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DIY In eigener Sache

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!

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Gadgets Nur mal so Quadrocopter

Quadrocopter selbst bauen?

So ein Hexacopter (oder simpler auch Quadrocopter) wäre doch eine nette Sache, dachte ich mir bzw. denke ich immer noch. Nur leider sind fertige Geräte ziemlich teuer oder nicht so ganz das Wahre und für alle braucht man dann noch teure Funksender und ggf. Erweiterungen für Navigation per GPS, etc.

Dann kam mir der Gedanke, dass moderne Smartphones eigentlich leistungsstark genug sein müssten so einen Quadrocopter fliegen zu können. Die Vorteile liegen auf der Hand:

  • Preiswert, da Massenware (Nexus S z.B. nur 285 Euro)
  • Eingebautes GPS
  • Eingebautes Sensoren (Gyro, Beschleunigung, Kompass)
  • 2 Digitalkameras für Blick nach unten und oben bzw. über Spiegel auch in andere Richtungen
  • Verbindung (zur Steuerung) über Wifi bzw. Bluetooth möglich oder für extreme Reichweiten auch mittels Mobilfunknetz
  • eigener Akku für mehrstündige Stromversorgung und somit auch leichtes Wiederauffinden des Fluggerätes, wenn der Akku für die Rotoren leer ist und das ganze abgestürzt ist
  • ach ja, wenn sich NFC durchsetzt könnte man so „im Vorbeiflug“ bezahlen ;-)))

Was meint ihr? Nexus S mit einer Motorsteuerung verbinden (jetzt dank Open Accessory Dev Kit möglich) und los geht’s? Bei dem Dev Kit wird schon ein Steuerungsboard verlinkt, welches so ein Smartphone mit der Steuerelektronik reden lässt, aber im Prinzip müsste es ausreichen die Motorsteuerung direkt zu verbinden und ggf. sogar den benötigten Strom dafür aus dem Handyakku zu beziehen.

Etwas ähnliches haben übrigens zwei Österreicher schon probiert. Steuerung eines Bausets von Mikrokopter (die teuren Dinger von oben) mittels Bluetooth von einem Androidgerät aus. Das geht so weit, dass man dieses Androidhandy dann mit dem Mikrocopter mitfliegen lassen kann und ihm über das Internet Steuersignale schicken kann. In etwa so habe ich mir das vorgestellt, nur ohne die unnötige Steuerelektronik im Mikrocopter selbst …

Möglich oder nicht? Kennt sich jemand unter meinen Lesern mit der Thematik aus? Rahmen, Motoren, Rotoren und BL-Steuerung kann doch nicht so teuer sein. Dazu noch ein Lipo mit Ladegerät und genanntes Nexus S mit vermutlich erheblichem Programmieraufwand und fertig ist das Ganze. Ich stelle mir das gerade wahrscheinlich zu simpel vor, oder?

Nachtrag:
Der Arducopter scheint mir ein interessanter Ausgangspunkt zu sein. Dieses Set bestehend aus Gestell, Motoren, Rotoren und Motoransteuerungen kostet mit Versand und Steuern um die 400 Euro. Vielleicht wird der Herbst ja warm? Mal sehen ;-)

Nachtrag 2:
Man könnte auch langsam anfangen und das Vorhaben erst einmal „theoretisch“ austesten. Mittels UavPlayground gibt es die Möglichkeit eine Drone zu simulieren und auch Daten von der Simulation zu lesen. Damit und mit dem Android Emulator bzw. einem richtigen Androidgerät könnte man auf jeden Fall schon mal die Steuersoftware testen bevor man echte Hardware verbaut und die Sackgasse bemerkt.

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In eigener Sache

DIY Solarladegerät Update

Vor zwei Wochen habe ich von meinem DIY Solarladegerät palavert und gestern kamen noch mal ein paar Chinazellen bei mir an. Jetzt sind es also 6 Stück und sollten nach Adam Riese die doppelte Menge Strom produzieren. Leider klappt das nur bei wirklich praller Sonne und mit perfekter Ausrichtung und das ist momentan gerade Mangelware. 1400 mA habe ich heute maximal auf dem Amperemeter mit Last ablesen können, der Kurzschlussstrom ist natürlich viel höher. Nicht schlecht ;-)

Das reicht um ein iPhone jetzt auch bei ein bisschen wechselhaftem Wetter direkt an den Solarzellen zu laden, allerdings zickt es natürlich trotzdem noch herum wenn für kurze Zeit zu wenig Strom geliefert wird („Aufladen wird mit diesem Zubehör nicht unterstützt“). Deshalb verwende ich einen Pufferakku.

Auf den Bildern sieht man das Setup in verschiedenen Situationen. 300 mA bei dicken Wolken ist eigentlich auch noch ganz ok, das ist immerhin fast so viel wie ein USB-Anschluss am Computer liefern würde.

Fazit: Projekt erfolgreich abgeschlossen. Next: Ambilight für den Fernseher und den PC ;-)

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In eigener Sache Wetter

Kältetauscherupdate

Ich nenne dieses Ding jetzt mal einfach Kälte- statt Wärmetauscher. Weil eines kann ich mit Sicherheit nun sagen, ein Ventilator mit Radiator davor, durch den kaltes Wasser fließt, sorgt tatsächlich für einen angenehm kühlen Luftzug … hurray ;-)

Allerdings – und hier kommt ein dicker Brocken – hätte ich nicht gedacht, dass sich das Wasser so schnell erwärmen würde. Bei jedem Durchlauf um ca. 1 Grad (wenn das Wasser noch ca. 20 Grad hat). Da die Pumpe 3 Liter pro Minute pumpt, sind die ca. 20 Liter schnell bei den 28 Grad Raumtemperatur angekommen … schneller als eine Gefriertruhe neues Eis produzieren könnte und dann heißt es Wanne neu befüllen.

Im Übrigen bin ich erschrocken wie warm das Wasser aus der Leitung doch ist. Nunja, um nicht so oft Wasser wechseln zu müssen brauche ich also a) mehr Wasser und b) sehr viel kühleres Wasser.

Aber wie schon gesagt, reicht für ein kühles Lüftchen und die Zimmertemperatur bleibt auch mit laufenden Computern und meiner Anwesenheit konstant. Ist ja noch eine Weile warm, also kann ich weiter damit Erfahrungen sammeln. Und wenn es sich dann als doch nicht so tolle Idee herausgestellt haben sollte, dann kann ich die Teile immer noch in meinen PC als Wasserkühlung einbauen ;-)

Update vom Update
Jetzt mal ordentlich gemessen. 15 Liter Wasser werden in 30 Minuten von 14 auf 22 Grad Celsius erwärmt. Durch den Radiator floss das Wasser in der Zeit also 4 mal, d.h. es wird jedes Mal um ca. 1,5 Grad wärmer. In Kälteleistung entspricht der Aufbau also einer Klimaanlage mit 105 Watt (15 * 6° = 90 kcal = 378 kWs = 105 Wh). Mikrig!

Ich bräuchte nochmal 9 Radiatoren um wenigstens auf 1000 Watt Kühlleistung zu kommen und dann ist das Wasser praktisch sofort warm. Direkt aus der Leitung durchlaufen lassen? Das wären bei 180 Liter die Stunde und 8 Stunden Laufzeit 4,42 € an Wasserkosten (3,07 € pro 1000 Liter Trinkwasser inkl. Abwassergebühren). 8 kWh Strom würden nur 1,72 € kosten. Insofern … meh!