DN2820FYKH: 7.5W TDP, Dualcore 2.4 GHz (Bay Trail), Wifi/Bluetooth, USB 3.0 & Infrarotsensor für 115 € … kein schlechter Deal ;-)

Ich werde berichten was diese neuen Dinger so können.