0008Bastel-Jahresrückblick 2015

06.01.2016

Ich habe 2015 ziemlich viel gebastelt und gelötet – und lang nicht alles hat einen eigenen Blogbeitrag bekommen. Hier daher nochmal ein kompletter Überblick.

Electronics Hardware Projects Repairs Retrospect Toys Workshops

Abgeschlossene Projekte

sd2iec

Im Februar hab mir eine sd2iec für meinen Commodore 128 gebaut und dabei gleich drei Dinge zum ersten Mal gemacht:

Ausgehend von einem bestehenden Schaltplan eine Schaltung für Lochrasterplatine layoutiert und gelötet.
Einen Arduino verwendet, um einen anderen ATmega-Mikrocontroller zu flashen (→ Using an Arduino as AVR ISP).
Mit OpenSCAD ein Gehäuse entworfen und anschließend auf einem 3D-Drucker (im Happylab) ausgedruckt.

Erstaunlicherweise hat das auch alles mehr oder weniger auf Anhieb funktioniert¹.

Die Rückseite der Platine, halbfertig gelötet.

Mehr Details und Fotos: 0001 /// Eine sd2iec für den Commodore 128

Klingelblink-Alarmleuchte

Im März haben wir endlich den lang gehegten Plan, im Bürokeller einen Tischtennis-Tisch aufzustellen, umgesetzt. Daraus ergab sich das Problem: Wie hören wir beim Tischtennis-Spielen, wenn oben jemand läutet? Die Lösung: Eine selbstgebaute Alarmleuchte mit Ton und Netzwerkanschluss! In diesem Projekt hab ich zum ersten Mal (abseits von Breadboard-Spielereien) einen NE555-Timer und einen Buzzer eingesetzt.

Mehr dazu: 0004 /// Klingelblink im Tischtenniskeller

BLITZbot15

Für das CCCamp15 im August hab ich einen kleinen Roboter gebaut, der – ähnlich wie Hitchbot – über das Camp trampen sollte, indem er Menschen bat, ihn für eine kurze Zeit zu adoptieren und mitzunehmen. In gewisser Weise war BLITZbot15 für 2015 mein „Meisterstück“: Hier kam nochmals fast alles, was ich davor schon bei anderen Projekten ausprobiert und geübt hatte, zusammen: 3D-Entwurf und -Druck (für den Kopf), Alubearbeitung in der CNC-Fräse (fürs Gehäuse), Schaltungsentwurf und -umsetzung auf Lochrasterplatine (für das Mainboard). Und ein paar Premieren gabs natürlich auch:

Ein 3D-Modell konstruieren (und drucken), das aus zwei untrennbaren Teilen (Kopf und Hals) besteht, wobei die Teile aber gegeneinander verdrehbar sind.
Eine Schaltung rund um einen ATmega-Mikrocontroller als Herzstück selbst entwerfen, inkl. Stromversorgung über Batterien (3×1,5V mit Low-Drop-Spannungsregler).
Beim Schaltungsentwurf den Stromverbrauch berücksichtigen (BLITZbot15 musste ja mehrere Tage durchgehend ohne Batteriewechsel laufen).²
Ein LCD-Matrix-Display-Modul verbauen und ansteuern.
EPROMs verbauen und als zusätzlichen persistenten Speicher verwenden.³
Einen Endlosdrehregler zur Interaktion verwenden – hier ein Video mit ersten Experimenten, wie die Texteingabe über Endlosdrehregler funktionieren könnte (wurde dann für das Erstellen von Einträgen im Reisetagebuch verwendet):

Einen ausführlichen Beitrag über BLITZbot15’s Reise über das Camp gibts hier: 0006 /// BLITZbot15’s journey around CCCamp15. An einem Beitrag über seinen Aufbau schreibe ich noch …

Der Entwurf für den drehbaren Kopf (OpenSCAD).

Schalt- und Layoutplan für das Lochraster-Mainboard – handgezeichnet, für mehr war nicht genug Zeit.

Die vollständige Schaltung auf Breadboard, um Funktion und Stromverbrauch zu testen.

Letzte Hard- und Softwareanpassungen direkt am CCCamp15.

JUHU-Blinkbox

Im Dezember gabs dann noch ein Hardwareprojekt im Kundenauftrag: T-Mobile wollte, dass die JUHU-Leuchtbuchstaben vor der Oper blinken, wenn jemand einen Tweet oder ein Instagram-Foto mit dem passenden Hashtag postet. Dazu haben wir eine Box gebaut, die einen Raspberry Pi, ein bisschen Elektronik zum Dimmen der Vorschaltgeräte in den Leuchtbuchstaben, und eine Home-Net Box (damit das ganze über das Internet erreichbar ist) enthält.

Bei diesem Projekt gings für mich zum ersten Mal darum, etwas zu bauen, was für mehrere Wochen outdoor verlässlich funktionieren muss. Also spritzwasserdichtes Gehäuse mit entsprechend abgedichteten Bedienungselementen und Kabeldurchführungen etc. Außerdem haben wir die Box zweimal gebaut, um sie im Notfall einfach austauschen zu können.⁴ Außerdem hab ich bei diesem Projekt zum ersten Mal KiCAD eingesetzt, um den Schaltplan und die Platine zu entwerfen.

Die fast fertige JUHU-Blinkbox (wasserdichte Kabeldurchlässe fehlen noch).

Montage der Blinkbox auf der Rückseite der großen Leuchtbuchstaben.

Vom Bau der zweiten Box gibts auch ein Timelapse-Video (hier hab ich erstmal nur die Bedienelemente und die Platine eingebaut – alle anderen Komponenten kamen dann später dazu):

Kleinigkeiten

Im Jänner hab ich endlich die schon lang herumliegende Zoom Floppy in Betrieb genommen und begonnen, meine alten Commodore-Disketten als Diskimage zu archivieren – wer weiß, wie lange die Originaldisketten noch lesbar sein werden.⁵
Für die partielle Sonnenfinsternis Ende März hab ich mir aus Karton, Alufolie und Klarsichtfolie einen Kartonprojektor gebastelt.
Die Kaffeemühle im Büro bekam eine zusätzliche Befestigung der Achse eingebaut, damit das Mahlergebnis bei groben Mahlgraden gleichmäßiger ausfällt.

Ein Raspberry-Pi greift über die Zoom Floppy auf das alte Commodore-Diskettenlaufwerk zu.

Die partielle Sonnenfinsternis von März 2015, betrachtet in meinem Kartonprojektor.

Einbau einer zusätzlichen Führung in die Kaffeemühle.

Ende des Schuljahres war ich bei Martins Pfadfindergruppe, den Wichteln & Wölflingen in Neunkirchen, zu Besuch und wir haben einen Nachmittag lang aus LEDs, Kupferdraht, Büroklammern, verbrauchten Lippenpflegestiften und (fast) leeren Batterien kleine Taschenlampen⁶ gebastelt. Und zwar outdoor, ohne Strom, mit gasbetriebenen Lötkolben – MacGyver wäre stolz auf uns gewesen. Hier der Prototyp so einer Lampe:

Mein neu gekaufter Wasserkocher meinte, jeden Tastendruck (und das Ende des Kochvorganges) mit einem viel zu lauten PIIIIEEEP-Ton bestätigen zu müssen – bis ich einen zusätzlichen Widerstand vor den eingebauten Buzzer gelötet habe. Jetzt passt die Lautstärke.
Im Sommer hab ich die schon ziemlich abgefuckten Holzmöbel auf meinem Balkon abgeschliffen und neu lasiert.
Der Boden im Tischtenniskeller hatte an einer Stelle eine ungute Vertiefung (Stolpergefahr!); das Problem ließ sich mit ein paar Kilo Mörtel – im wahrsten Sinne des Wortes – nivellieren.

Dem Wasserkocher das laute Piepsen abgewöhnen.

Ein ehemaliges Loch im Boden des Tischtenniskellers.

Um eine beim Aufräumen gefundene alte S-VHS-C-Videokassette anschauen / digitalisieren zu können, hab ich mir um ein paar Euro eine passende gebrauchte Videokamera gekauft. Die hat allerdings erst funktioniert, nachdem ich sie auseinandergeschraubt und eine kaputte SMD-Sicherung ausfindig gemacht und ausgetauscht⁷ hatte.
Für meine Nichte gabs ein handgemachtes Mobile: Buchstaben mit dem Lasercutter aus Sperrholz geschnitten, mit kinder(speichel)sicherer Farbe lackiert und anschließend mit ein paar Holzstangen und dünnen Fäden aufgehängt und ausbalanciert.
Beim Aufräumen am elterlichen Dachboden ist ein Blech-UFO aufgetaucht, mit dem schon mein Vater als Kind gespielt hat. Ich hab mir einen Abend Zeit genommen und es zerlegt, geputzt⁸, die Oxidschichten an den Batteriekontakten entfernt, ein paar schon leicht wacklige Lötstellen erneuert und Motor und Zahnräder frisch geschmiert. Jetzt fährt und blinkt es wieder wie neu.

S-VHS-C-Videokamera in Einzelteilen (auf der Platine im Vordergrund war eine SMD-Sicherung kaputt).

Das Mobile für meine Nichte (halbfertig, die kleinen Buchstaben sind noch am Trocknen).

Service für ein ca. 50 Jahre altes Blech-UFO.

Schönes Detail beim Blech-UFO: Der Motor treibt nicht nur die Räder an, sondern auch einen Schleifkontakt, der das Blinken der roten und grünen Lichter erzeugt – ganz ohne Elektronik:

Bevor’s daran ging, mit der CNC-Fräse im Happylab das Gehäuse für den BLITZbot15 zu bearbeiten, wollte ich den Umgang mit der Fräse (insbesondere das Fräsen von Alu) nochmal üben. Ich hab daher eine schon lang existierende Idee für die Bürotür endlich umgesetzt: Eine Aluplatte mit ausgefrästem Fahrradsymbol, die verhindert, dass man Reifenspuren auf der Bürotür hinterlässt, wenn man sie mit dem Vorderrad eines Fahrrads aufdrückt.
Natürlich gabs auch diverse Erweiterungen und Verbesserungen an unserem 2014 eingerichteten Lab, so zum Beispiel ein neues Lagerregal, mit dem wir fast alles, was bisher im Lager beim Kellerabgang untergebracht war, direkt ins Lab übersiedeln konnten. Und einiges an neuem Werkzeug und Material (Heißluftpistole, Forstnerbohrer, Schrauben und Muttern für alle denkbaren Anlässe, … ) kam ebenfalls dazu.

Die Türplatte in der CNC-Fräse (zu sehen ist die Rückseite, auf der wir früher schon mal erfolglose Lackierversuche unternommen hatten).

Unvollendetes

Wie immer sind auch 2015 einige Sachen halbfertig liegengeblieben. Mal schauen, ob die 2016 zu einem Abschluss kommen werden:

Knotenlampe

Inspiriert von einer ähnlichen Lampe am 31C3 hab ich begonnen, eine Knotenlampe zu basteln: Die besteht im Prinzip einfach aus einem zu einem Knoten gelegten Lüftungsschlauch, in dem ein NeoPixel-LED-Strip bunt vor sich hin leuchtet. Ein erster Prototyp⁹ war schnell gebastelt, aber danach ist das Projekt wegen konzeptueller Unklarheiten eingeschlafen: Soll die Lampe immer denselben Lichteffekt zeigen (welchen?), oder soll sie auf irgendwas reagieren / steuerbar sein (und wenn ja, wie)? Soll die Ansteuerung über einen RaspberryPi erfolgen, oder doch eher über einen Arduino?

EPROM-Brenner

Nach der sd2iec war mein nächstes Projekt mit Commodore-Bezug ein EPROM-Brenner, damit ich meinem C128 alternative Betriebssysteme einpflanzen kann (die dann u.a. die Benutzung der sd2iec vereinfachen). Anders als bei der sd2iec habe ich hier nicht nur eine bestehende Schaltung angepasst, sondern die Schaltung (und die zugehörige Software, die den Brenner von einem PC / RaspberryPi aus ansteuert) komplett selbst entwickelt. Leider funktioniert der Brenner noch nicht fehlerfrei: Der Brennvorgang an sich funktioniert, einzelne Bytes werden allerdings mit falschen Werten gebrannt. Nach ca. 8 auf diese Weise ruinierten EPROMs hab ich die Fehlersuche vorerst aufgegeben¹⁰.

Zusammenfassung

2015 war ganz klar mein bastel-intensivstes Jahr bisher. Was Verständnis, Entwurf und Umsetzung von elektronischen Schaltungen angeht, würd ich sagen, dass ich mich von „interessierter Laie“ auf „ambitionierter Fortgeschrittener“ vorgearbeitet habe ¹¹ – und dazu hab ich außerdem noch den Umgang mit OpenSCAD, KiCAD und LTspice gelernt.

Mal schauen, was 2016 bringt.

Die erste Version des 3d-gedruckten Gehäuses hatte einige suboptimale Details, die mir erst beim Zusammenbau aufgefallen sind. Ich hab den Entwurf daher später nochmal überarbeitet und noch eine zweite, verbesserte Version des Gehäuses gedruckt. ↩
Hat übrigens besser als erwartet funktioniert – in BLITZbot15 stecken immer noch die Originalbatterien (allerdings hat er natürlich inzwischen einen Ein-Aus-Schalter bekommen und ist nur mehr sporadisch in Betrieb). ↩
BLITZbot15 hat ein Reisetagebuch, in den die Menschen, die ihn mitnehmen, Einträge machen können. Und diese Einträge sollten natürlich nicht verloren gehen, wenn mal der Strom ausfällt.¹² ↩
Wir haben die Ersatzbox aber dann gar nicht gebraucht – die erste Box hat bis zum Schluss perfekt funktioniert. ↩
Vorerst hab ich mich beim Archivieren auf jene Disketten beschränkt, wo meine eigenen ersten Programme bzw. Programmierversuche drauf sind, und dazu noch ein paar Spieledisketten mit schönen alten Highscores von mir bzw. meiner Schwester und unseren Freund*innen. ↩
Diese Taschenlampen basieren auf dem Prinzip „Joule-Thief“ – konkret haben wir uns am Artikel „Zombie-Taschenlampe“ aus dem c’t-Hacks-/Make-Magazin orientiert. ↩
„ausgetauscht“ ist hier als Euphemismus für „überbrückt“ zu verstehen. Aber inzwischen hab ich eine passende Ersatzsicherung und werd die sicher auch einbauen … irgendwann … ↩
Gemeinsam mit Michi – danke für die Hilfe! ↩
Beim Prototyp steuert ein Python-Programm auf einem RaspberryPi die LEDs an, der Lichteffekt ist einfach ein Standard-Regenbogen-Effekt. ↩
Für zukünftige Versuche hab ich mir inzwischen EPROMs besorgt, die sich mittels UV-Licht wieder löschen lassen, sowie ein passendes Löschgerät. Beides kam allerdings bisher noch nicht zum Einsatz. ↩
Nicht zuletzt dank des grandiosen Buchs „The Art of Electronics“ von Horowitz / Hill – ganz große Empfehlung, falls ihr euch für dieses Thema interessiert (Affiliate-Link). ↩
Was übrigens nach 2 Tagen auch prompt passierte – Schuld war eine schlechte Lötstelle, die ich dann direkt am Camp nochmal nachlöten musste. ↩

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