Make_ Magazin Juli No 03 2015

7/21/2019 Make_ Magazin Juli No 03 2015

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Make: 3/2015



Liebe Leserinnen und Leser,

ich bin es, die Praktikantin. Für Sie sind die letzten zwei Monate dieWartezeit auf die neueste Ausgabe der Make gewesen- ich durfewährenddessen der gesamten Produktion der Zeitschrifbeiwohnen. Das Praktikum in der Make war voller spannenderEinblicke in die Arbeit einer Redaktion. Dabei war es auch dieaufregendste Arbeitszeit in einem tollen Team, die ich bishererleben durfe. Einen ganzen Zyklus einer Heftentstehung zubegleiten ist sehr beeindruckend. Und obwohl hier eigentlichpermanent die Hölle los ist- da wird noch gebastelt, da muss schonder Artikel in den Satz-, habe ich eine ganze Menge gelernt,mitgenommen und viel Unterstützung erhalten. Eine Erfhrung, dieich allen jungen Lesern, die sich vielleicht grade fragen, wohin dieReise gehen soll, wärmstens empfehlen kann. Und was erwartet

einen bei der Make?

Glücklicherweise hat man im Praktikum die gleichen Aufgabenwie die Redakteure - der Kafee kocht sich hier nämlich von alleine.Und es ist erstaunlich, wie viele Aufgaben es in einer Redaktiongibt, außer Artikel zu verfssen: Da werden noch Projektenachgebaut, neue Geräte ausprobiert, fotografiert, Layoutsüberlegt, Neues gelernt, Altes verlegt und Veranstaltungen andererMaker besucht. Dabei kann es auch schon vorkommen, dass mankurz vor der Maker Faire noch fünfzig lustige Buttonmotiveaus dem Ärmel zaubern muss.

1S S us Ihr Mu!

[email protected]

Apropos Maker Faire: Auch die Entstehung des gewaltigen Festivalszu erleben war eins meiner Highlights. Die Vorbereitungen liefenin der Redaktion schon seit Wochen auf Hochtouren, über 10 000

Besucher sind auf die Veranstaltung geströmt. Die kreativeAtmosphäre und die tollen Aussteller werden uns noch wochenlanginspirieren. Die schönsten Augenblicke haben wir für Sie in unsererFotostrecke gesammelt.

Und damit wünsche ich Ihnen, liebe Leserinnen und Leser, genausoviel Kreativität und Spaß wie der gesamten MakeRedaktion.

Rebecca Husemann

Make: 3/25 l 3



41 Make: 3/2015

InhaltAB NACH DRAUSSENRaus aus dem Büro und den Sommer genießen!Mit diesen Projekten geht es in den Garten, aufdie Straße und in die Wildnis.

6 Raspi steue Wasserversorgungfür Terrassenbeet und Rasen

2 Autarke Lichtsensoren

22 Kreide selbermachen

Solarzellemit Früchtetee

3 Editorial

6 Leserforum

8 Werkstattberichte: Neues ausHackerspaces und der Szene

10 Maker Faire Hannover in Bildern

14 Wettbewerb: Feedback-Devicesfür FRITZ!Box

16 Einstieg in Wearables:Prinzessin auf der Hose

28 Der Boss an der Säge:Interview mit Autodesk-Chef Carl Bass

36 Nixie-Röhren: Glimmziffern hinter Glas

44 Zukunftstag:Schülerinnen im Make-Labor

46 Gießalarm:Sensorgesteuee Bewässerung mit Pi

52 Lieblingswerkzeug:Japanische Schneidelade

54 Rauf ins Blaue:Flugobjekte zum Selberbauen für alle

56 Raketengleiter: Staet wie eine Rakete,

gleitet sanft herunter64 ArduSmartPilot:

Handy steue elektrifizieen Wurfgleiter



LICHTERSPASSHighlights für triste Regentage: Diese Projekteblinken und leuchten und sorgen für gute Launebei großen und kleinen Kindern.

16 LED-Stickerei mit Wearable Board

36 Nixie-Grundlagen undGleichspannungsmessgerät

106 Malen mit nachleuchtender Farbe

72 3D-Scans aus der Luftmit Kamera und Kopter

82 FPV-Racing: Flugrennen mit Video-Koptern

86 Ab ins All mit dem eigenen Wetterballon

92 Conrad-Elektronik:Einblick in die Entwicklungsabteilung

102 Community-Projekte:Minibar auf Rädern und eine smae Kletterwand

106 Licht ins Dunkel mit nachleuchtender Farbe

110 Nachgebaut: Hacks-Projekt alsSchülerworkshop

112 Internet of Things:Lichtsensoren erkunden Europa

122 Kreide aus Gips und Lebensmittelfarbe

126 Was uns inspirie

130 3D-Druck: Flaschen-Clip mit OpenSCAD

136

142

144

HacKIDemia: Kinder-Hackathonund Bauanleitung

Spaß im Büro mit Nerdklammern

Grätzelzellen: Solarzellen aus Früchtenund Bleistiften

152 Reingeschaut: Mobile Kofferwaage

154 Lieblingswerkzeug: Skalpell

FIRMENEXKURSIONAuch in Firmen wird gebastelt. Bei Autodesksteht der Chef selbst in der Werkstatt, Conradentwickelt neue Produke mit Start-ups.

28 Interview mit Carl Bass von Autodesk

92 Besuch bei Conrad Electronic

156 Kurzvorstellungen: Phantom 3, Cool Tool,Python-Board

160 Buchkritiken

162 Impressum

FLASCHEN-CLIPS

GEGEN CHAOSWenn das 30-Modell ganzgenau werden soll, hilOpenSCAD weiter. UnsereAnleitung zeigt, wie Sieeinen Flaschenclip mitAufschrift erstellen.

130 3D-Modellingmit OpenSCAD

Make: 3/2015 l 5



LESERFORUM

Fhlr m SchlplöhrchRöhrentechnik für Einsteiger,Ausgabe2/2015,S. 110

Ihr Artikel über Elektronenröhren hat mich

schon sehr enttäuscht! Schon beim Durch

blättern und dem flüchtigen Blick auf den

Schaltplan des Netzteiles ist mir ein Fehler

sofort ins Auge gestochen: die Umschaltung

der Heizspannung wird so nicht funktionie

ren, denn wenn immer nur ein Anschluss der

jeweiligen Wicklung kontaktiert wird, fließt

kein Strom. Ein Einsteiger-Bauvorschlag mit

weitaus ungefhrlicheren Spannungen wäre

auch nicht schlecht gewesen. Den Barkhau

sen als weiterführende Literatur zu empfeh

len, ist sicher nicht schlecht. Jedoch sind die

Bücher nicht gerade einfache Literatur und

vor allem nur noch sehr schwer zu bekom

men. Weit einfacher zu beschafen sind

Bücher von Friedrich Hunold. Auf seiner

Webseite findet sich für fast jeden etwas.

Auch andere Webseiten wie Jogis-Röhren

bude sind sehr sehenswert und liefern gerade

für Anfnger sehr viele Anhaltspunkte.

Andreas Basarke

Ursch E- u P-öhr

Danke für den Artikel, der viele Erinnerung

an lang zurückliegende Basteltage wachruft.In einem Grundlagen-Artikel sollte allerdings

besser klargestellt werden, dass E- und

P-Röhren unterschiedlich geheizt werden:E-Röhren werden mit , V betrieben und pa

rallel geschaltet. P-Röhren hingegen benöti

gen 00 mA Heizstrom; ihre Heizkreise wer

den in Reihe geschaltet, die Heizspannungenaddieren sich also. Bauanleitungen dazu gibt

es im Internet.

Georg Raabe

Kontakt zur Redaktion

Leserbriefe schicken Sie bitte an

[email protected] direkt an den Redakteur.

Sie haben auch die Möglichkeit, in unserenForen online über Themen und Artikel zu

diskutieren:.gzr

61 Mak: /

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Die korrigierte linke Häle des Schaltbilds für das Röhrennetzteil - auf die hier gezeichnete

Weise funktioniert der Umschalter S2 für die Kathodenheizung wie beabsichtigt.

Zu diesem Artikel erreichte die Redaktion eine ganze Reihe von Leser-Mails, von denen wir

hier zwei exemplarisch veröentlichen. Diewichtigsten Fragen aus allen Anschreiben wollen wir hier gesammelt beantworten.

Wie einige bemerkt haben, enthielt dasSchaltbild für das Netzgerät einen Fehler wir bitten dafür um Nachsicht. Auf der Webseite und im Download-Archiv haben wir denFehler bereits wenige Tage nach dem Erscheinen des Hefts korrigiert; einen Ausschnitt ausdem berichtigten Schaltplan finden Sie oben.Die Platine ist von dieser Änderung nichtbetroen.

Apropos Platine: Bei uns meldeten sich eini ge Interessenten, die fertige Platinen für dieRöhrenprojekte kaufen wollten. Leider könnenwir keine Platinen anbieten. Wer nicht selbstätzen kann oder will und wem der Auftrag beieinem Fertigungsdienst zu teuer ist, kann

www.facebook.com/makemagazin.de

plus.google.com/+ct-HacksDe

www.twitter.com/MakeMagazinDE

alternativ die Schaltungen auch mittels Lötleisten aufbauen. Wie das für den im Heft ge

zeigten Audioverstärker zum Beispiel aussehenkönnte, zeigt eine Grak auf der Webseite zum

Artikel (make-magazin.de!xrmp). Dort ist auchein Hintergrundartikel verlinkt, der erklärt,warum es parallel und seriell geheizte Elektronenröhren gibt.

Fhl GrulgTetris-Klon mit LED-Streifen,Ausgabe1/2015,S. 12

Seit vielen Jahren wünsche ich mir eine Zeit

schrift wie Make: Do it yourself für technisch

Affine. Ich habe das Hef 1 /15 gekauft, weilich mehr über LED-Ansteuerungen erfhren

wollte. Leider steht in diesem Artikel nicht,wie sich die Farbregelung der LEDs steuern

lässt und wie man die Strips grundsätzlich

programmiert.

Harald Reiter

Leider lassen sich nicht immer alle möglichenInrmationen zu einem Projekt in einem Artikel unterbringen. In diesem Heft finden Sieaber auf Seite 6 den Artikel „Oie Prinzessin

auf LEDs", in dem der Code für die Ansteuerung von RGB-LEDs von Grund auf erklärtwird.



b fßg Nachba

CNC-Sperrholz-Fräse,Ausgabe1/2014,S. 118

Die Hefte mit den Projekten sind super, lei

der reicht meine Zeit nicht aus, um alle Vor

schläge auszuprobieren. Bisher habe ich die

Sperrholzfräse nachgebaut. Super Teil. Die

Bauzeit betrug mit Unterbrechungen 1 Jahr.

Das allerdings inklusive des Erlernens der

GBRL-Umgebung und von CAD RS-Mechani

cal, ESTLCAM und LinuxCNC et cetera. Der

nächste Schritt soll die Erweiterung zum 3D

Drucker werden.

Wolfgang Hiering

Es freut uns immer sehr, wenn wir hören, dass

unsere Projekte nachgebaut werden! Speziell

die Fräse ist ein Projekt, das viele Menschen be

geistert und in ganz unterschiedlichen Varian-

Usr r Stol CNCFräs

ten nachgebaut wird. Schreiben Sie uns gee

über den weiteren Veauf Ihrer Prjekte!

Ktattmqactt

Laser trifft Dino, Ausgabe 2/2015, S. 10

Nach Erhalt der neuen Make Ausgabe 2/15

war ich sofort von dem Artikel Lasercutter

begeistert und habe diesen auch nachge

baut. Nun wollte ich gerne wissen auf wie

viel mA Sie die Konstantstromquelle einge

stellt haben. Leider habe ich kein Datenblatt

der Laser-LED gefunden, sondern nur den

Leistungstest auf nsaneware. Dort in den

Kommentaren wird für eine optische Leis

tung der LED für 250mW von 420 mA aus

gegangen. Sollte man dann nicht eine stär

kere Konstantstromquelle verwenden?

Markus Specht

Ist der D/M-Anschluss der KSQ nicht belegt, so

ießen 350 mA über die Laserdiode. Wenn Sie

die Schaltung aus dem Heft nachbauen, so

lässt sich mit dem Poti die Stromstärke am

Ausgang zwischen 250 und circa 330 mA

regeln. Um den Laser zu schonen, arbeite ichmeist mit der kleinsten Einstellung, also mit

250mA.

Links und Foren• m-mgzin.dxq9d

Make: 3/2015 l 7



WERKSTATTBERICHTE-

HAFTPFLICHT·

VERSICHERUNG

Spaces, die im Verbund

Ofener Werkstätten Mit-

gli ed sind, könne n ab sofrt

eine kostenlose Haftpflicht-versicherung in Anspruch

nehmen. Dafür müssen sie

nur die Zahl der Aktiven in

der Werkstatt angebe n.

offene-werkstaetten.org

MAKER·

TERMINE

Maker World und HAM

Radio*27. & 28. Juni

Messe Friedrichshafen

maker-world.de

Robotiklabor live

27. JuniHaus der Jugend, Ha nnover

robotiklabor.de

Coding Day auf der

Ideen Expo*

7.JuliMesse Hannover

ideenexpo.de

RocketDragRace

26.JuliGaragea b, Düsseldorf

garage-lab.de/rocket

dragrace/

Chaos Communication

Camp*

13. 17. AugustZiegeleipark Mi ldenberg

piandmore.de

* Hier ist Make vor Ort dabei .

Diese und weitere Termine

stehen au ch laufend aktual i-

siert auf der MakeWebsite

unter: www.heise.de/make/

kalender

Tragen Sie Ihren Termin

in u nseren Kalender ein

oder schicken Sie un s

e ine EMai l [email protected]

8 1 Make: 3/2015

FABLAB BERLIN AUF 500 M2 NEU ERÖFFNETKooperation mit Ottobock ermöglicht „Open Innovation Space"

Das Fabab Berl in hat nach einem Umzug in neuen

Räumlichkeiten wieder aufgemacht: Auf rund 500

Quadratmetern stehen nun Maschinen und Arbeits-

plätze im sogenannten „Open In novation Space" be-

reit. Dahinter steckt eine Zusammenarbeit mit dem

OrthopädietechnikKonzern Ottobock, dem auch

das gesamte Areal de r ehemali gen BötzowBraue rei

an der Prenzlauer Al lee gehört und der ü ber 4 Mi l-l ionen E uro in den Space investiert.

Zu dieser Gelegenheit wurde der Maschine npark

des Fababs von Kooperationspartnern noch ein-

mal stark aufgestockt: Statt bisher einem Lasercut-

ter gibt es nun drei Geräte, dazu 3DDrucker von

Makerbot und der Fababeigenen Firma Laydrop

im Dutzend. Jeder Arbeitsbereich, etwa Holzwerk

MAKERSPACE AURICH

STARTET IM JULIErster Maker-Verein in Ostfriesland

Am 1 . Jul i z ieht der erst im Apri l gegründete Maker-

space Aurich e.V. in seine Räumlichkeiten in der

Wal lstraße 20. Auf 1 20 Quadratmetern wol le n die

derzeit zehn Mitgl ieder des Vereins dann ihren

Space aufbauen und mit Workshops beginnen. Zur

bisherigen Ausrüstung gehören neben ei ner Werk-

zeugGrundausstattung eine Handvoll Lötstationen,

ein Schneid plotter und eine halbfert ige CNCFräse.

Tipps zum Aufbau des eigenen Vereins holten sich

die Gründer im rund 70 Ki lometer entfernten

Hackerspace Mai nframe i n O ldenburg.E ine der ersten Akt ionen in Aur ich wird d ie Te i l

statt, Metallwerkstatt und Elektronikwerkstatt, hat

nun einen eigenen Raum mit entsprechender Aus-

rüstung. Ber l iner Maker wie d ie LEDK le idungs-

Bast ler von Trafo Pop werden ab sofort hier ihre

Workshops du rchführe n.

Professor Han s Georg Näder, CEO von Ottobock

und E nkel des Firmen gründ ers, hat mit dem Bötzow-

Areal Großes vor, das F abab ist n ur eine r der künfi-gen Mieter. In den nächsten Jahren sol len auf dem

alten Brauereigelände unter anderem das „Future-

Lab" des Konzerns, ein Schwimmbad und au ch wie-

der eine Brauerei mit Biergarten entstehen. Dazu

werden die alten Backsteingebäude saniert und

durch Neubauten ergänzt. - phs

� fablab.berlin

bis 5 . August so l len K inder und Jugend l iche erste

Löterfahrungen mit e lektronischen Bausätzen im

Makerspace machen können. Wer in und um Au rich

wohnt und s ich einbringen möchte, sol lte s ich

beim Vors itzenden HansHermann Meyerholz undseinem Team melden. -phs

nahme am Fer ienprogramm der Stadt sein : Vom 3 . �www.makerspace-aurich.de



WETTBEWERB FÜRWASSERRAKETEN-AUTOSGarageab in Düsseldorf richtet das Rocket Drag Race aus

Das Fab ab hat eine n neue n Wettbewerb ins Leben

gerufen: Beim Rocket Drag Race am 26. Jul i in Düs-seldorf treten Teams mit Fa hrzeugen gegeneina n-

der an, die s ich mit tels Rückstoß fortbewegen. Als

2 5

®Ht er-Oys 2015

Antrieb komm t pro Gefh rt eine mit Wasser gefül lte

und unter Druck gesetzte EinLiterPETGetränke-f lasche zum Einsatz. Mit diesem Verfahren kann

ma n auch ga nz passable Wasserraketen bauen.

Z ie l i s t es , das e igene Fahrzeug a ls erstes ins

50 Meter entfernte Ziel zu bewegen. Dafür muss

n icht nur d ie Antr iebs le istung, sondern vor a l l em

auch d ie Spurtreue der se lbst gebauten F l i tzer

st immen. Wer am Renntag dabei sein wi l l , kann s ich

a l l e ine oder a l s T eam b i s zum 1 . Ju l i on l i ne an-

melden. An zwei Wochenenden im Ju l i lädt das

Garageab a ußerdem zu öfentl ichen BauWochen-

enden, an denen man am e igenen Gefh rt arbeiten

kann. Neben dem Preis für den schnel lsten Ziel-

e in lauf g ibt es au ßerdem meh rere Sonderpre ise ,

etwa für das st i lvol lste Scheitern, das schönste

Fahrzeug oder den u nnötigsten Technikeinsatz.

www.garage-lab.de/rocketdragrace/

-phs

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MAKE LIGHT

CHALLENGE

Ab sofort kan n ma n DI Y-

Projekte, in denen Licht

eine wichtige Rol l e spielt ,

wieder beim Wettbewerb

des Bundesministeriums

für Bi ldun g und Forschung

einreichen. Der Ha uptpreis

ist eine Reise zu einer

Maker Faire in den USA.

Zu dem gibt es einen neuen

Sond erpreis für Bi ldungs-

projekte. Der Wettbewerb

läuft bis Ende September.

mak e-light.de

von undit

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Make: 3/2015 l 9



MakerFaire

Hanover 2015Feuerspeiende Roboterhunde, Techn ikWorkshops u nd ü ber hu ndert Maker-Projekte:Das wollten sich ü ber 10000 Besucherinnenund Besucher auf der dritten Ma ker Faire inHan nover am ersten Juni-Wochenende nichtentgehen lassen. Wir haben eini ge Eind rücke

vom Festival mit der Kamera eing efang en.

von Phil ip Stefan

Seltsame Zeitreisende: Die Timecruiser

vom Theater Abacus si nd meterhohe

Gefähe aus einer a nderen Welt.



Mühlenberg

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Planetarium .

11





NÄCHSTER HALT:BERLINDie Maker Faire Hann over kehrt 201 6 ins

HCC zurück. Vorher geht es aber zum e rs-

ten Mal nach Berli n, am 3. un d 4. Oktober

201 5 im Postbahn hof. Veranstaltu ngen in

weiteren Städten s ind gepla nt. -phs

�maker-fire.de



WttbwrbPbnp your FRITZ!Ma ke präs entie rt AVM-Wettbewerbauf der Maker Fai re Berl in

Wie schnel l ist gerade da s WLAN, wie vielBandbreite ist auf der DSLLeitung

noch verfügbar? In der WebOberflächenachschauen kann jeder bau dein eigenesRückmeldegerät, das dir den Zustand deinerFRITZ!Box übermittelt. Optisch, akustisch,haptisch ganz egal, H auptsache Feedback.

I n c't Hacks

2/13, Seite

132 dienteeine Servo miRatsche alsAudioFeed-backDevice

Force Feedbak

Tool fü Ewck

SoftwareEntwickler nutzen schon seitlänger em „Extreme Feedback Devices", u mden Fortschritt ihrer Projekte zu anzuzei-gen, etwa mit Ampeln, Lavalampen ode rDrehspulinstrumenten. Wie das dort geht,haben wir bereits im Artikel „Force Feed-back Tool für Entwickler" in c't Ha cks 2/1 3ab Seite 1 32 vorgestellt .

Etwas Ähnl iches funktioniert auch für dieFRITZ!Box: Über die TR064Schnittstel le,

Die Gewinne

1. Platz: 1 Ult imaker 2 - 30Drucker

auch beka as UPnP, assen sih Zustän-

de der FRIT vn anderen Geräten im

Netz abfragen u nd verarbeiten. Mit einemMikrocontroller kann man beispielsweiseüber das heimische LAN oder WLAN dieDSLGeschwindigkeit auslesen und v or Ortim Wohn oder Arbeitszimmer anzeigen ferna b der FRITZ!Box im Kell er oder im Flu r.

AVM veransta ltet ein en Wettbewerb fürdie besten Feedback Devices. Insgesamt

sind d rei Reisen nach Berli n für je 2 Personenzur Maker Faire am 3. und 4. Oktober zu ge-winnen, a uf der AVM die Geräte zusammenmit ih ren Erfindern den Besuchern vorstel lt .Außerdem erhalten die Gewinner wertvol-les MakerZubehör (siehe Kasten unten).

Also reicht eure Feedback Devices ein.Eine Beschreibung der TR064Schnittstel lef indet ihr unter avm.de/schnittstel len/.Weitere Infos zum Wettbewerb und denTei lnahmebedingungen s ind unter demLink zu finden . -dab

Links und Foren

make-magazin.de/x8

2 Platz: 1 DigitalSpeicherOszil loskop

UTD 212 CEX

3. Platz: 1 We ll er WTCP 51LT - Lötstatio n

Make:

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Make: 3/2015





Meine Tochter lungert am Küchentischherum u nd rückt immer näher. Schl ieß-

lich schiebt sie ihren Kopf zwischen michund die Stickerei, an der ich arbeite. „DiePrinzessin soll ganz böse kucken", fordert sie,„sonst werd ich richtig sauer." Zu meinemGlück ist das sowieso mehr oder minder das,

was ich vorhatte mit dem FloraBoard undden Neopixels, einem Mikrocontrol ler undRGBLEDs zum Aufnähen. Auf eine kurzeHose sticke ich ein simples Prinzessinnen-Gesicht auf erkennbar an den langen Haarenund der Krone und setze a ls Augen zweiRGBLEDs ein. Über den ebenfal ls auf dieHose aufgenähten Mikrocontrol ler steuereich, dass die LEDs in a l le n Farben le uchten,wenn man einen Druckknopf an der Kroneder Prinzessin schließt.

Für das F loraBoard und die Neopixelsgibt es viele verschiedene Anwendungs-mögl ichkeiten im Bereich der WearableElectronics auf der Webseite der Hersteller-firma Adafruit finden Sie Projekte von Bro-schen, Diademen und PartyBri l len über inRegenbogenfrben leuchtende Regenschir-me bis hin zu beleuchteten Schuhen. Der

Großteil der Projekte kommt ohne Löte n aus.Als Vorlage für meine Bastelidee habe ich dasProjekt „Light Up Angler Fish" verwendet.Alle notwendigen Bestandteile für das origi-nale und mein abgewandeltes Projekt kannman al s Bausatz bei Adafruit bestellen . Es istaber auch möglich und kostengünstiger, die

Bestandtei le einzeln zu kaufen. Denn tei l-weise enthält der Bausatz sehr a l ltägl icheDinge wie Metal ldruckknöpfe, Nadeln undBatteriehalter, die man nicht unbedingt ausden USA beziehen muss.

Im Vergleich zum ursprünglichen Projektvon Becky Stern muss man bei meiner Prin-zessin relativ wenig sticken. Dennoch nim mtdiese Arbeit den Löwenanteil der Zeit in An-spruch. Die Erweiterungen, die ich gemachthabe, beziehen s ich auf die Bauelementeund die Programmierung. Bei mir leuchtenzwei statt nur einer LED und das tun sie ineinem Regebogenefekt, statt nur zwischenzwei Farben zu springen. Diese Dinge lassensich mit geringem Zeitauand umsetzen.Fa l ls man weiß, was man tun muss. Das sol lIhnen dieser Artikel zeigen selbst, wenn Sienoch nie programmiert haben.

TIPP

Di e LEDs und da s F lora-

Board kann man in kalter

Handwäsche mitwaschen.

Kurzinfo

Zeitaufwand:ein Wochenende

Kosten:60,50 US-$ (Bausatz) oder circa

45 US-$ (Einzeteie nach Bedar)(ohne Keidungsstück)

Programmieren:keine Vorkenntnisse erfrderich

Näharbeiten:Sticken und Aufnähen der eektronischen Baueemente

Schwierigkeitsgrad

1$

eicht schwer

Material» Adafruit Flo ra Board

» Adafruit Neopixelaufnähbare RGB-LEDs

» elektrisch leitfähiges Garn(2-py oder mehrschichtiger Zwirn)

» Batteriehalter mit Steckanschlusskompatibe zu Fora Board

» 3 Batterien Micro AAA 1 ,5 V

» Metall-Druckknöpfe zum Aufnähen

» 1 Hos odr Rockmit Hosentaschen

» Stickgarn in dengewünschten Farben

» selbstklebendes Stickvliesoder Vieseine

» Stickrahmen

» Kabel mit Krokodilklemmen zum Testen

Im B ausatz von Adafruit ist

zum Beispiel auch ein Lithium

Ionen-Akku enthalten der

war uns für ein Projekt für

Kinder zu riskant.

Make: 3/201 5 l 1 7



WEARABLES

VOR DER HANDARBEIT: ALLES EINRICHTEN & TESTEN

W Hle

A tom ch tun

kch c

K rrrn & la

g+ T

Bevor Sie s ich an die Handarbeit setzen,sol lten Sie die benötigte Software aufIhrem Rechner insta l l ieren und überprü-fen, ob der Mikrocontro l ler un d d i e LEDsmit der Programmier ung tatsächl ich fun k-t ion ieren. Für das Programmieren desF lora Boards benötigt man die dazugehö-rige Software. Sie nennt s ich Ardui noDEund ist onl ine gratis verfügbar. Für unserProjekt sol lten Sie die aktuel le Vers ion1 .6.4 insta l l ieren .

S Moo S Urun Y

Adun olaie: 'd

P A lave or

Als E igenentwicklung von Adafruit istdas F lora Board nicht a ls StandardHard-ware in jeder Vers ion der Ardui noDE hi n-ter legt . Ab der Vers ion 1 .6 .4 verfügt d ieID E unter dem Menüpu nkt „Boards Mana-

ger" über die Option, Mikrocontrol ler vonanderen Anbietern auszuwählen.

Hier ist das Flora Board bereits in de r Soware hi nterlegt. Wenn dem nicht s o wäre,

könnte man es über den Boards Manager hinzufügen.

Meine Prinzessin habe ich unter Win-dows programmiert. Versuche mit L inuxhaben le ider n icht zum Erfo lg geführt .E ine Schritt für SchrittAnleitung der In-sta l lat ion unter Windows und a l le weite-ren Downloads finden Sie u nter den L in kszu diesem Artikel (S. 27).

Damit Ihnen für d ie Programmierungde Neopixels gewisse Gundfunktionenbereits zur Verfügung stehen, hat Adafruiteine sogenannte L ibrary geschrieben,a lso ein Verzeichnis von StandardPro-gramme n. Den Link zu diesem Verzeichnis,genannt „Adafruit_Neopixelmaster", ha-ben wir zu den Lin ks beigefügt. Nach de mDownload mü ssen Sie das Verzeichnis ent

packen, am besten speichern Sie es dabei

am gleichen Ort wie Ihre ArduinoIDE.Danach sol lten Sie den Ordner von „Ada-fruit_Neopixelmaster" in „Adafruit_ Neo-pixel" umbenennen und ihn anschl ießendin den Ordner „ l ibraries" Ihrer ArduinoDEkopieren.

Nachdem Sie so beispiel hafte Program-mierunge n der Neopixel insta l l iert haben,können Sie testen, ob die LEDs und dasBoard funkt ion ieren. Sch l ießen S ie denMikrocontro l ler an Ihren Rechner an undverbinden Sie di e LED s mit Krokodi l k lem-men, Draht oder Ähnl ichem wie fo lgt :Vom Anschluss VBatt am F lora Boar d zumPlus auf der LED und vom Ansch luss GNDzum Minus . Danach verb inden S ie D6 aufdem Board mit dem Ansch luss der LED,der durch einen Pfei l nach innen gekenn

S At

zeichnet ist . Da mit Kabeln mit Krokodi l-

klemmen au s Platzgründen keine weitereLED angeschlossen werden kann, testenSie einfach beide LEDs hintereinander.Oder S ie verb inden d ie zweite LED mitKabelbrücken, wie man s ie für Breadboardsbenutzt.

Jetzt sollten Sie überprüfen, ob in derArduin oIDE unter Boards die F lora bereitshinterlegt und markiert ist . Wenn dasnicht der Fa l l ist, müssen Sie ganz oben ander L iste den „Boards manager'' au swäh-len. Dan ach öfnet sich ein Fenster, in demSie verschiedene Boards von anderenAnbietern sehen. Für die Aktivierung derF lora m üssen s ie die Option „Arduin o AVRBoards" akt iv ieren. Danach so l l ten S ieüberprüfen, ob unter „Ports" der r ichtigeAusgang ebenf l l s d ie F lora h inter legt

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Mit einem rechten Maus-

klick önen Sie das Kon-

textmenü und können dort

das Verzeichnis zuerst

extrahieren und dann denOrdner umbenen nen.

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Verzeichnis in den2750 i Ordner „li braries11 der-lt

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i s t . Dann wählen S ie im Menü „Datei" d ie

Option „Beispiele" aus. Als Nächstes gehe n

Sie auf den E intag „Adafu i t Neopixe ls"

und von d ort auf „strand test". Es öfnet

s ich eine neues Fenster der IDE mit dem

dort gespeicherten Code. Lade n Sie diesen

Code anschl ießend mit einem Kl ick auf das

Symbol mit dem Pfei l nach rechts hoch

Ih re LED sol lte jetzt in verschiedenen Far-

ben b l inken und leuchten .

strandtest"

finden Sie einen

Grundstock von

Lichteekten für

T Y x, <mv me f y ng

dn V

die Neopixels.

t c JEooooi e.apr• _<ck l v J

o . t. •P.�

Make: 3/201 S l 1 9



DIE INNEREIEN DES CODES

1 #include <Adafruit_NeoPixel.h>

II Parameter

3 II Parameter

1

2

number of pixels in strip

pin number (most are valid)

4 II Parameter 3 pixel type flags, add together as needed:

II NE

6 II NE

7 II NE

RGB-

GRB-

KHZ400-

Pixels are wired for RGB bitstream

Pixels are wired for GRB bitstream

400 KHz bitstream (e.g. FLRA pixels)

8 II NE KHZ800-

9 Adafru t NeoPixel

800 KHz bitstream (e.g. High Density LED strip

strip = Adafruit_NeoPixel(2, 6, NE_GRB + NE_KHZ800;

10 const int buttonPin = 1; the fin snap is connected to FLRA TX, the other half of the snap

is conntected to GND

11 int buttonState = O; II variable for reading the snap status

Zeilen 1-11: In der ersten Zeile des Codes steht, dass

die bereits erwäh nte Neopixel Library in diesem Fal l

die Datei Adafruit_Neopixel.h mit in das flgende Pro-

gram m integriert werden soll . So wird gewährleistet,

dass man hie r auf deren Befehle zu rückgreifen kann. I n

de n Zeilen 2 bi s 8 ist erklärt, wie man definie rt, welche

und wie viel Neo pixel in de m Projekt verwendet werden .

In de r Zeile 9 sind diese Anweisungen u mgesetzt: Wir

12 void setup() {

13 strip.begin;

haben zwei Neopixel, sie sind an Pin 6 ang eschlossen

und sie h aben einen GRBBitstream m it 800 kHz. Welche

Angaben hier a uf die eigene Hardware zutreen, erfhrt

man auf der Webseite von Adafruit . Zei le 1 0 und 1 1

lege n die weiteren Pa rameter des Projekts fest: Hier

steht, dass der Druckknopf an Pin 1 angeschl ossen ist

und dass eine Variable seine unterschiedliche n Zuständ e

(auf und zu) widerspiegelt.

14 strip.setBrightness(70; adjust brightness here15 strip.show; II nitialize all pixels to 'off'

16 II initialize the pushbutton pin as an input:

17 pinMode(buttonPin, NPUT);

18 digitalWrite(buttonPin, HGH;

19

Zeilen 12-19: Mit Ze i le 1 2 beginnt d ie In i t ia l i s ierung

des Boards . Dort wird festgelegt, wie hel l di e LEDs

leuchten sol len, dass s ie zu Beginn a l le au sgeschaltet

sind und dass der Anschluss des Druckknopfs der Auslö

20 void loop() {

ser für den Durchlauf des Programms ist . Wi l l ich keinen

Druckknopf al s zusätzliche n Auslöser, so muss ich hier

d ie Ze ilen 1 7 und 18 löschen, d ie mit p inMode und d ig i -

talWrite beginnen.

21 II read the state of the pushbutton value:Zeilen 2028: Im drittn Abschnitt stht, was

passirt, wnn das Programm durchlaufn wird.

Hir wird dfinirt, dass bi gschlossnm Druck-

knopf dr Lichtkt ndlos läuft und nach 5 S-

kundn ndt, wnn dr Knopf göffnt wird. Dr

im Cod dfinirt Loop odr Ablauf bginnt

damit, dass ausglsn wird, wlchn Status dr

Druckknopf hat. Ist r gschlossn, gilt dr Status

als High und dr Lichtkt bginnt. Ist dr Status

Low, dr Knopf also on, läuft dr Effkt noch für

fünf Skundn witr. All bishrign Abschnitt

sind aus dr Programmirung ds ursprünglichn

Projkts von Bcky Strn ntnommn.

22 buttonState = digitalRead(buttonPin;

23 II check if the pushbutton is pressed.

24 i f it is, the buttonState is HGH:

25 if (buttonState -- LW {

26 theaterChaseRainbow(5;

27 } II if zuende

28 } II loop zuende

20 1 Mke: 3/2015



Make: 3/2015 |21



29 //Theatre-style crawling lights with rainbow effect

30 void theaterChaseRainbowuint8_t wait) {

31 for int j = O; j < 256; j+ +J { // cycle all 256 colors in the wheel

for (int q = O; q < 3; q+ +J {32

33

34

for int i = O; i < strip.numPixels); i = i + 3J {

strip.setPixelColor (i + q, Wheel( (i + j) % 255)); //turn every third pixel n

35

36 strip.showJ;

37 delaywaitJ;

38 for int i = O; i < strip.numPixels(); i = i + 3) {

39 strip.setPixelColor(i + q, 0); //turn every third

pixel off

40

41

42

43

Zeilen 29-43: Die beiden folgenden Abschnitte drehensich u m die Definition des Lich tefekts und e ines Para me-ters in d iesem Efekt. Diese Abschnitte habe ich komplettaus dem strandtestBeispiel entnommen. Da ich sie nichtverändert ha be, werden hi er zum Teil Ablä ufe definie rt, diebei meinem Aufbau g ar nicht zum Zuge kommen. Das hat so verwirrend das kl ingen mag mit Übers icht l ichtkeit zutun: I ch ü berneh me die Li chtefekte so, wie sie zuverlässigfunktionieren aus strandtest, und bri nge mich und s ie nichtdurch das Löschen von Tei len davon du rcheinander. DerEfekt, den ich für mei ne Pri nzessin au sgewählt ha be, heißt„theaterChaseRai nbow". Er besteht au s mehreren Sch leifen,die mit „for" eingel eitet werden. Eine Schl eife ist eine Be

44 uint32_t Wheel(byte WheelPos) {

45 WheelPos = 255 - WheelPos;

46 if WheelPos < 85) {

ding ung, die von der Form her dem Rechnen mit K lamm ernentspr icht. Die LEDs du rchla ufen bei diesem Efekt al le Re-genbogenfrben u nd gehen dabei f l ießend von einer Farbein die andere ü ber. Die erste Bedingu ng hierfür steht inZeile 3 1 . Dort wird defini ert, dass al l e Zah lenwerte von 0 bis26 nacheinan der du rchlaufen werden. Dabei wird mit „j O" begonn en. Danac h folgt d er Befehl „j < 256; j++", was be-sagt, dass so lange der Wert 256 noch nich t erreicht ist, zurnächsthöheren Farbe weiter gesprungen wir d. Die weiterenZeilen mit den Definitio nen der Param eter „q" und . bezie-hen s ich a uf eine größere Anzah l von Neopixeln und bewir-ken den Kriechefekt der Lichter al so das „crawli ng" imNamen der Programmierung.

47 return strip.Color255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3J;

48 else if WheelPos < 170) {

49 WheelPos -= 85;

50 return strip.ColorO, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3J;

51 else {

52 WheelPos -= 170;

53 return strip.ColorWheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, OJ;

5455

Zeilen 44-55: In de n Zei len 44 bis 55 wird die Fu nktion„Wheel" definie rt, d ie in Zei l e 34 bei jedem Du rchlauf auf-gerufen wird . S ie besteht aus e iner Fa l luntersche idung mit" und „ese" . Tr ift a lso ei ne Bedin gun g nic ht zu, so wirdeine an dere herang ezogen. Im Wheel wird festgelegt,welche Farben du rch die Eingabe der Zahlenwerte imLichtefekt erzeugt werden. Unsere Farben werden d urchdas Zusammensp ie l von dre i k le inen LEDs in den e inze lnenNeopixe ln erzeugt. S ie leuchten Grün, Rot und B lau . Umdie dazwischen l iegenden Far ben zu erzeugen, werden die

drei Farben kombiniert . Die Kombi nation wird in drei Zah

22 1 Make: 3/201 5

lenwerten ausgedrückt. S o steht zum Beispie l d ie Kombi-natio n 255,0,0 für rei nes Grü n, da wir, wie in Zei le 9 defi-niert, mit einem GRBBitstream arbeiten. Mit der Wheel-Fun ktion wird festgelegt, bei welchem Zahle nwert welcheLED wie stark leuchtet. Die d rei Werte ergeben gemei nsamimmer 255, sodass d ie He l l i gkeit der Farben durchweggleich b le ibt . In Einzelschritten funktioniert die Funktionwie folgt : Gibt ma n eine Zah l oder „Wheelpos" ein, so sol lzuerst diese Zahl vom Wert 255 abgezogen werden (Zei le45) . Danach wird eine der drei fo lgend en Regeln ang ewen

det, je nach dem, welch en Wert man



Make: 3/2015 |23



WEARABLES

erhält . Liegt der Wert unter 85,

so wird die Berechnu ngsformel in

Zei le 47 angewandt, l iegt er über

85, aber unter 1 70, so kommt

Zei le 50 zum Zuge und bei e inem

Wert über 1 70 wird die Formel inZei le 53 herangezogen. Wenn wir

d ie Fun kt ion e inmal mit der Zah l

1 00 du rchrechnen, so ergibt s ich:

255 1 00 (Ze i le 50) = 1 55 . Der

Wert l iegt also über 85 und u nter

1 70, es wird also mit den Befeh-

len i n Zei le 49 und 50 weiterge-

rechnet. Zuerst wird von dem er-

rechneten Wert noch einm al 85

abgezogen (Z. 49), in unserem

Fal l ergi bt s ich also 70. Mit der 70

werden folgende Fa rbwerte er-

rechnet: 0, 70*3=21 0, 255

70*3=45. Die drei Werte betragenalso 0 , 21 0 und 45. Dabei stehen d ie

� 25

3„

� 2

"0

1

0

Sekturo1 voen ba urkls un

85 17 ingb Wer

Die Farbkurven der Wheel-F unktion. Auf der x-Achse stehen die eingege benen Wee,

auf der Y-Achse die erhaltenen.

Werte für je eine der d rei Gru ndfarben. Bei Einga be des

Werts 100 eine Farbe mit 0 Grünantei l , 21 0 Rotantei l und

45 Bl aua ntei l . Wi l l ich jetzt eine n ande ren Lichtefekt ein

setzen, so ersetze ich im Abschnitt des Loops in der Zei le

26 die Bezeichn ung des Efekts durch di e des gewünsch-

ten Efekts und ersetze ebenso die Definitio nen.

UND AUSSER DEN AUGEN: DIE HANDARBEIT

Der erste Schritt für d ie tatsächliche Umset-

zung dieses Bastelprojekts ist das Sticken

je nach Fähigkeiten und Ausstattung kann

man das von Hand ode r mit e iner Nähma-

schine machen. Bevor man aber mit Garn

zu Werke geht, braucht man Stickpapier

und e inen St ickrahmen. Auf das Pap ier

druc kt oder zeichnet man das gewünschte

Motiv und spann t es mit dem zu besticken-

den Stof zusammen in den Stickrahmen

ein. Dann st ickt oder näht man die Linien

in den gewünschten Farben nach. Die

Form der Stiche kann dabei frei gewählt

werden bei Handarbeit b ietet s ich der

klass ische Kreuzstich a n o der de r einfcheVorstich. Mit einer Nähmaschine kann man

mit einem schmalen Zackenstich, aber

auch mit dem einfchen Geradstich oder

dem Stie lstich die Linien nachnähen. Wenn

man F lächen ausfü l len muss, so geht das

mit Zierst ichen.

Ist das Moti v komplett aufgestickt, näht

man von Han d die ele ktronischen Bauele-

mente, also die LEDs und das Board auf.

Das elektrisch leithige Garn ist nicht ganz

einfach in der Handhabung: Es enthä lt

dü nne Metallfden, fsert daher schnell au f

und rutscht le icht aus dem Nadelöhr . Da

wir aber n ur kurze Wege zu nähen haben,

24 1 Make: 3/201 5

müssen wir uns nu r e in b isschen ärgern .

Wichtig bei der Arbeit mit dem Garn s ind

zwei Dinge: Erstens ist es vergebliche Lie-

besmüh, ans Ende des Garns einen Knoten

machen zu wol len. Zweitens muss man

mindestens 1 0 cm Garn durchs Nade löhr

führen. Letzteres die nt dazu, einigerma ßen

zu vermeiden, dass das sehr glatte Garn

immer wieder herausrutscht. F ür di e F ixie

rung des Garns lässt man, statt einen Kno-

ten zu machen, ein langes Stück Garn auf

der I nnen seite des Stofs stehen. Man füh rt

also den ersten Stich aus und zieht das

Garn n icht b is zum Ende durch, sondern

näht weiter, wenn no ch circa 5 Zenti meter

des Garn überstehen. Nachdem man das

Garn mindestens dre imal durch den An-

schluss geführt hat, kann man mit dem

Da s elektrisch leiähi

ge Garn muss man

nach dem Näh en ver

knoten und mit Nagel

lack fixieren.



Nähen der Verbindung zum nächsten Ele-

ment beginnen. Zum Schluss verknotet

man den überstehenden Faden mehrfch

fest. Er neigt dazu, s ich wieder zu lösen,

a lso muss man mindestens dre imal und

wirklich fest knoten. Dann schneidet man

den überstehenden Garnrest ab und iso-l iert und verklebt den Knoten mit einem

Tropfen klaren Na gell ack.

Die Verbindungsnähte zwischen den

einzelnen Elementen kann man au f einem

dicken Jeansstof ziemlich unsichtbar auf-

bringen. Hat man ein Design, in dem sie

nicht so r ichtig Tei l des Bi lds s ind wie zum

Beispiel das Antl itz unserer Prinzessin

und einen Stof, auf dem das grausi lberne

Garn stark auäl lt, so kan n man a uf der In -

nenseite des Stofs noc h ei ne Stofschicht

aufnähen und das elektrisch leitfhige

Garn do rt ent lang laufen lassen. Wir haben

uns a l ler dings für die ei nfchere Variante

entschieden und deklarieren die kleinen

sichtbaren Garnfädchen als Sommer-

sprossen.

Die erste L ED schl ießen wir wie folgt an

den Mikrocontro l ler an : Von dem An-

schluss, der mit einem Pfei l nach innen

markiert ist , nähen wir eine Verbindung

zum Anschluss D6. Den mi t einem PlusZei-

chen markierten Anschluss verbinden wir

mit VBatt am Flo raBoard und den Mi nus-

Anschluss mit GND. Das Board sollten wir

dabei so positionieren, dass die genan nten

Anschlüsse mögl ichst zur LED gedreht s indund der BatterieAnschl uss (weiße Steck-

verbindu ng) zur H osentasche. Die zweite

LED wird a n di e erste angeschlossen. Also

nähen wir eine Verbindung zwischen dem

Anschlus s der ersten LED, von dem ei n Pfeil

nach au ßen zeigt, zu dem Anschluss an der

zweiten LED, der mit einem Pfei l nach

innen markiert ist . P lus verbinden wir mit

Plus und Minus mit Minus. Die Hälfte des

Druckknopfs, die auf der Krone sitzt, ver-

binden wir mit dem Anschl uss TX am Mi-

krocontrol ler u nd d ie Hä lfte auf der Hose

mi t GN D.

De r Schaltplan der

Prinzessin. Für jedes

Layout empfiehlt es

sich, vorher aufzu

zeichnen, wie die

Nähte ung efähr ver

laufen sollen. So ver

meidet man, dass sie

sich überkreuzen.

t

=

=

Kreuzstich, Spann stich, Stielstich und Vorstich - es hil immer,

das Motiv in der Stichform aufzuzeichnen.

/

/�

/

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-

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Make: 3/201 5 l 25



WEARABLES�

26 1 Make: 3/201 5

1 Motiv übertragen und sticken

Zuerst zeichnen und d ann a ufsticken: Ich ha be mit selbst-klebendem, wasserlöslichem Stickvlies gearbeitet und dah erauf einen Stickrahme n verzichtet. Der Stich, den ich für dieHaa re und den Mun d der Prinzessin verwendet habe, nenntsich Stielstich. Wenn al le Stickarbeiten abgeschlossen sind,

kann das Vlies einfch abgewaschen werden.

2 Die Krone

Die Krone habe ich auf eine a lte Vorhangbordüre ü bertragen.So erhiel t ich mit eine m Sch nitt zwei Stofschichten, die bereitsan der unteren Kante vernäh t waren. Da dieser Stof sehr dickist, habe ich die oberen Kanten nicht umge näht, sondern sehr,sehr gründl ich mit St ickgarn umsäumt.

3 Der Druckknopf an der Kron

Auf eine Zacke der Krone habe ich d ann inne n eine H älftedes Druckknopfs gesetzt. Es hätte gereicht, eine Öse mit demleitfhig en Garn zu fixieren. Hi er hin gegen ha be ich zwei Ösendamit fix iert und die beiden F äden vor dem Anschluss an das

Flora Board zu einem verbunden.



4 Bauelemente aufnähen

Ich habe die Bauelemente zuerst aufgelegt und die Anschlüsse

mit einem dü nnen Tinten stift markiert. So weiß ich bereits, wo

ich hin nähen m uss, ohn e dabei die ganze Zeit das Board mit

der Han d f ixieren zu müssen. Außerdem sind die Anschlüsse

dad urch, dass die Tinte i n den Stof zieht, jetzt auch inne n in

der Hose sichtbar.

5 Fertig nähen und programmieren

Wenn al l e Elemente auf der Hose vernäht s ind, muss man noch

die Krone passend aufnähen und d ie dort angebrachte Hälfte

des Druckknopfs mit dem Flora Board verbinden . Danach mus s

man das Fl ora Board per USBKabel mit dem Rechner verbin-

den und kann den Code hochladen.

6 Batterieversorgung

Um die Prinzessin nach der Progammierung tatsächl ich mobi l

zu mac hen, braucht es noch eine Stromversorgung. Diese be-

steht aus drei Batterien in e inem Batteriehalter, der per Steck-

verbind ung an die Flo ra angesc hlossen wird. Die Batterienkann man so in der Hosentasche unterbringen. Um de n Ste-

cker anzusch ließen, mu ss man nu r ein kleines Loch in den Stof

schnei den, das man anschl ießend u msäu mt. Jetzt kann m an

die Prinzessin ü ber den EinAusSchalter der Flora (vorne hin-

ter dem Anschluss „3,3V" im Bi ld) bedienen.

Wer möchte, kann natür l ich auch das F l ora Board innerhalb

der Hosentasche anbringen. Wir haben uns dagegen ent-

schieden, weil wir es als Gestalt ungse lement äu ßerst hübsch

finden. -esk

Links und Foren

•

make-magazin.dx6w4

Make: 3/201 5 l 27





S

HI TOL o PA

APS

Make: Carl Bass, wir würden gee über Sie

als Maker sprechen.

Carl Bass: Oh ja, gerne. Um ehrlich zu sein,

wäre ich jetzt l ieber in meiner Werkstatt als

hier ( lacht) .

Make: Worn arbeiten Sie gerade?

Bass: Ich arbeite an mehreren Dingen, aber

hauptsäch l ich r ichte ich gerade e ine neue

Werkstatt ein das ist eine Menge Arbeit .

Dafür baue ich einen Metal l und Robotik-

Bereich auf. In letzter Zeit habe ich haupt-

sächlich Tische und Halterunge n gebaut, aber

auch Wagen geschweißt. Ansonsten arbeite

ich mit meinem Sohn an einem vielbeinigen

Laufroboter, in den man s ich hineinsetzen

kann. Daneben baue ich auch Möbel.

mich i n der Regel vie l mehr für das, was ich

gerade baue. Gut, manchmal werde ich

auch mitger issen von e inem Werkzeug:

Man macht e in paar interessante F inger-

übu ngen dam it , um zu schauen, wie weit

man es damit treiben kann, aber ich den ke,

jedes Werkzeug hat seine eigenen Einsatz-

mögl ichkeiten. Manchmal ist es einfacher,eine Säge in di e Hand zu nehm en, um etwas

zu schneiden, anderes geht schne l ler mit

einer CNCMaschine.

Die meisten Leute, die ein neues Werk-

zeug entdecken, versuchen anschl ießend

al les damit zu machen. Das ist für den Ein-

stieg damit zwar interessant, aber ich gl au be

nicht, dass es dem Werkzeug gerecht wird.

Viel interessanter ist doch, was ich a n neu -

art igen Dingen damit machen kann.

„Das feige Objekt interessie mich weniger

als der Prozess, es zu entween. "

Make: Ist Selbermachen eine neu entdeckte Make: Womit wir beim klassischen Missver-

Leidenschaft für Sie?

Bass: Nein. Ich baue schon seit fast vierzig

Jahren Dinge selbst, mal intensiver, mal we-

niger. Ich mag es einch, al les möglic he her-

zustel len. Wobei es mir mehr Spaß macht, an

Dingen zu werkeln: Das fertige Objekt inte-

essiet mich wenige als de Pozess, es zu

entwerfen, dabei Probleme zu lösen und es

schl ießl ich zu real is ieren. Wenn es da nn fer-

tig ist, finde ich es etwas weniger interessant.

Ich ha be früher Boote, Häuser, Möbel u nd

Skulpturen gebaut, jetzt ha be ich a uch a ndere

Projekte. 201 3 habe ich mit mein em Sohn ein

elektrisches GoKart vollendet, bin d amit au f

der Maker Faire in San Mateo herumgek urvt.

Make: Wenn man sich Fotos Ihrer Projekte auf

Ihrer Webseite anschaut, sieht man, dass Sie

auf der einen Seite klassische Werkzeuge wie

Hobel und Stecheisen benutzen, aber auch

CNC-Fräsen.

Bass: Das s ind a l les g le ichermaßen Werk-

zeuge, und da nimmt man eben das, was

am besten funktioniert . Ich interess iere

CRL B

ständnis zum 30-Druck sind: Alles wird in

Zukunft aus dem 30-Drucker kommen.

Bass: Das ist nicht wahr! Wenn man von

etwas eine Mi l l ion Stück herstel len wi l l , ist

Spritzguss immer bil l iger. Es gibt für so viele

Dinge bessere Herstel lungsverfhren als den

3DDruck, auch wenn der noch besser wird.

Für mich ist 3DDruck auch n ur ein weiteres

Werkzeug. Ich verwende den 3DDrucker in

meiner Werkstatt hauptsächlich für Vorrich-

tungen, Schablonen und Ha lterungen.

Make: Dafür ist er brauchbar.

Bass: Ja, denn die Qualität der 3DDrucke ist

meist ziemlich bescheiden. Bei unserem Go-

KartProjekt haben wir vier verschiedene in 3D

gedruckte Tei le au sprobiert keines davon

hat dauerhaft gehalten. 3DDrucker sind toll

für Prototypen und dekoratives Zeug, aber

wenn ich eine Lagerbuchse brauche, dann

kan n ich di e besser onl ine für zwei Dol lar be-

stellen: die ist am nächsten Tag in meiner

Werkstatt, besteht aus Bronze und hat Tole-

ranzen nach Ind ustrieStandards. Ich habe mal

Der gebürtige New Yorker Carl Bass, Jah rgang 1 957, studierte Mathematik an der

Cornel l U niversity. Nach e iner fünfjäh rigen Auszeit, in der er Boote, Möbel und

Skul pturen baute, gründ ete er mit anderen die 3DFi rma tha ca Software. Nachd em

diese 1 993 von Autodesk übernommen wurde, betei l igte s ich Bass an der Entwicklung

von AutoCAD und hatte i m Lauf der Zeit diverse Posit ionen bei Autodesk inne. Seit

2006 steht er dem Konzern als CEO vor.

Make: 3/201 5 l 29



MADE IN RC

C



eine Buchse selbst ausgedruckt, die hat gera-

de mal zwei Stunden Fa hrt durchgehalten.

Make: Ist 3D-Druck denn r etwas gut geeignet?

Bass: Man kan n damit ein e neue Art von Ent-

würfen umsetzen, die man bisher nicht

bauen konnte. Die tol lste Sache beim 3D-

Druck ist , dass die Komplexität der Form

nichts kostet einem 3DDru cker ist egal ,

wie kompliziert mein Model l ist . F ür sehr ver-

wickelte Formen ist ein 3DDrucker das an-

gemessene Werkzeug. Wenn ich aber ein

Alumin iumtei l mit Aussparungen brauche,

kriege ich das mit e iner CNCFräse viel besser

h in .

Make: Autodesk bringt jetzt einen eigenen 3DDrucker auf den Markt.

Bass: Unser Ziel ist nicht, Mil l ionen von 3D-

Druckern herzustellen. Wir wollen stattdessen

eine Industrie voranbringen. Aber die hat

noch zahlreiche Probleme: Die Maschinen

verarbeiten derzeit noch nich t die Material ien,

die man braucht, sie sind relativ langsam, der

ganze Prozess ist umständlich, der Bauraum

ist nicht groß genug ich könnte noch weiter

len . Wir werden unser Mater ia l verkaufen,

andere verkaufen ihres, und man wird be-

l ieb iges Kunstharz in d ie Masch ine fü l len

können.

Make: Das klingt gut, denn viele andere Hersteller sagen ja: Unser 3D-Drucker arbeitet aus

schließlich mit unserem Material ...Bass: . . . und dafür ver lange ich e i n Vermö-

gen (lacht).

Make: Welche Rolle spielt Autodesk für dieMaker-Bewegung?

Bass: I ch de nke, in erster L in i e l iefern wir

Software, auch kostenlose von der ga nzen

1 23DSerie über Sketchbook bis hin zu Tin-

kercad. Es gi bt eine Menge mieser Software

auf dem Markt und wir wollen den Leuten

hochwertige GratisSoftware geben. Auch

interessant : Se i t geraumer Ze it kann man

unser Projekt Fusion kostenlos benutzen,

sofern man (noch) nicht hundertausende

Dol lar verd ient . Man meldet s ich be i der

Registr ierung einfach als „Entrepreneur" an.

Dane ben ste l len wir u nsere normale Soft-

ware auch Stud ierenden und Lehrkräften

kostenlos z ur Verfügun g.

„Beim 3D-Druck kostet die Komplexitätder Form nichts. "

machen. Un d d as aktuel le Geschäftsmodel l

des größten Teils der B ranche verhindert In-

novationen: In deren geschlossenen Syste-

men kann man nicht mit neuen Material ien

oder anderer Sofware experimentieren.

Unsere SparkPlattform für 3DDruck ist

ofen für FDMDrucker, für SLAMaschinen,

für solche, die mit Carbonfsern drucken

ganz egal. Mit unserem eigenen 3DDrucker

Ember wol len wir nur eine Referenz Imple-

mentierung l iefern. Wir denken, ein Stereo-

lithographieDrucker ist dafür gut geeignet: Er

ist technisch ein wenig komplizierter als ein

Plasti k schmelzender FDMDrucker. Wir zielen

mit ihm a uf Branchen, die 3DDrucke mit sehrfeinen Detai ls , aber nur in geringer Größe

braucht: Für die Schm uckgestaltun g oder für

medizinische Zwecke sollte di e Maschin e rei-

chen. Das ist unser erstes Vorhaben. Diesen

Bereich soll unsere Maschine öfnen, durch

ihre Kombination aus der ofenen Software-

Plattform, von Open Ha rdware un d öfentl ich

zugängl ichen F ormeln für das Materia l .

Make: Bei den Werkstoen r Stereolithogra phie hat sich gerade in letzter Zeit ja sehr viel getan . . .

Bass: Wir arbe iten mit e iner Re ihe vonMater ia lwissenschaft lern und chemisc hen

Fabriken zusammen, die Kunstharz herstel

Make: Gut, die Studentenversionen kostet dieFirma nichts, aber bernahmen wie die vonTnkercad oder nstructables schon.

Bass: Definitiv, das investieren wir in die

MakerBewegung. In manchen Fäl len geben

wir der Community etwas zurück, würde ich

sagen: Tinkercad hatte eigent lich schon dicht-

gemac ht, als sie bei uns anri efen und fragten,

was wir davon hielten, sie zu übernehmen.

nstructables hingegen entwickelt sich zu

einem g uten Geschäf zusätzlich dazu, dass

das Angebot erfolgreich ist. Wir haben zwi-

schen 25 und 40 Mil l ionen Leute pro Monat,

die die nstructablesWebseite besuchen.

Make: Das Geschäft besteht in den bezahltenPro-Accounts?

Bass: Das meiste Geld kommt ü ber Anzeigen

rein. Wir wol len keine Barr ieren a ufbauen. Es

sol len so vie le Leute wie mögl ich am Ange-

bot tei lhaben, und wir federn das dadurch

ab, dass wir Werbung auf den Seiten zeigen.

Soweit ich das beurte i len kann, sche int es

für die User in Ordnu ng zu sein.

Make: Wie man hört, wird bei Autodesk auch

die Maker-Community innerhalb der Firma unterstützt mit einer rmeneigenen oenenWerkstatt.

Make: 3/201 S l 31



Bass: Das fing mit n structables an. Die hat-ten ein e winzige Werkstatt im zweiten Stock,mit einem Laser, einem Haufen Handwerk-zeug und einer kleinen Küche. Als wir dannins Pi er 9 an der Hafenkante zogen, beganndiese sehr kleine Keimzel le kontinuier l ich zuwuchern ( lacht). Klar, ich bin ein Fan davon,habe beobachtet, wie die Idee sich verfestigthat vom Umzug der kleinen Bastelstube anden neuen Ort bis zur großen Investition ineine ausgewachsene Werkstatt.

Und es ist tol l geworden: Wir haben eingroßes Art ist inRes idenceProgramm mit20 b is 30 Künst lern, d ie dort zwischeneinem u nd sechs Monaten arbeiten. Wir ma-chen dort auch Projekte mit anderen F ir-men. Zum Beisp ie l a rbeiten wir mit e inemunserer Kunden an e iner Carbonfaser-Radschwinge für ein elektrisches Motorradund haben Tei le für eine Mondlandefährefür die Firma Moon Express gefertigt1•

Zwar ist die Werkstatt nicht für Massen-produktion gedacht, aber wir haben sie ge-

nutzt, um die ersten 20 Exemplare u nseres3DDrucker zu bauen. Wir testen auf denCNCMaschinen do rt auch unsere professio

nel le CAMSoftware. Das Team von n struct-ables arbeitet ebenfa l ls dort und probiertseine Sachen aus, bevor s ie veröfentl ichtwerden. Un d n icht zu l etzt steht d ie Werk-statt jedem ofen, de r bei Autodesk an ge-stel lt ist .

Make: Ist dort zu arbeiten für die Mitarbeiter

Teil ihres Jobs, ein Freizeitangebot oder eine Art

Bonus?

Bass: I ch sehe das äh n l ich wie e in f i rmen-eigenes Fitn essstudio: Das ist gut für dich a lsMitarbeiter, das ist gut für die Firma und dubis hofentl ich glückl icher und gesünder,wenn du dort gewesen bist.

Make: Sie schicken Ihre Leute also nicht dahin,

damit sie tolle Ideen entwickeln, aus denen die

Firma ein Produkt machen kann.

Bass: Nein, das ist freiwil l ig. Die Leute gehenin die Werkstatt, weil sie die benutzen unddort lernen wollen. Ich erhofe mir, dass sie

dabei den Prozess verstehen, wie man voneiner Idee über ein digital es Modell zu einemphysischen Gegenstand kommt.

Im P ier 9 in San Francisco hat Autodesk eine

großzügige Werksta eingerichtet - alle Ange

stellten des Unternehmens dürfen sie benutzen.

Heutzutage ist be i v ie len Dingen dasschwierigste, einen sa chgemäßen Workflowzu finden, a l le Schritte zu tun: Wenn ich ein3DModell mit Tinkercad entwerfe, wie be-komme ich es auf den Lasercutter, auf dieWasserstrah lschneidemaschine, auf d ieCNCFräse oder den 3DDrucker? Je mehrunsere Ingenieure und Produktentwick lererfahren, wie schwierig das ist, desto ehers ind s ie geneigt, es einfacher zu g esta lten.

Make: Die Zeitschrift Populr Snc hat Sie

den „König der Maker" genannt Fühlen Sie sich

so? Als Vorbild?

Bass: Gar nicht! Was ich an der MakerCom-munity so toll finde: Es gibt keine Könige,Königinnen oder Prinzen oder so das ist einesehr demokratische Sache, eine Graswurzel-bewegung. Sie besteht einfch aus Leuten,die was machen. Einige a ls VollzeitMaker, an-dere als TeilzeitBastler; die ei nen verdienenGeld da mit, als Teil des Jobs, andere machen

es, weil es ihnen S paß bringt.Ich n de es wunderbar, dass es Zeitschrien

wie Make gi bt, Webseiten wie n structables,

1Moon Express konkurriert - wie die Part Time Scientists, die in Make2/15 ab Seite 1 8 vorgestellt wurden, um den Google Lunar Xprize.

32 1 Make: 3/201 5



Onl ineComm unities, al l d iese Leute, die Wis-sen tei len. Ich weiß nicht, ob es den Leutenbewusst ist, wie schwierig es vor vierzig Jah-ren war, im Vergleich zu heu te. Für die erstenDinge, die ich gebaut habe, habe ich dasNötige gelernt, indem ich i n die öfent l icheBib l iothek gegangen bin und dort in einemBuch nachgeschlagen habe. I n den Vereinig

Be i der Autodesk University 201 4 in Darmstadt zeigte die Firma

zum ersten Mal in Deutschland den Prototypen ihres 3D

Druckers namens Ember. Hier diskutiert Carl Bass Details derMaschine mit dem 3D-Experten und Buchautoren Florian Horsch.

ich jeden Morgen ein e Mail von nstructablesmit 24 Projekten. So Mitte der Si ebziger kamdie erste Zeitschrift über Holzbearbeitungheraus. Das war to l l , ich hatte al le Ausgabenkomplett. Schön war dabei au ch, zu merken,es gibt tausen de Leute auf der ga nzen Welt,d ie genau d ie g le ichen Dinge tun wie manselbst.

„Die Maker-Community istin shr dmokratisch Sach,

eine Graswurzelbewegung. "

Schweißen oder Holzbearbeitung ist . . . Abernatür l ich hat man dabei wie überal l i m In-ternet den Konfli kt zwischen verlässlic henInhalten und dem Rauschen. Bei B logs, d ieüber Dinge schreiben, über die ich eine Mengeweiß, kann ich manchmal nur „uhhh hg" sagen(lacht). Manche L eute verzapfen den größtenUnfug. Das muss man im Kopfbehalten, wennman über etwas liest, von dem man selbstkeine Ahnung hat. Man weiß einfch nicht,wie verlässlich di e Quel le ist.

Make: Was treibt Ihrer Meinung nach die Ent

wicklung in der Maker-Szene voran?

ten Staaten gab es früher oft so Sam mel bän-de, die etwa au s Ausgaben von Popul ar Me-chani cs und Popul ar Science bestanden oderauch sol che, die für Pfdfinde r zusammen ge-stel lt waren, mit Übungen, für die man dannein Verd ienstabze ichen bekam und aussowas lernte man dann zum Beispie l , wieman sägt. Und das war al les , was es gab

wenn man ein Jahr später wiederkam, stan-den noch genau dieselben Bücher im Regal .Da tat s ich einfch nichts . Heute bekomme

Make: Sie halten Anleitungen für wichtig?

Bass: Natürlich ist es schön, selbst zu experi-mentieren, aber es gi bt bei Projekten ja im mereinzelne Sachen, die ein en nich t so interessie-ren. Für die möchte man eine fun ktionierendeAnleitung, sodass man flott mit dem weiter-machen kann, was man wirklich gerne tun

wi l l . Kein Mensch hat für a l les die bestenIdeen. Es gibt tausende Blogs zu solchen The-men, ob das CNC oder Blechbearbeitung oder

Bass: Ich g laube, vie le Leute haben unter-schätzt, wie wichtig der Zuga ng zu Informa-tionen ist. Sie konzentrieren sich auf bi l l igereHardware, bi l l igere Software. Das ist a l leswichtig, aber der Zugang zu Informationenist die kr it ische Komponente, damit s ichetwas bewegt.

Es gibt auch wirklich bi l l ige Elektronik. Ich

denke, für uns al le war es ntastisch zu ka-pieren, dass man für zwei D oll ar eine digita leArmbanduhr bauen kann . A ls wi r k le in

Make: 3/201 S l 33



waren, waren Uhren teu re Dinger. Un d: Dasswir Dinge heute digita l herstel len, dass s ieentweder im Prozess oder als fertiges Pro-du kt vom Computer getrieben werden, füh rtzu einer viel besseren Qual ität. Durch denComputer werden Din ge wiederholbar.

dass er eine großartige Idee für etwas neueshat, was man machen kann. Und irgendwoeröfnet dann die Verbindung zwischenMakern und Startups einen Durchlass zuetwas, was ihm zuvor auf gewisse Weise ab-handen g ekommen war.

„Es war fantastisch zu kapieren,dass man für zwei Doar eine digitale

Armbanduhr bauen kann. "

Noch etwas ist interessant: Die Maker-Bewegung geht in Startups über. Ich weißnicht, ob „promovieren" das p assende Wortdafür ist, aber einige Leute machen i hr Hob byzum Beruf und da kommen eine Menge inte-ressanter Ideen auf. Was mich begeistert: Daist so viel Talent und Kreativität und Vorstel-lungsvermögen in den Leuten wenn s ie nu rZugang zu diesen Di ngen finden, können wiraus ei nem viel größeren Reservoir schöpfen.Nehmen wir mal jemanden, der aus irgend-welchen Gründen in einen Job als Versiche-rungsvertreter gerutscht ist oder als Auto-

händler; aber wenn er abends nach Hausegeht, dann zeichnet oder bastelt er mit In-brunst un d arbeitet da immer weiter dran, so

34 1 Make: 3/201 5

Make: Wie kann man sich das vorstellen?

Bass: Über Veröfentlichungen im Internetsind die Leute in der Lage, ihre Ideen zu kom-munizieren. Wenn man das dann liest, weißman ja nicht, was diese Leute sonst den gan-zen Tag machen. Ich war zum Beispiel an dert-halb Jahre in einem Forum über GoKartsaktiv. Da tum mel n sich ein Haufen Leute, vondenen ich keine Ah nun g habe, was sie so trei-ben, um ih ren Lebensunterhalt zu verdienen.Aber ich kenne ih re Ansichten, ihre Voru rteile,die Bil der ih rer GoKarts, ihre N icknames und

ihre kleinen Profilbi lder, auf denen ihr Hundzu sehen ist oder etwas, was sie gebauthaben.

Make: Der Firmenchef von Autodesk zu sein

klingt nach einem zeitraubenden Job.

Bass: (seufzt). Das stimmt. Möchten Sie ihnhaben?

Make: Nein, das könnte ich sicher nicht. Aber

haben Sie vielleicht einen Tpp für unsere Leser,

wie man trotz eines solchen Vollzeitjobs seine

Projekte gestemmt bekommt?

Bass: Stück für Stück: Man muss di e Zeit über-all dort abknapsen, wo immer es geht. Ichhabe zwei Dinge gel ernt: Zum einen klaue ichmir Zeit in klei nen Häppchen. Am Wochenen-de stehe ich o sehr früh auf und gehe in dieWerkstatt. Da ist im Haus noch niemandanderes wach. Meine Söhne si nd Teenies un dwachen gegen Mittag auf sie frühstücken,wenn ich zu Mittag esse. So habe ich fünf odersechs Stunden für mich.

Das zweite ist : Sorgfä lt ig planen, sonstfressen die Trips zum Baumarkt die kost-baren sechs Stunden wieder auf. Dadurchbin ich organis ierter a ls ich wahrscheinl ichsonst wäre: Mittwochs auf dem Heimweghalte ich be im Bau mar kt und kaufe, was ich

am Wochenende brauche. Der zweite Tei lde s Tipps heißt Amazon Prime : Das kostetzwar 50 Euro im Jahr, aber man bekommt



a l les in nerha lb von zwei Tagen ge l iefert

oft auch in einem und ma n bezahlt keine

Versandkosten. Und die Preise s ind vernünf-

t ig, vergl ichen damit, dass man sonst eine

ha l be Stunde zum Laden fährt, dann v ie l -

le icht nicht bekommt, was man braucht,

dann weiter zum nächsten und sch l ieß l ich

nach Hause . . . Stattdessen setzt man s ich

an den Rechner, k l ick, k l ick, k l ick, in zehn

Min uten fert ig, und d ie Sachen tauche n auf.

Der Typ von U PS kommt jeden Tag zu mir

nach Hause ( lacht) . Am Wochenende habe

ich dann lauter k le ine Schachte ln und da i s t

al les drin, was ich brauche.

Ansonsten kann ich nur sagen: Geh hin

und mach' es . Es ist ansteckend, wenn Du

an einem Projekt arbeitest, das D u wirkl ich

machen wi l lst . Mit meinem älteren Sohn bin

ich zwar klägl ic h gescheitert, aber me in jün-

gerer l iebt es , Sachen zu mac hen. Manch-

mal haben wir vor, für zwei Stunden basteln

z u g e he n u n d d a n n i s t es a u f e i n m a l

Samstagabend um e lf und wir s ind immer

no ch d ran . -pek

Links und Foren

•

make-magazin.dxad

Carl Bss

Furmure and Oer ObJe

Phot:s:, M1-na t

!c l

Die min imal istische Webseite von Carl Basszeigt nur eine Auswahl seiner Arbeiten.

Die werbefinanzie rte DIV-Webseite

lnstructables bietet Schri-für-Schri

Anleitungen fü r Projekte zum

Nachmachen aus allen möglichen

Bereichen von CNC bis zur Ernährung.

••

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Make: 3/201 S l 35





Erfunden hat sie ein deutscher Auswanderer, der

am 1 8 . Februar 1 931 auf dem At lant ikdampfer

„Bremen" von der gleichna migen Stadt aus mit sei-

ner gesamten F ami l ie in die USA ausgewandert ist .

Sein Name war Hans Paul Boswau. Er zog nach

einem kurzen Zwischenstopp in New York nach Ga-

l ion/Ohio in der Nähe von Pittsburgh, um einen Job

bei der Ma rinefunkstation von Lorai n am Eriesee auf-zune hmen . Als Elektroingeni eur war er mit dem Auf-

bau u nd der technischen Weiterentwicklung d er Ma-

rinefunkstation betraut. In dieser Zeit reichte er

unter seinem Namen eine Vielzahl an Patenten ein,

vorwiegend im Umfeld von Signal is ierungsverfh-

ren, den F un kbetrieb betrefend.

Das Patent, das uns i m Rahme n dieses Artikels am

meisten interess iert, trägt die U.S.Patentnummer

US21 421 06 A, eingereicht am 9. Mai 1 934 (PDF s iehe

Link au f Seite 42). I n d iesem Patent beschreibt er,

wie die schon seit den 1 920er Jahren bekannte

GlimmlampenTechnologie für die Anzeige von Zif-

fern eingesetzt werden kann . Aber jetzt kommt es:

Keiner konnte damals solche Anzeigen gebrauchen,

es fehlten die passenden Ansteuertechniken. Das

Patent verschwand in den Aktenordnern der US-

Patentbehörde.

Spätzünder

Bedarf nach Anzeigen für Messgeräte entstand erst

in den 1 950er Jah ren, mit Aufkommen der Transis-

tortechnik. Das Patent von Ha ns Pa ul Boswau war

längst ausgelaufen, deshalb entwickelte die Firma

Borroughs darauf aufbauend eine Anzeigeröhre für

Digitalsysteme. Ihr Name entstammt anscheinend

einer gut gelaunten Technikerrunde, die a us der of-f izie l len Projektbezeichnung „umeric ndicator

eperimental No. I" kurz NIXI machte. Später wurde

als Han delsmarke „Nixie" daraus.

Eine wichtige Rol le bei der Entwicklung der Nixie-

Röhre spielte die Firma Haydu. Sie entwickelte im

Auftrag von Borroughs Bauteil e für Röhren und war

spezialisiert auf die Herstellung von feinsten Blech-

stanztei len. Diese s ind für den Aufbau der Nixie-

Röhre eine entscheidende Basistechnologie. Und

jetzt wird die Geschichte der Nixie Röhre undurch-

s ichtig, denn diese Zusammenarbeit der Firmen Bor-

roughs und Haydu wurde nie richtig dokumentiert.

Es gab sogar Nixieähnliche Röhren von Haydu, die

vor den Röhren von Borroughs auf dem Markt er-

schienen. Wer nun den größten Antei l an der Ent-

wicklung der Nixie hat, ist heute nicht mehr zu klä-

ren. Auf jeden Fall kaufte Borroughs Ha ydu auf, und

somit wird Borroughs i n den Geschichtsbüchern als

je ne Firma geführt, die die NixieRöhre produktions

Jan. 3 . H P OWU 2406

JCf ' AJ G LS TBlR

Fl ) 9, 1 s tabee

IVTR B

�

ANEY

Die erste Seite der US- Patentschri US21421 06 A,

veröentlicht am 3. Januar 1 939

reif machte und auch den Handelsnamen registrie-ren l ieß. Die ersten funktionsfähigen Exemplare

kamen 1 954 auf den Ma rkt.

Nixie international

Paral le l un d zeitgleich zu Borroughs entwickelte die

schwedische Firma Ericsson (ETL) ein ähnliches Sys-

tem. Um aber Namensrechtstreit igkeiten aus dem

Weg zu gehe n, nannten di e Schweden i hr System Di-

gitron. Eine weitere Paral l elentwicklun g waren die n-

ditrons der USFirma Nati onal U nion Electric Coope-

rat ion. Al l d iese Produkte erschienen nahezu zeit-

gleich auf dem Markt, und es ist aus heutiger Sicht

schwer zu bestimmen, wer da die Nase vorne hatte.

Noch ein Wort zu Hans Paul Boswau: Er erhielt im

aufe seines Lebens noch sehr viele USPatente. Lei-

der wurde sein Privatarchiv bei einem Hochwasser in

den 1 990er Jahren kompl ett zerstört. Es blieben nur

die Aufzeichnungen übrig, die bei der USPatent

OC-PAU

Wie bei Röhrenschaltungen

generel l s ind auch bei der

Arbeit mit Nixies wegen der

hohen Spann ungen äu ßerste

Vorsicht und Sorgflt bei m

Aufbau und der Inbetrieb-

nahme von Schaltungen

sicherzustel len: niemal swi lde Drahtverhaue hoch-

ziehen, sondern immer al les

übers icht l ich un d s icher

befestigt auf einem

geerdeten MetallChassis

aufbauen. Hi lfreich s ind

dabei entweder Lötleisten-

aufbauten oder fertige

Plat inen. Al le Spannu ngen

müssen über Schmelzs iche-

rungen abgesichert sein.

RÖHREN FÜREINSTEIGER

Eine ausfüh rl iche Ein führung in die Röhrentechnik fin den S ie in der Make-Ausgabe

2/201 5 ab Seite 1 1 o.

Die ausgeba uten Kathoden

bleche einer Nixie vom Typ

IN -1 , von lin ks nach rechts an

geordnet entsprechend i hrer

Reihenfolge von oben nach

unten. Die 3 war zuoberstverbaut, die 1 als unterste.

Make: 3/201 S l 7



NIXIE-RÖHREN

Das Anodengier einer

russischen IN-1 , ohne

Glaskolben und ohne Neon

Eine IN-16

38 1 Make: 3/201 5

Die Kathodenbleche der IN-1 übereinander angeordnet;

zu erkennen die rosa Keramik-Isolatoren dazwischen.

Die schwarzen D rähte führen zu den Sockelanschlüs

sen der Röhre. Das Anodengier wurde für das Foto

enernt. Bis auf die Reihenfolge der Ziern ähnelt der

Aufbau stark der Patentschri von 1 939.

behörde lagen. Deshalb ist es auch nicht nachweis-

bar, ob Borroughs oder andere F irmen s ich seiner

Dienste bei der Entwicklung d er NixieRöhre be-

diente. Borroughs deckte darüber von Anng

an den Ma ntel des Schweigens.In den dara uf folgenden Ja hren wurde

die NixieRöhre von vielen Firmen weiter

entwickelt und für unterschiedlichste An-

zeigeaufgaben eingesetzt. Auch deutsche

Herstell er gehö rten dazu, etwa Telefunken

oder RFT. Telefunken entwickelte die

ZM XXSerie, die i n Eu ropa marktbeherr-

schend war und in vielen Messgeräten un d

Die kleinste Nixie: eine IN -17

auch EndverbraucherGeräten ihren Einsatz fand,

etwa als Kanalanzeige in Fernsehern. Die Telefun-

kenRöhren wurden im Ostblock f leißig kopiert und

erschienen dort zum Beispiel a l s ZXXSerie bei RFT.

In die Röhre geschaut

Jetzt wird es ernst: Wie funktioniert das Konstrukt?Basis für die Nixie war die Gasentladungsanzeige

(Gl immlampe) . H ierbe i hande lt es s ich um e inen

Glasko lben, der mit Neon befü l l t wi rd . Innerha lb

des G lasko lbens bef inden s ich zwei E lektroden.

Legt man dort e ine Spannu ng von etwa 1 70 Vo lt

an, begin nt das Gas orangefarben zu l euchten. Sol-

che Gl imm lampen wurden schon sehr f rüh zur An-

zeige von Schaltzustände n an el ektronischen Gerä-

ten verwendet; a ls Einsc haltanzeige haben s ie s ich

in manchen F äl le n bis heute gehalten, zum Beispiel

bei Lichtschaltern.

Die Eigenschaft, dass Neon unter Spannung

leuch tet, machte man sich auch bei der Entwicklun g

der NixieRöhre zunutze. Die entscheidende Idee

war, das Gas nicht einfch im gasgefül lten Raum

leuchten zu lassen, sondern den Leuchtefekt an

einer vorgegebenen Kontur zu erzeugen. Hierzu

baute man auf Basis des Patents von Boswau und

der Feinstanztechnologie der Firma Haydu feine

Blechelektroden in Form jewei ls eine r Zier in einen

neongefüllten Glaskolben. Die ersten Anzeigen ent-

hielten die Zifern 09 und manc hmal einen Dezimal-

punkt. Damit das Gas leuchten kann, braucht es

noch einen zweiten Pol, diesen bau te man als feines

Drahtgitter auf.

Legt man nun an das Drahtgitter (Anode) eine

Spann ung von etwa + 1 70 Volt an u nd verbindeteine der Ziern (Kathode) mit der Schaltun gsmasse,

so beginnt das Gas ent lang der B lechkontur zu

leuchten . Anders a ls G l immlampen können N ix ie

Röhren nur mit Gleichspannung betrieben werden.

Eine große Herausforderung bei der Entwicklung

dieser Anzeigen war es zu verhi ndern, dass benach-

barte Ziern ebenflls leuchteten. Den richtigen Auf-

bau zu finden, war Verdienst der EntwicklungsI nge-

nieure von Borroughs. Im aufe der Jahre wurden

nicht nur Röhren mit Zifern gebaut, sondern auch

Exemplare mit Buchstaben und den unterschied-

lichsten Zeichen.

Hal bleiter zum Beziffern

Wie steuert man nun solch eine Nixie aus einer

elektronischen Schaltung heraus an? Ganz einfch:

Man n immt e inen Trans istor und lässt ihn d ie Ka-

thode gegen Masse durchschalten. Der Transistor

muss dabei n icht d ie hohe Zündspannung von

1 70 Volt vertragen, 60 Volt reichen völ l ig au s.

Warum ist das so? Hat das Gas in der N ix ie ge-

zündet , wird über e inen Vorwiderstand an der

Anode durch den f l ießenden Strom die Spannung

auf unter 1 00 Vo lt reduziert . D ie hohe Spannu ng

wird nu r zum Zünde n des Gases benöt igt; u m das

Leuchten zu erhal ten, darf s ie vie l k leiner sein. DieStröme, die nach dem Zünden der Nixie fl ießen, l ie-

gen zwischen 1 mA und 3 mA, je nac h Typ.



Die 2 und die 5 einer IN -1 2B sind mit demselben

Stanzwerkzeug gefertigt.

Schaut man sich Geräte aus den 1 9er an, so sinddas wahre „Transistorgräber" gewesen, u m di e N ixie-Röhren ansteuern zu können. Besser wurde das mit

dem Aufkommen der TLTechni k (TransistorTran-sistorLogik). Texas Instruments entwickelte einenTLBaustein mit der Bezeichnung SN741 41 . Hie rbeihandelte es sich um einen Decoder für die U mwand-lung von BCD ( Binary Coded Decimal, siehe auch c'tHacks 2/14, S. 84)) zu Dezima l mit einer span nu ngs-festen Ausgangsstufe. Das IC hat heute Seltenheits-wert, seine Produ ktion wurde schon Mitte der 1 970erJahre eingestel lt . Die aufkommende LEDTechnikübernah m die Aufgaben der N ixieRöhre dam it warde Makt fü den Baustein nicht meh vohanden .

In der UdSSR wurde hingegen noch vie le Jahre aufdie NixieTechnik gesetzt, und so kann man für dieAnsteuerung heute ersatzweise das russische Äquiva-lent des SN74141 benutzen: Der russische BausteinK I D ist e ine hundertprozentige Kopie desSN74141 nur le ider nicht so robust wie das Orig inal .Aber er ist noch in großen Stückzahlen zu bekommen.

berhaupt ist die ehemalige UdSSR mit ihren Ex-Satell itenstaaten die einzige Quelle, um noch an un-gebrauchte NixieTechnologie zu gelangen. Röhrenund TLICs wurden in der Ukraine und in Russlandnoch bis zum Ende der 1 990er Jahre hergestellt . Vondaher wurden die Bauteile kartonweise bei eBay an-geboten. Anng des Jah rtausends waren das echteSchnäppchen: 1 00 Stück I N 2B für 30 Dol l ar warenkeine Seltenheit, bis heute sind die Preise jedoch mas-

siv gestiegen. Für bestimmte Röhren, etwa die sehrgroße IN 1 8, zahl t man heute für das Stück 40 Euro.

In der UdSSR kamen vorwiegend Nachba uten vonwestlichen Röhren auf den Markt. Sie ähnelten ih ren

Links eine Telefunken ZM1 1 80, rechts eine russische

IN-15-Symbol-Nixie

Vorbildern bis auf das ITüpfelchen. Aber eine Beson-derheit leisteten sich die russischen Ingenieure: Beivielen ih rer Röhren wurden die Zifern und 2 sowie

9 und 6 jeweils aus derselben Stanzform gefertigtund u m 1 80 Grad gedreht eingebaut. Dies reduzierteden Auan d für die Stanzwerkzeuge um 20 Prozent!Wenn das mal kein kapitalistischer Sparansatz war.

Noch ein Hi nweis : Die steigende Popular ität derNix ieRöhren in den letzten Jahren führte dazu,dass der Begrif „Nixie" auch für andere Anzeigenverwendet wird, etwa: G l i m m l a m pe n BargraphAnze igen ( leuchtende Ba lkenanze igen) numer ische VFDAnze igen

(FluoreszensAnzeigen) und anderes mehr .Be i Aukt ionen im Internet muss man desha lb e inwachsames Auge auf diese Begrifsvertauschu ngenhaben, um nicht das falsche Baut ei l zu ersteigern.

TESTEN

STATT TRAUENWer gebrauchte Nixies kaufen wil l , m uss aufElektronikBörsen dem Händle r trauen, dassdie Röhren noch gehen oder man hat einen

batteriebetriebenen NixieTester dabei. Wieman den sel bst baut, steht auf der Ma keWeb-seite (Li nk siehe Seite 42).

.-�-

•·

·

Dreimal BCD-zu-Dezimal-Decoder für Nixies. Von links nach rechts: K155D1 aus Russland, hergestellt im

Februar 1988, FLL101 aus Deutschland, hergestelltK 4/1 973, SN74141 aus den USA, hergestelltK 30/1972.

Eine russische IN-9-Bargraph

Anzeige. Sie wird gerne

fälschlich als Nixie bezeichnet.

Make: 3/201 S l 39



NIXIE-RÖHREN

Das Innenleben des Messge-

rätes. Die beiden Flachkabel,

die d ie Platinen verbinden,

sind gut zu sehen.

Kurzinfo

Zeitaufwand:8 Stunden, inklusiveAbgleich

Kosten:1 1 0 Euro (ohne Gehäuse)

Programmieren:souveräner Umgang mitMikrocontrollern

Löten:etwas Routineerforderlich

Elektronik:solide Kenntnisse,iherer Umgang mitNetzspannung

Messen:robustes und leistungs-fhiges Multimeter

Schwierigkeitsgrad

1

leicht schwer

40 1 Make: 3/2015

Projekt: Gleichspannungsmessgerät

-

Nach so vie l Geschichte und Theorie folgt nu n die

Beschreibun g eines Projektes mit drei NixieRöhren.

Es ist eine Mischun g aus Technik der 1 950er Jahre

und moderner MikroprozessorTechnik, noch dazu

mit praktischem Nu tzen: ein Gleichspannungsmess-

gerät für Span nu ng und Strom.

Die Schalt ung besteht aus fünf Fun ktionsblöcken:

Mikroprozessor

A/DWandler Spannungstei ler und E ingangswahlscha lter

Anzeigeeinheit

Netzte i l

Die vollständige Stückliste finden Sie auf der Make-

Webseite zum Download (Lin k S. 42).

Fangen wir mit dem Netztei l an: Ein speziel ler

Trafo, der eigentlic h für klein e Audi oröhrenProjekte

gedacht ist, l iefert die beiden Spannungen, die für

den Betrieb der Schaltu ng notwendig s i nd. Man be-

kommt diesen speziel len PrintTrafo bei der Firma

TubeTown.de (Bestel ln umme r s iehe Stückl iste). Das

Netzgerät l iefert +5 V/200 mA und +230 V/1 0 mA.

Auf den ebenfal l s mögl ichen Einsatz eines Stepup-

Reglers zur Erzeugung de r Anodenspannung für die

NixieRöhren habe ich aus EMVGründen verzichtet

Frontansicht mit Funktionswahlschalter

die Störungen hätten das Messergebnis zu stark

verrauscht. Im Prinzip würde auch ein Trafo mit

1 70 V reichen, aber den g ibt es nicht von der

Stange.Der nächste Funktionsblock ist der Mikroprozes-

sor. Es handel t sich um e inen ATmega 88 von Atmel.

Programmiert wurde der Prozessor mit BASCOM.

Das fertig kompilie rte Programm können Sie als Hex-

Fi le ebenfal ls über den Link am Ende des Art ikels

herunter laden; auf die Programm ierung in BASCOM

gehe ich hier nicht ein.

Eine Besonderheit der Schal tung ist der externe

ADWandler . Es hande lt s ich u m e inen 1 2B i tAD-

Wand ler von T (ADS7822), der sehr gute Messwerte

l iefert anders als die internen ADWandler des AT-

mega 88, die mit ihren 1 0 Bit Auf lösung nicht genau

genug arbeiten. Der externe ADWandler benötigt

eine Referenzspannung. Diese Spannung wird

direkt aus der Versorgun gsspannun g generiert und

kann über das Poti R1 7 eingestel lt werden. Die ein-

gestel lte Referenzspannu ng muss genau 1 ,024 Volt

betragen. Ich habe bewusst auf eine speziel le Refe-

renzspannungsquel le verzichtet, da solche mit

1 ,024 V nicht gu t zu beschafen si nd. B eim Testen

hat sich aber h erausgestellt, dass die sel bst erzeugte

Referenzspannung sehr stabil ist.

Mit Maß zum Ziel

Da wir schon be im ADWandler s ind, kommen wir

nun zum Ein gangsspannu ngstei ler . Die Aufgabe desSpann ungstei lers ist es, die bis zu 1 00 Volt Mess-

spannun g auf maximal 1 ,024 Volt herunterzutei len.

1 00 Volt s ind zwar nicht gerade viel an maximaler

Messspannung, aber das ist ein Zugeständnis so-

wohl an die Sicherheit als auch an die Beschafbar-

keit der Ba uteile. Die nächste Stufe wären 1 000 Volt

Bautei le, die für solche Spannu ngen geeignet s ind,

bekommt man a ls Hob byElektroniker kaum. Auch

wäre ein Aufbau, der die dann geltenden Sicher-

heitsvorschriften für CATGeräte erfüllt, als Hobby-

projekt nicht machbar .

Der Spannungstei ler hat drei Messbereiche mit

1 x / 1 ox / 1 oox Vol laussch lag für Spannun g und

Strom. Die Widerstände s ind aus unterschiedl ichen

Werten zusammengeschaltet, auch das macht die



Beschafung der Baute i le e infacher d ie idea len

Werte werden von den ElektronikDistributoren nur

selten angeboten. Al le WiderstandPaarungen wur-

den einzeln ausgemessen. Ich habe mir imme r eine

größere Anzahl der Widerstände bestel lt und dann

mit der WiderstandsMessbrücke die passenden

Paare herausgesucht. Im Hobbylabor muss man hal t

Kompromisse machen.Das Messgerät ist in der Lage, sowohl Spann ung a ls

auc h Strom zu messen. Mit dem Scha lter S3/S4 schal-

tet man zwischen Spannu ngs und StromMessung

um. S3/S4 ist dabei ein 4Umschalter und kein Paar

aus 2Umschaltern. Als Messwiderstand di ent ei n

1 OhmKeramikwiderstand (5 Watt). Gemessen wird

der Spannu ngsabll über dem Widerstand, der di rekt

proportional zum Strom d urch den Widerstand ist. Der

maximal zulässige Strom liegt bei 5 Ampere, darüber

wird die Sache zu h eiß für den Messwiderstand. Wich-

tig ist es, den kleinstmöglichen Messbereich zu wäh-

len, nur dann ist die Messung auch genau. Ist der

Messbereich zu groß, treten durch mathematische

Run dung en i n der Sofware Messfehle r auf.

Der Bestückungsplan der Europaplatine. Die dicke

weiße Linie in der Mie ist die Sägelinie zum Trennen

der beiden Platinen.

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Schaltbild des Gleichspannungs

messgeräts für Spannung undStrom mit Nixie-Anzeige

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Selbst gemachte Nixie

Anschlüsse aus 1- mm

Lötösen: links das Rohteil,

rechts nac h dem Pressen

Die Anzeigeplatine von oben.

Gut zu sehen: di e Lötösen

Buchsen, in denen die Nixies

stecken.

42 1 Make: 3/201 5

Anzeige

Letzter Schalt ungsb lock ist di e NixieAnzeigeein heit.

Sie besteht aus den drei NixieRöhren vom Typ IN

1 2B, dem BCDzuDezimaldecoder SN74141 und

den Schalttransistoren für di e Anodenspannung . Da

der Mikrokontroller nicht genügend Ports hat, wird

die Anzeige im sogenan nten Mu ltipl exverfh ren an-gesteuert: Es wird imme r nu r eine Anzeige angeste

u-

ert, die beiden anderen s ind über die Schalttrans s-

toren abgeschaltet. Das Umschalten zwischen den

einzelnen Anzeigen pass iert so schnel l , dass das

menschl iche Auge dies nicht wahrnehmen kann.

Der Schaltvorgang für die Anodenspannu ng pas-

siert etwas „hinterlistig". Norm alerweise würde man

zwei HochspannungsTransistoren mit hoher Verstär-

kung nehmen un d die Anodenspann ung dar über ein-

und wieder ausschalten. Schaltung stechnisch ist das

ein recht großer Aufwand und erfordert sehr viele

Bauteile pro Nixie. Ich bin ei nen anderen Weg gegan-

gen: Ich schl ieße die Anodenspannung hochohmig

kurz und schalte so die nicht benötigten Nixies aus.

Dies geschieht mit Hilfe der MOSFETTransistoren

BS 1 08. Die werden du rchgesteuert und sc hließen

hierbei die Anodenspannung kurz. Der Kurzschluss-

strom ist gleich dem Anodenstrom einer eingeschal-

teten NixieRöhre. Dies hat den Vorteil, dass es keine

Imp ulsspitzen auf der Stromversorgung gi bt, die da s

Messergebnis beeinflussen könnten. Das ist eine sa u-

bere Sache und spart die Hälfe der Bauteile ei n.

Eine Besonderheit ist der Transistor Q4: Er schal-

tet auf Befehl des M ikrokontrollers die Dezima lpu nk-

te ein und aus. Dies ist erforderlich, weil der Deco-

derBaustein hi erfür keinen Ausga ng besitzt. Sollten

einmal a l l e Dezimalpu nkte eingeschaltet sein, so istder Maximalwert des Messbereiches ü berschritten

worden. Bitte wählen Sie dann den nächsthöheren

Messbereich aus; ansonsten wird der ADWandler

beschädigt.

Platine und Gehäuse

Für ein en s icheren und frustfreien Nachbau habe ich

ein Platinenlayout entworfen. Das Layout passt auf

eine Europaplat ine 100 mm x 1 60 mm und muss für

den Aufbau ent lang einer im Layout erkennbaren

Sägel in ie getei lt werden. Die beiden Plat inen wer-

den dann mittels zweier Flachkabel und einer Zwei-

drahtverbindung gekoppelt .

Das gezeigte Gehäuse wu rde au s GieTecSeiten-

profi len, 1,5mmAluplatten und einer orangefrbe-

nen Plexiglasscheibe zusammengebaut. Die Schal-

ter und BuchsenBeschr iftung wurden auf e iner

CNCGraviermaschine hergestellt; das erledigt aber

auch jeder Schi lderdienst.

Ein Wort noch zu den Fassungen für die NixieRöh-

ren: Unproblematisch sind bedrahtete Exemplare; sie

können mit ihren langen Drähten direkt in eine Plati-

ne e ingelötet werden. Typische Vertreter sin d die IN

16 und die IN1 7. Außerdem befindet s ich bei ihnen

der Verschluss des Gasfüll stutzens auf der Oberseite

der Röhre. Schwieriger wird es mit den NixieRöhren,

die starre Drahtanschlüsse am Sockel haben und den

Gasfül l stutzen unterhalb s ie benötigen zwingend

eine Fassung, da direktes Einlöten sie zerstören

würde. Ni mmt man etwa die I N 2B aus dem hie r vor-

gestellten Projekt, so gi bt es dafür zwar noch F�ssun-gen, aber die sind n ur zur Freiverdrahtung bestmmt.

Auf eine Platine kann m an sie nicht setzen.

Ich helfe mir mit LötösenBuchsen für 1 mmLöt-

näge l. Die g ibt es preiswert im 1 erPack bei den

bekannten ElektronikDistributoren. Sie passen 1 00

prozentig auf die Sockelanschl üsse der I N1 2B und

ihrer Verwandten. Einzig die Lötfahne der Buchse

muss rundgedrückt werden, damit s ie in die Boh-

rung au f der Plati ne passt. Das funktioniert prima mit

einer in den Backen gezahnten Kombizange. Sind

al le Buchsen ru ndgedr ückt, wird eine Nixie komplett

mit den Buchsen bestückt und dann direkt in die Pla-

t ine gelötet. Das erspart das mühsame Ausrichten

der Buchsen nach dem Verlöten, getreu nach dem

Motto: „Ein Fauler war noch nie ein Dumm er."

Für die dickeren Anschlüsse einer IN1 Nixie oder

äh nl ich passen die Buchsen der Mol exStecker, die in

PCs für die Stromversorgung der alten Festplatten

und Diskettenla uerke verwendet werden. -pek

Links und Foren

make-magazin.dxcce



Make: 3/2015



Mit Zangen und Heißklebepistole ging esan die Tastaturen.

zum Lötkolben. Die ersten

Ferig: einmal Einfügen bite!

ZUKUNFTSTAG

In Niedersachsen löste der Zukunftstag

2006 den bun desweiten Aktionstag

Girls' Day ab. Mädchen und Jungen sol-

len an diesem Tag Einblic k in Berufe er-

hal ten, die sie im Rahmen der Berufsori-

entierung eher selten in Betracht ziehen.



Es makeen de Schüennen an denLED -Benchen de Kahoden, um se späewedeuekennen

chl ieß lich löteten sie die Es zusammen

Denn anschließend wurden die Beine auf die

gleic he Länge gekürzt.





1 m gärtnerischen Sinne ist der Autor le ider völ l ig

kompetenzfrei , möchte aber dennoch Tomaten

aus eigenem Anbau genießen. So s innierte er vor

einiger Zeit darüber, ob es möglich sei, der eigenen

gärtnerischen I nkompetenz durch den Einsatz eines

Raspberry Pi ein wenig auf die Sprünge zu helfen.

Das Ziel ist, in ein em TerrassenHochbeet ständig die

Bodenfeuchtig keit zu messen und bedarfsweise fürWassernachschub zu sorgen. Die meisten Boden-

feuchtigkeitssensoren, die bei den einschlägigen

Onl ineHänd lern an geboten werden, sehen a us wie

im Bild unten rechts.

Die Gabelzin ken steckt man i n die Erde und oben

wird ein dreiadriges Kabel angeschlossen. Die Kos-

ten l iegen zwischen fünf und fünfzehn Euro, je nach-

dem, ob man de n Sensor am nächsten Tag haben

wil l oder ein p aar Wochen Zeit hat, bis das Päckchen

aus Shenzen da ist . Leider hat diese Bauform ein

paar Nachteile: Der Anschluss für das Kabel ist nicht

wasserdicht, das heißt, man darf diesen

aquar ium sind es 2,8 Volt. Man hätte eigentlich erwar-

tet, dass bei völligem Untertauchen unter Wasser die

kompletten 3,3 Volt am Ausgang an liegen, aber das ist

nicht tragisch wir rechnen da s später in der Sofware

in Prozentwerte um und können das dort anpassen.

Wertewandel

Es wäre schön, wenn wir die drei Drähte einch an

den Raspberry Pi anschl ießen und die Spannung aus-

lesen könnten. Eine steigende oder fal lende Span-

nun g ist aber ein ana loger Messwert, und damit kön-

nen digital a rbeitende Systeme wie u nser Raspberry

Pi nichts anfngen . Wir brauchen ei nen AnalogDi gi-

talWandler, beispielsweise den MCP3008.

Auf dem Bild auf der nächsten Seite sieht man,

dass der IC au f der Oberseite eine kleine Delle ha t. Das

Beinchen, das dieser Delle am nächsten ist, heißt Pin

1 . Von dort werden die Pins gegen den Uhrzeigersinn

durchgezählt. An den Pins 1 bis 8

Sensor nic ht kompl ett vergraben; starker

Regen dürfte wohl auch schon zu Mess-

fehl ern führen. Bei Kontakt mit Wasser ist

Korrosion nur eine Frage der Zeit, gerade

beim Einsatz im Beet oder auf der Terras-

se. Die Messfühler sind ebenlls blankes

Metall, das im Erd reich mit Sicherheit kor-

rodieren wird. Schl imm er noch: bei man-

chen dieser Sensoren s ind die Leiter in

Das vorkonfigu rierte

Pi Image i nklus ive

al l er Skripte und

Programme f inden

Sie unter dem ink

legt man die analogen Eingangs-

spannungen an, die übrigen Pins

dienen zum Anschl uss der Versor-

gungsspannung und der Kommu-

nikation mit dem Raspberry Pi.

Auf der Schemazeichnung auf

Seite 48 sind die Pins nicht n ur mit

ihren Nummern, sondern auch mit

ihrer Funktion bezeichnet. Pin 1

heißt hier CH (Channel 0) . Der

am Ende des Art ikels

zum Download.

Kupfer ausgeführt wenn das verrottet

und in die Pflanze gelangt, kann man selbige ver-

gessen. Deshal b fiel nach gebü hrendem Kopfkrat-

zen die Entscheidu ng für den Vegetronix VH400.

Er arbeitet kapazitiv, was in der Praxis primär

bedeutet: kein Metal l imErdreich. Außer-

dem ist der Sen-

sor wasserdicht ver-

gossen, man kann ihn

also in der Pflanzerde ver

senken, um die Feuchtigkeit

direkt am Wurzelballen zu mes-

sen. Einziger Nachteil : Nach dem Er-

werb ist man etwa fünig E uro ärme r

dafür bekommt man mehr Tomaten, als

man unter Beibehaltung eines würdevol len Ge-

sichtsausdrucks tragen kann.

Der Sensor hat drei Anschlussdrähte: P lus, Minu s

und Output. Output bedeutet: Dieser Draht führt

umso me hr Spannu ng, je höher die F euchtigkeit ist,

die der Sensor misst. Plus ist der Draht mit der roten

Isolierung, Minus alias Masse ist nicht der Draht mit

der schwarzen Isolie rung das ist die OutputLeitung.

Masse ist der nichtisolierte Draht.

Am Raspberry Pi können wir eine Versorgungs-

spannung von 3,3 oder 5 Volt abgreifen, für den

Feuchtigkeitssensor reichen 3,3 Volt. Ein kurzer Test

am Pi: Plu s und Min us am Raspberry ansc hließen, Out-

put mit einem M ultimeter messen. Der knochentro-

ckene Sensor li efert wie erwartet 0 Volt. In Blu menerde

liefert er 0,9 Volt, untergetaucht im Arbeitszimmer

Bild links: Der Pi signalisiert über

die USB-Ampel die Bodenfeuchtigkeit.

OutputDraht unseres Feuchtigkeitssensors wird

genau dort angeschlossen. Die Pins 2 bis 8 alias Chan-

nel 1 bis 7 benutzen wir nicht. Um Störungen zu ver-

meiden, verbinden wir sie al l esamt mit Masse.

An den Pin 1 (CH) des MCP3008 kommt also derOutputDraht des Feuc htigkeitssensors, den nichtiso-

lierten Draht des Feuchtigkeitssensors verbindet man

mit Pin 6 am Raspberry (GND), den rot isolierten Draht

des Feuchtigkeitssensors schließt man an Pin 1 des

Raspberry (VCC). Hardwareseitig ist nun alles bereit.

Jetzt muss man dem Raspberry aber noch beibringen,

wie er an d ie Messwerte kommt, die ihm d er Analog-

DigitalWandle r MCP3008 jetzt zur Verfügun g stellt.

Kurzinfo

Material

Make: 3/201 5 l 4 7



GARTENBEWÄSSERUNG

L i s t i n g 1L i s t i n g 2

/ u s r / b i n / p y t h o n# c o d i n g = u t f - 8i m p o r t s p i d e v

i m p o r t t i m e

C

(

# ! / b i n / b a s hW D I R = / u s r / L o c a l / s h e l l s c r i p t s / m o i s t u r e s e n s o rE T C D I R = $ W D I R / e t c /

s p i = s p i d e v . S p i D e v ( )s p i . o p e n 0 , 1 )

C

O U T D I R = $ W D I R / o u t p u t

M O I S T P R O Z E N T= $ ( $ W D I R / m o i s t _e i n m a l . p y c u t - f 1 - d \ . ;L o g g e r " $ M O I S T P R O Z E N T P r o z e n t S u b s t r a t f e u c h t e "e c h o $ M O I S T P R O Z E N T > $ E T C D I R / mo i s t u r e - v h 4 0 0 - 1 . t e x t

a n t w o r t = s p i . x f e r ( [ 1 , 1 2 8 , 0 J )i f 0 < = a n t w o r t [ 1 J < = 3 :

w e r t = ( ( a n t w o r t [ 1 J * 2 5 6 ) + a n t w o r t [ 2 J ) *0 . 0 0 3 2 2

f p r o z e n t = ( ( w e r t / 2 . 8 2 ) * 1 0 0 )# S u b s t r a t f e u c h t e i n P r o z e n t a u s g e b e np r i n t f p r o z e n t

e L s e :p a s s

48 1 Make: 3/201 5

Öffentl icher Datennahverkehr

An dieser Stel le müssen wir kurz ü ber Bussysteme

sprechen. In Computern arbeiten gleich meh rere Bus-

systeme. Das sind Datenstraßen mit mehreren Daten-

verkehrsteilnehmern und einer Steuerzentrale. Die

Steuerzentrale ist der Computer (Master), die Ver-

kehrsteilnehmer sind angeschlossene Komponenten

(Slaves oder Clients). Der Master kann di e Slaves an-

hand einer ein deutigen Nu mmer ( I D) identifizieren

und von ihnen verlangen, dass sie ih re Daten bei der

Zentrale a bliefern. Auch d er Raspberry Pi hat, so klei n

er auch ist, meh rere Bussysteme. Um di e Daten des

Feuchtigkeitssensors abzufragen, nutzen wir eines,

das SPI heißt (Serial Peripheral Interce). Um das SP-

Bussystem zu a ktivieren, füh rt man auf dem Raspberryin einem Terminalfenster (Shell) das Komman do sudo

raspi-config aus. Es erscheint ein Textmenü mit dem

Pun kt „Advanced Options" und i m flgend en U nter-

menü „SPI". Dort bestätigt man die Sicherheits-

abfrage mit „Yes" und verlässt das Tool raspiconfig".

Zusätzl ich instal l iert man noch die PythonUnter

Zur Digitalisierung der

Sensor-Spannung d ient der

AD-Wandler MCP3008.

stützung für die Programmierung der SPSchnitt-

stel le :

cd �

sudo apt-get -m insta python-dev bc

git cone https://github.com/Gadgetoid/py-spidev

cd py-spidev

sudo make insta

Jetzt startet man den Raspberry einmal neu (mit dem

Kommando sudo reboot) Nach dem Neustart ist das

SPBussystem an Bord. Mit einem erfreulich kurzen

Programm in Python weisen wir den MCP3008 an,

uns ü ber den SPBus die Daten zu geben, die der an

CH angeschlossene Sensor l i efert (siehe sting 1 ).

Der Messwert in Volt steht in der Variable wert Da

wir empirisch ermittelt haben (durch Eintauchen insAquarium), dass der Sensor bei maximaler Umge-

bungsfeuchtigkeit 2,82 Volt l iefert, rechnen wir die

Voltzahl in Prozent um . Dieser Wert steht in der Varia-

ble fprozent und wird ausgegeben: 49.21 34751 773. Die

Anzahl der Nachkommastellen täuscht eine wesent-

lich höh ere Genaui gkeit vor, als der Sensor tatsächlic h

erreicht, deshal b werden wir sie kompl ett abschnei-

den und nur mit dem ganzzahligen Vorkommawert

weitermachen. Danach wird der Wert in eine simple

Textdatei geschrieben. Das erledi gt das sting 2 (dies-

mal nicht in Python, sondern per BashBefehle n):

Dieses Programm ruft das SensorAbfragepro-

gram m moist_einm al.py auf und m erkt sich von des-

sen Ausgabe al les, was vor dem Punkt steht (cut -fl

-d\.}, in der Variable MOISTPROZENT Deren Inhal t wird

in die Datei moist urevh4001 .text geschrieben.

Nun wollen wir aus den Sensordaten anschaul iche

Grafiken erstellen. Damit man Verlaufsgrafiken ma-

chen kann, muss ma n die Messwerte über einen l än-

geren Zeitraum sam meln, am besten in einer kleinen

Datenbank. Ich nehme für diesen Zweck eine soge-

nannte RoundRobinDatenbank (RRD). Das sind Da-

tenbanken mit einer festen Größe (sagen wir, groß

genug für die Daten eines Jahres was älter als ein

Jahr ist, fl iegt automagisch au s der Datenbank raus).

Dabei sind die jüngsten Daten min utengenau verfüg-

bar, etwas ältere Daten werden au f den 5Min uten-Durchschnitt gemittelt, noch ältere auf einen Stun-

denm ittelwert und so weiter. Die benötigte Sofware



r L i s t i n g 3 L i s t i n g 4

# ! / b i n / b a s hW D I R = / u s r / L o c a l / s h e l l s c r i p t s / m o i s t u r e s e n s o rE T C D I R = $ W D I R / e t c /

# ! / b i n / b a s hW D I R = / u s r / l o c a l / s h e l l s c r i p t s / m o i s t u r e s e n s o rE T C D I R = $ W D I R / e t c /

O U T D I R = $ W D I R / o u t p u t O U T D I R = $ W D I R / o u t p u t

r r d t o o l c r e a t e $ E T C D I R / m o i s t u r e . r r d - s t e p 6 0D S : d a t a 1 : G A U G E : 1 2 0 : 0 : 1 0 0 \D S : d a t a 2 : G A U G E : 1 2 0 : 0 : 1 0 0 \R R A : A V E RA G E : 0 . 5 : 1 : 2 1 6 0 \R R A : A V E RA G E : 0 . 5 : 5 : 2 0 1 6 \R R A : A V E RA G E : 0 . 5 : 1 5 : 2 8 8 0 \R R A : A V E RA G E : 0 . 5 : 6 0 : 8 7 6 0 \

M O I S T P R OZ = $ c a t $ E T C D I R / mo i s t u r e - v h 40 0 - 1 . t e x t ;e c h o " $ MO I S T P R O Z P r o z e n t S u b s t r a t f e u c h t e "r r d t o o l u p d a t e $ E T C I R / mo i s t u r e . r r d N : $ M O I S T P R O Z : Uf o r i i n - 4 h - 1 2 h - 2 4 h - 7 d - 3 0 d -9 0 d - 1 8 0 d - 3 6 0 d; d or r d t o o l g r a p h $ O U T D I R / m o i s t u r e $ i . g i f

- b o r d e r = - c G R I D # f f f f f f - c B A C K # f f f f f f - l a z y - s l o p e - mo d e - s t a r t $ i

R R A : M A X : 0 . 5 : 1 : 2 1 6 0 \R R A : M A X : 0 . 5 : 5 : 2 0 1 6 \R R A : M A X : 0 . 5 : 1 5 : 2 8 8 0 \R R A : M A X : 0 . 5 : 6 0 : 8 7 6 0

heißt RRDTool und ist in a l le n popul ären LinuxDistri-butionen serienmäßig a n Bord. Eine kurze Einführu nghalten wir onli ne bereit, der Weg dahin ist unter demLink am Ende des Artikels zu finden. RRDTool i nstal-l iert man auf dem Pi durch die E ingabe von sudo

apt-get -fm install rrdtool. Das Skript in Listing 3 wirdnur ei nmal benötigt: es legt die RoundRobinDaten-bank mit dem Namen moisture.rrd an, die die Mess-werte des Feuchtigkeitssensors aufnehmen soll .

Jetzt benötigen wir noch ein kleines Programm,das einmal pro Minute den Messwert aus der Dateimoistu revh4001 .text liest, ihn an die RRD verfüttertund die Verlaufsgrafik erzeugt. Listing 4 zeigt es.

Das Skript generiert Bi lder für mehrere Über-sichtszeiträume: für 4 Stunden, 24 Stunden, 7 Tage,

30 Tage u nd so weiter bis zu einer Jah resübersicht.Ein Graph über die letzten 7 Tage ist im Bild rechtsunten zu sehen.

Die Blumenampel

Egal, ob man Tomaten aus Samen aufzieht oder a l sJun gpflanzen kauft: Zunächst werden d ie Pflanzenin der warmen Stube herangepäppelt, bis keineNachtfröste mehr zu erwarten s ind. Wenn Sie zuviel Respekt vor einer a utomatischen Bewässerungund den Fo lgen e iner Feh lfunkt ion in den e igenenvier Wänden haben, können Sie s ich ein e automa-tische GießErinnerung bauen, etwa mit einer Blu-menampel .

Die Blumenampel zeigt grün, wenn die Boden-feuchtigkeit mehr als 65 Prozent beträgt, gelb, wennman gießen sollte und rot, wenn's zu spät ist. DieAmpel (Hersteller: Cleware) wird per USB angeschlos-sen und ist frei program mierbar, und zwar sehr ann-gerfreundlich. Sie funktioniert unter Windows, Linuxund bald wohl au ch u nter OS X. Die Sofware für Li nuxsteht unter www.vanheusden.com/clewarecontrolzur Verfügung. Nach dem Dekomprimieren genügtein make install, und man ist startklar . Mit diesemKommando schaltet man die Ampel auf grün:clewarecontrol -d 901846 -as 2 1.

Sieht kryptisch aus, is t aber ganz einch. Der Para-meter -d 901846 gibt an, welche Ampel man a nspre-chen möchte, in unserem Fal l die mit der Erkenn ungs

- t i t l e " B o d e n f e u c h t i g k e i t ( $ i " - ve r t i c a l - L a b e l " P r o z e n t " - w 4 0 0 - h 1 4 0

D E F : d a t a 1 = $ E T C I R / m o i s t u r e . r r d : d a t a 1 : A V E R A G E \D E F : d a t a 2 = $ E T C I R / m o i s t u r e . r r d : d a t a 2 : A V E R A G E \C E F : s h a d i n g 2 = d a t a 1 , 0 . 9 8 , * A R E A : s h a d i n g 2 # 0 0 0 0 F 9 :

" B o d e n f e u c h t i g k e i t ( a k t u e l l $ M O I S T P R O Z P r o z e n t \ n " \

C D E F : s h a d i n g 1 0 = d a t a 1 , 0 . 9 0 , * A R E A : s h a d i n g 1 0 # 0 F F F 9C E F : s h a d i n g 1 5 = d a t a 1 , 0 . 8 5 , * A R E A : s h a d i n g 1 5 # 1 8 1 8 F 9C E F : s h a d i n g 2 0 = d a t a 1 , 0 . 8 0 , * A R E A : s h a d i n g 2 0 # 2 2 D F 9C D E F : s h a d i n g 2 5 = d a t a 1 , 0 . 7 5 , * A R E A : s h a d i n g 2 5 #3 C 3 C F 9

C E F : s h a d i n g 3 0 = d a t a 1 , 0 . 7 0 , * A R E A : s h a d i n g 30 # 4 B 4 B F 9C D E F : s h a d i n g 3 5 = d a t a 1 , 0 . 6 5 , * A R E A : s h a d i n g 3 5 # 5 A 5 A F 9C D E F : s h a d i n g 40 = d a t a 1 , 0 . 6 0 , * A R E A : s h a d i n g 4 0 #6 96 9 F 9C E F : s h a d i n g 4 5 = d a t a 1 , 0 . 5 5 , * A R E A : s h a d i n g 4 5 # 7 8 7 8 F 9C D E F : s h a d i n g 5 0 = d a t a 1 , 0 . 5 0 , * A R E A : s h a d i n g 5 0 # 8 7 8 7 F 9C E F : s h a d i n g 5 5 =d a t a 1 , 0 . 4 5 , * A R E A : s h a d i n g 5 5 # 96 9 6 F 9C D E F : s h a d i n g 6 0 = da t a 1 , 0 . 4 0 , * A R E A : s h a d i n g 6 0# A 5 A 5 F 9C E F : s h a d i n g 6 5 = d a t a 1 , 0 . 3 5 , * A R E A : s h a d i n g 6 5 # B 4 B 4 F 9C E F : s h a d i n g 7 0 = d a t a 1 , 0 . 3 0 , * A R E A : s h a d i n g 7 0 # C 3 C 3 F 9C D E F : s h a d i n g 7 5 = d a t a 1 , 0 . 2 5 , * A R E A : s h a d i n g 7 5 # 2 2 F 9C E F : s h a d i n g 80 = d a t a 1 , 0 . 2 0 , * A R E A : s h a d i n g 8 0 # E1 E 1 F 9C D E F : s h a d i n g 8 5 = d a t a 1 , 0 . 1 5 , * A R E A : s h a d i n g 8 5 # E 1 E 1 F 9d o n e

zifer 901846 man könnten j a mehrere davonhaben. Die Erkennungszier ermittelt man mit demBefehl clewarecontrol -l. Mit dem Parameter -as 2 1 er-flgt die eigentliche Ampelschaltung. Dabei gibt dieerste Zahl die Farbe an (=rot, 1 =gelb, 2=grün) unddanach entweder 0 für „aus" oder 1 für „ein".

Die Sensordaten für die Bodenfeuchtigkeit hat derComputer bereits. Damit ist es recht einch, miteinem kleinen BashProgramm wie in L ist ing 5 denGießStatus anzeigen zu lassen.

Wenn man gerade keine Tomaten züchtet, kanndie Ampel natürl ich au ch bel iebigen and eren Zwe-cken dienen, der Fantasie sind hier keine Grenzen ge-setzt.

+c„NL

70

6

50

40

3

20

10

B o d e n f u c h t i g k i t [ - 7 d )

18 19 0 1

• Bo d e n f e u c ht i gk e i t ( a t u e l l 3 7 P o z e t )2 3 24

Make: 3/201 5 l 49



GARTENBEWÄSSERUNG

L i s t i n g 5

# ! / b i n / b a s hW D I R = / u s r / l o c a l / s h e l l s c r i p t s / a m pe l

schlossen und lässt kein Was-

ser hindurch. Es besitzt aber

zwei Metal l k lemmen. Wird an

diese Klemmen eine Spannun g

von 1 2 Volt angelegt, önet es

M O I S T U R E = $ ( c a t / u s r / l o c a l / s h e l l s c r i p t s / m o i s t u r e s e n s o r / e t c / mo i s t u r e - v h 4 0 0 - 1 . t e x t )# d e b u g

und lässt das Wasser in einen

Perlschlauch (der schwarze

Schlauch l inks im Bild) fl ießen,aus dem tröpfhenweise Was-

ser perlt. F al l s kein Wasserhahn

in der Nähe ist, kann m an auch

einen größeren Wasserkübel

mit einer 1 2VoltTauchpum pe

anstelle des Mag netventi ls ver-

wenden. Dann muss man nur

in gewissen Interval len nach-

schauen, ob noch ge nug Was-

ser im Kübel ist.

L o g g e r " F e u c h t i g k e i t : $ M O I S T U R E P r o z e n t " ;# A m p e l s c h a l t e ni f [ $ M O I S T U R E - g e 6 5 J ; t h e n

# A mp e l a u f g r u e n s c h a l t e nc l e w a r e c o n t r o l - d 9 0 1 8 4 6 - a s# R o t u n d g e l b a u s s c h a l t e nc l e w a r e c o n t r o l - d 9 0 1 8 4 6 - a s 0 0c l e w a r e c o n t r o l - d 9 0 1 8 4 6 - a s 1 0

e l i f [ $ M O I S T U R E - g e 5 5 J & & [ $ M O I S T U R E - l e 6 4 J ; t h e n# A m p e l a u f g e l b s c h a l t e nc l e w a r e c o n t r o l - d 9 0 1 8 4 6 - a s# r o t u n d g r u e nc l e w a r e c o n t r o lc l e w a r e c o n t r o l

e l s e# A m p e l a u f r o tc l e w a r e c o n t r o l# g e l b u n d g r u e n

c l e w a r e c o n t r o lc l e w a r e c o n t r o l

f i

a u s s c h a l t e n- d 9 0 1 8 4 6 - a s 0 0- d 9 0 1 8 4 6 - a s 0

s c h a l t e n- d 9 0 1 8 4 6 - a s 0

a u s s c h a l t e n

- d- d

9 0 1 8 4 6 - a s 09 0 1 8 4 6 - a s 0

Die automatische Bewässerung

Nachdem wir an diesem Pun kt angelangt sind, ist eine

automatische Bewässerung nur noch ei ne Kleini gkeit.

Denn wenn m an an hand der Bodenfeuchtigkeit eine

Ampel schalten kann, lässt sich genauso leicht eine

Pumpe oder ein Magnetventi l schalten. Wenn etwa

auf dem Balkon, der Terrasse oder im Garten ein

Wasserhahn vorhanden ist, ist ein v om Raspberry ge-schaltetes Magnetventil mit 1 /2Anschlü ssen die ein-

chste Lösung. Darauf kann man etwa Gardena-

Kupplungen für die Schlauchstecker schrauben. Das

Bild unten zeigt ein solches Magnetventi l, das man

auf Amazon für u nter 1 5 Eu ro bekommt.

Das Element ganz rechts im Bild wird an den Was-

serhahn a ngeschlossen. Es ist ein YVerteiler. An die

eine Seite kommt ein Gartenschla uch, an der a nderen

Seite hängt das Bewässerungssystem. Durch de n gel-

ben Schlauch gelangt das Wasser zu eine m Magnet-

venti l, das ist das weiße Element zwischen gelbem

und schwarzem Schlauch. Normalerweise ist es ge

An d as Magnetventil

lassen sich Adapter fürGartenschläuche

anschließen.

Der Raspberry Pi kann al ler-

d ings ke ine 1 2 Volt zum Schal-

ten des Magnetventi ls l iefern,

desha lb benötigen wir e inen

Zwischenschritt . Wir nehme n

ein hande lsüb l iches 1 2Vo lt-

Netzte i l u nd e in Re la ismodul

für de n Pi .

Was genau macht das Relaismodul? Es schaltet

wie ein Lichtschalter, mit dem Unterschied, dass

man den Schalter nicht mechanisch, sondern elek-

trisch betätigt. Das übernimmt der Pi mit einer klei-

nen Steuerspannung.

Be i unserem Re la ismodul han de lt es s ich um e in

Model l vo n Sainsma rt, das speziel l für den Betrieb

am Raspberry Pi oder Arduino ausgelegt ist . Es

kommt ohne d ie sonst oft übl ichen vorgelage rtenTransistorschaltungen a us. Das Relaismodul ist sehr

simpel zu beschalten. Es muss an Plus (5 Volt) und

Minus angeschlossen werden, damit es überhaupt

arbeiten kann. Unser Modul kann zwei Verbraucher

schalten, für jedes gibt es einen weiteren Pin, IN1

un d IN2 . F ür unser Be isp iel verb inden wir IN mit P in

7 (GPIO 4) am Raspberry Pi andere GPIOPins s ind

natür l ich auch mögl ich.

Wenn ma n diesen P in per Program m auf „Low"

schaltet (also 0 Volt), erkennt das Relais modu l dieses

Signal und stellt eine Verbindung zwischen den an-

geschlossenen Leitungen her. Diese gehören zu

dem erwähnte n 1 2VoltNetzteil, dessen Spannu ng

an den RaspberryaufGardenaAdapter angelegt

wird, um die Schleusen zu önen. In List ing 6 ist das

PythonProgramm zu sehen, das Pi n 7 auf LOW und

damit das Magnetventi l auf Durchf luss schaltet :

Listing 7 stoppt den Wasserfluss, indem es Pin 7

wieder auf Hig h, also 3,3 Volt schaltet.

Man benöt igt jetzt nur noch ein einfaches Pro-

gramm, das ei nmal pro Minute die Bodenfeuchtig-

keit ermittelt und abhängig von diesem Wert das

Magn etventi l öfnet oder schließt. H ier bietet es sich

an, das Bl umena mpelSkript wiederzuverwerten und

anstel le der Ampel einfch di e PythonSkripte aufzu-

rufen, die das Magnetventi l öfnen oder schließen.

Listing 8 zeigt das Skript.Um das Programm einma l pro Minute auszufüh-

ren, benutzt man den Dienst Cron. Cron ist eine Art



Zeitschaltuhr für Programme: Man bestimmt, wann

ein bestimmtes Programm a usgeführt werden sol l

und Cron kümmert s ich darum. Gesteuert wird es

von einer Datei namens crontab, in d er man die Aus-

führun gszeiten festlegt. Gibt man in der Shel l crontab

-e ein, so startet ein Editor und öfnet automatisch

die crontab. Dort geht man mit dem Cursor an das

Ende der Datei un d fügen die folgende Zei le hinzu:* * * * * /usr/local/shellscripts/bewaesserung/bewaesserung.sh

Es mü ssen genau fünf Sternchen (Asterisks) vor dem

Kommando stehen. Sie s ind quasi die Programmie-

rung der Zeitschaltuhr und stehen in dieser Reihen-

folge für Min ute, Stunde, Tag des Monats ( 1 31 ) ,

Monat (1 1 2), Tag der Woche (06, O=Sonntag).

Indem man al le Werte auf* setzt, s ind al le Bedin-

gungen immer erfül lt und das Programm startet ein-

mal p ro Min ute. Um den Editor zu verlassen, drückt

man STRGX. All e Sicherheitsabfragen bestätigt man

mit „J", um zurück zur Kommandozei le zu gelangen.

Nun sol lte kein Gemüse und kein Rasen mehr im

Garten vertrocknen. -dab

Links und Foren

•

make-magazin.de/xbk

c

L i s t i n g 6

# ! / u s r / b i n / p y t h o n# c o d i n g = u t f - 8# N a m e : p i n 7 - L o w . p y

i m p o r t R P i . G P I O a s G P I Oi m p o r t t i m e

Das Relaismodul von Sainsmart schaltet das M agnetventil.

s n g 7

# ! / u s r / b i n / p y t h o n

# c o d i n g = u t f - 8

# N a m e : p i n 7 - h i g h . py i m p o r t R P i . G P I O a s G P I O

(

# P i n - N u m me r n v e r w en d e n ( n i c h t G P I O - N u mm e r n )G P I O . s e t m o d e ( G P I O . B O A R D )

(

,.

i m p o r i m e d k# W a r n u n g , d a s s d e r G P I O - Ka n a l n o c h o f f e n i s t , u n t e r r u e c e n

# W i r w o l l e n P i n 7 ( = G P I O 4 ) s c h a l t e nG P I O . s e t u p ( 7 , G P I O . O U T G P I O . o u t p u t C 7 , G P I O . O W )

r

G P I O . s e t w a r n i n g s ( F a l s e )

# P i n - N u mm e r n v e r w e n d e n ( n i c h t G P I O - N u m m e r n )

c L i s t i n g 8

# ! / b i n / b a s h

G P I O . s e t m o d e ( G P I O . B O A R D )

# W i r w o l l e n P i n 7 ( = G P I O 4 ) s c h a l t e n

G P I O . s e t u p ( 7 , G P I O . O U T )

G P I O . o u t p u t ( 7 , G P I O . H I G H )

G P I O . c l e a n u p

# n a m e : u s r / L o c a l / s h e l l s c r i p t s / b e w a e s s e r u n g / b e w a e s s e r u n g . s hW D I R = / u s r / L o c a l / s h e l l s c r i p t s / b e w a e s s e r u n g

M O I S T U R E =$ ( c a t / u s r / L o c a l / s h e l l s c r i p t s / m oi s t u r e s e n s o r / e t c / mo i s t u r e -v h 4 0 0 - 1 . t e x t )# d e b u gL o g g e r " F e u c h t i g k e i t : $ M O I S T U R E P r o z e n t " ;# R e l a i s m o d u l / M a g n e t v e n t i l s c h a l t e ni f [ $ M O I S T U R E - g e 7 5 J ; t h e n

# F e u c h t i g k e i t g l e i c h o d e r ü b e r 7 5 % ,# M a g n e t v e n t i l a u s s c h a l t e nL o g g e r " V e n t i L a u s s c h a l t e n "$ W D I R / p i n 7 - h i g h . p y

e l i f [ $ M O I S T U R E - g e 6 5 J && [ $ M O I S T U R E - L e 7 4 J ; t h e n# F e u c h t i g k e i t z w . 6 5 u n d 7 5 %# n i c h t s ä n d e r nL o g g e r " a l l e s i m g r u e n e n B e r e i c h "

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# F e u c h t i g k e i t u n t e r 6 5 %# M a g n e t ve n t i l e i n s c h a l t e nL o g g e r " W a s s e r m a r s c h "

$ W D I R / p i n 7 - l o w . p y

Ma ke: 3/201 S l 51



LIEBLINGSWERKZEUG

Japanische Schneideladevo Rf Stos

Viele Werkzeuge h aben sich seit Jahrhunde r-

ten in ihrer Form bewährt und somit auch

kaum verändert. Und plötzlich entdeckt man,

dass durch eine einfche Verbesserung des

Grund konzepts eine sprung hafe In novation

möglich ist. Mir ging es so, als ich in der c't

Hacks 2/201 3 die Japansäge in dieser Rubrik

entdeckte. Gleich habe ich mir ein Set aus drei

dieser Sägen beschat. Ich war schnell vonden präzisen Sägeschnitten begeistert. Den

bewährten Fuchsschwanz schickte ich in den

Ruhestand.

Kürzlich bekam ich ei n genial es Zusatzteil

zur Japansäge geschenkt: Die japanische

Schneidelade. Während Gehrladen hierzulan-

de aus eine r ufrmigen Schi ene bestehen, in

die man ein e Leiste einlegt, um dann 45° und

90°Schnitte ausführen zu können, erlaubt die

japanische Schneidelade das Sägen von Geh-

rungen in jedem bel iebigen Winkel . Auch

doppelte Gehrungen sind kein Problem, denn

man kann sie nicht nur im Winkel, sondern

auch in der N eigung stufenlos verstellen.

Das Funktionsprinzip ist einch. Die Säge

wird zwischen zwei paral lelen Metallplatten

geführt. Diese Platten lassen sich sowohl hori-

zontal als auch vertikal in einem weiten Be-

reich neigen. An einer groben Skala kann man

den Schneidewinkel ablesen. Zur Feineinstel-

lun g l iegt ein präziser Winkelmesser bei.

Um die Schneidelade paral lel an eine Leiste

anzulegen, montierte ich die beil iegende Füh -

rungsschiene u nd war verblüt, wie genau ich

die eingestellte 45°Gehrung hinbekam.

Die Königsk lasse i s t das S chneiden von

Platten. Hierzu bietet die Schneidel ade einenPara l le lansch lag, ähn l ich wie Handkre is -

sägen. So kürzte ich ein Regalbrett, indem

ich die Schneidelade a n einer Leiste, die ich

mit Schr aubzwingen a uf dem B rett befestigt

hatte, als Anschlag entlangschob. Dank

Japansäge kann s ich das Ergebnis mit dem

einer Kreissäge messen. -esk

Dein Lieblingswerkzeug

Welches Werkzeug macht Di r das Leben

leichter? Schick uns Deine Idee an:

Parallel-

anschlagfür lange Schnitte

Seitenanschlag

zur Posit ionierung der

Schneide lade an der

seitl ichen Kante

Führungsplatten

in Neigung und Winkel

verstel lbar

i

,•

.

'

„

•

•'1'

Japansäge

Die Säge wird so in der

Sägeführung positioniert,

dass die Zähne mehrere

Mi l l imeter Abstand z ur

Sägeführung haben.

t

·'

[email protected]

� .

�

52 1 Make: 3/201 5



Make: 3/2015





EINFACH ABHEBEN

Unsere Artikel rund um die Fliegereiin diesem Heft:

Raketengleiteraus Balsaholz

ArduSmartPilotmit Smartphone-Steuerung

Multikopterals f l iegender 3D-Scanner

Luftrennenmit Live-First-Person-Video

StratosphärenballonMarke Eigenbau

Seite 6

Seite 64

Seite 72

Seite 82

Seite 86

Noch mehr Artikel und Bauanleitungenzur Fliegerei gibt es online:

Elektroflugmodell Da Capomit Kondensator als Energiespeicher

Magnetsteuerungfür Hanggleiter

Wasserraketeaus PET-Flasche

Einfliegen und Trimmen von Gleiternund anderen Tragflächenflugzeugen

Kleine Rechtskundefür Kopterpiloten



SCHNELLSTART

Kurzinfo

Zeitaufwand:2 bis 3 Stunden

Kosten:1 0 Euro

Holzbearbeitung:

�.= einfche Säge- undSchleifrbeiten

Metallbearbeitung:einfche Zuschneide-,Schleif-und Biegearbeiten

Feinwerkzeug:Spitzzange, Laubsäge,Cutter, Schleifpapier, Me

tallfeile, Seitenschneider,Blechschere oder kräigegewöhnlche Schere,optional: Schraubstock

MaschinenBohrmaschine mit Bohrern (1 ,5 mm, 3 mm,5 mm, 1 0 mm), Schleifmaschine mit rotierenderSchleifscheibe (Dremeloder Ähnliches), optional:Dekupiersäge oder Lasercutter (statt Laubsäge)

Schwierigkeitsgrad

1

leicht



1 n einer meiner Kindh eitserinnerun gen spricht meinVater über ein magi sches „RaketenSegelflugz eug"

aus Bal saholz. Mit zurückgeklappten Fl ügel n wurdees mit einem Handkatapult mit Gummiband in dieLuft geschossen. Während es nach oben schnellte,b l ieben die Flügel durch den Luftwiderstand ge-schlossen, aber beim Erreichen des höchsten Punk-

tes klappten sie auf und erm öglichten ei nen la ngen,anm utigen Gleitf lug zum Boden.

Als das Flugzeug deut l iche Verschleißspurenzeigte diesen Tei l der Geschichte fnd ich beson-ders spanne nd befestigte mein Vater vor dem Starteinen Feuerwerkskörper daran. Herunter kam einKonfetti regen a us Balsah olz.

Vor zehn Jahren fand ich eine Firma, die diese„Raketengl eiter" für zehn Dol lar an bot und ich kauftegleich einige Exemplare. Sie waren r icht ig to l l . Ichwar aus der Hand geworfene Segelf lugzeuge ge-wöhnt, die 20 oder 30 Meter flogen . Diese neu en er-reichten locker 60 oder 70 Meter! Mein SchwagerBrendan und ich konnten uns stunden lang damitbeschäftigen u nd hatten Spa ß wie Kinder.

Letztens fnd ich einen dieser Raketengleiter imKel ler wieder. bers I nternet fnd ich heraus, dassdieses Segelflugzeug inzwischen nicht mehr herge-stel lt wird und dass das Patent schon lange abgelau-fen ist. Mit dem einen verbleibenden Segelflugzeugund mit H ilfe der Bastelwerkstatt TechShop zerlegteich das Gerät in seine einzelnen Bestandtei le. Das Er-

gebnis meines ReverseEngineeringProjektes stel leich hier a ls Bauanleitung vor. Wie so viele Fans diesesklass ischen Spie lzeugs vor dir kannst damit auch duden Segler auf das Katapul t spannen, in den Hi mmelzie len und i hn abzischen lassen.

Diese� Artikels amm aus

Hoch wie ein e Rakete, ru nter wie ein Segelflugzeug

Mit zurückgefalteten Flügeln (A) wird das Segelflugzeug von e inem Handkatapult (B) in die Luft geschossen.

Der Windwiderstand häl t die Fl üge l zurück, bi s sie sich am höchsten Punkt entfalten und das Flugzeug im

sanften Gle itflug z um Boden bri ngen. Die Magi e l iegt in der Flügeldrehachse (G) . Diese clevere Techni k bringt

die Flügel zuerst in e i nen vertikalen Stand, bevor sie dann den R umpf (D) entlang gefaltet werden. Di e

Spannung eines Gummi bandes (J) entfaltet die Flü gel nach vorne und schwenkt sie wieder in di e horizontale

Position. Der Spreizdraht (F) hält d ie zwei F lügel zusammen mit den Flügelc l ips aus Alumini um () . E ine

Münze (H) in e inem Schl itz in der Flugzeugnase fügt das für die richtige Balance erforderl iche Gewicht hinzu.

Starten

Mit den Fügen in dervertikaen Ebene gefatetwird der Seger wie einDartpfei f st senkrechtnach oben geschossen.

2. Öffnen

Kurz vor Erreichen der maximaen Höhekommt das Segefugzeug f st zum Stistandund die Füge önen sich - immer noch inder vertikaen Ebene. Hierdurch wird das Fug zeug gebremst und die Geitphase beginnt.

-

-

-

.

..

•: 1I 1

•

•

•

•

•

•

I

Seiteneitwerk

Q Kataput (Fosse)

3. Gleiten

Die Füge schwenkenin die horizontae Ebeneund der Raketensegergeht in den Geitfug.

Fügestopper

0 Fügespanner(Gummiband)

@ Gummiführungsröhre

Material» Balsaholz, 1,5 mm dick,mindestens 1 00 mmx

500 mm

» Balsaholz, 5 mm dick,mindestens 40 mm x

280 mm

» kleiner Rest Sperrholzoder Acrylgla s, 3 mm dick,mindestens 27 mm x 9 mmgroß

» Rundstab, 3 mm Durchmesser, mindestens1 5 mm ang

» Rundstab, 6 mm Durchmesser, mindestens1 50 mm ang

» fester Draht, 1 mm Durchmesser, mindestens1 65 mm ang

» Aluminiumblech, etwa0,3 mm dick, 2 Stücke zu

65 mm x 25 mm, zum Beispie aus einer aufgeschnittenen Getränkedose

» Plastikröhrchen odersteifer Ku nsstoffschlauch,Außendurchmesser mindestens 5 mm, mindestens1 5 mm ang; zur Not auchein dünnwandiges Auröhrchen

» starker Gummiringfür das Kataput

» dünner Haushaltsgummiring, 1 60 mm ang, für dieFüge

» 1-Cent-Münze oderUnteregscheibe von2,5 Gramm Gewicht

» zwei Heftklammern

» Weißleim

» Klebstoff,der Meta undHoz zuverässig verkebt

» flüssiges Gum mi (P lastiDip) oder füssiger Kunststof, optiona

VORLAGEÜber den Link auf Seite 63

bekommst du die CorelDraw oder DWG-

Dateien für den Lasercutter ode en PD u m Du ce nals Vorlage fürs Schneiden und Sägen von Hand. Dort findest d u auch Tipps fürs mmen u nd E nf eg en.

Ma ke: 3/201 5 l 5 7



SCHNELLSTART

58 1 Make: 3/2015

1 Balsa-Teile ausschneiden

Nimm 5mmBalsaholz für den Rum pf und 1 ,5mmBalsaholz für

die Fl üge l. Fü r das beste Ergebnis empfiehlt es sich, das Höhen-

leitwerk mit der Maserung in Längsrichtung zu sägen und das

Seitenleitwerk (die Schwanzflosse) mit der Maserung paral l el zur

hinteren Kante.

Das 5mmBalsaholz lässt sich gut mit einer Lau bsäge oder leis-

tungshigen Dekupiersäge mit neuem Sägeblatt verarbeiten. Die

Unterseite wird ei n wenig splittern, sie lässt sich jedoch mit fei-

nem Sandpapier glatt schleifen. Fü r das 1 ,5mmBalsaholz würde

ich d ie Dekupiersäge nicht empfehlen Am besten verwendest du

hierfür ein besonders scharfes Hobbymesser und schneidest lang-

sam in me hreren Durchgängen. Ein Metal l l i neal ist von Vorteil .

SCHLITZ SÄGEN

Wenn du den R umpf von Hand säg st, kannst du,

statt d ie Aussparung fü r das Leitwerk aus-

zuschn eiden, auch ein Sägeb la tt verwenden, um

vom h i ntere n Tei l des Rumpfes nach innen zu

sägen . Dieser Schn itt i st ei nfacher und genauso

efektiv wie die Aussparung auf den Schablonen.

2 Flügeldrehachse anfertigen

Nutze für die Flügeldrehachse 3 mm starkes Acryl oder Sperrholz,

von Hand ode r mit dem Laser geschnitten gemäß des Download-

Plans. Bohre mit einem 1 ,5mmBohrer kleine Löcher in der Dreh-

achse. Die genauen Stel len s ind in der Vorlage angegeben.

FLÜGELDREHACHSE

Da d ie F lüge ldrehachse nur e in kleines

Tei l is t, empfie hlt es sic h, dafü r qua l it ativ

ho chwertiges Sperrh olz zu verwenden.

So nst werden s ich die Schic hte n

vonei nander lösen. G lätte die ober en

und unteren Kanten d er Fl ügel

drehac hse mit Sa ndpa pier. Scharf-

kantige Ecken würden auf Daue r zum

Versch leiß des Bals aho lzes fü hren.

3 Flügelclips zuschneiden

Benutze für die Fl ügel clip s eine Blechschere, mit der du das

Alum iniu mblech vors ichtig in 2 Stücke von 25 mm x 65 mm

schnei dest. Wenn d u eine Geträn kedose benutzt, kan nst

du eine n ormal e Schere nutzen, um zwei Stücke herauszu-

schnei den, die du glättest und dann au f Maß schneidest.



4 Stäbe und Röhren ablängen

Schneide von dem Holzstab mit 3 Mil l imetern Durchmesser

einen Stift von 1 S mm Länge für den F lügelstopper ab. Vom

6Mil l im eterStab brauchst du 1 50 mm für das Handkatapult.

Für das Plast ikröhrchen für das Gummi band schneidest du ein

Stück mit 1 5 mm von der Kunststofröhre. Mit einer Rasierkl inge

machst du einen sauberen Schnitt .

5 Flügelclips biegen

Um die Flüg elcl ips in die richtige Form zu bringen, ltest du

das Stück Alum in ium in der Länge mitt ig über e in Stück 1 ,5mm-

Balsah olz. Ein Schrau bstock kann beim Fal ten gute Dienste leis-

ten. Arbeite vors ichtig, damit da s Alu mini um nicht versehentl ich

am Falz zweigetei lt wird.

Schneide mit Hi lfe der Schleifmaschine und einer rotierenden

Scheibe eine Kerbe gut 3 Mi l l i meter breit und knapp 5 Mi l l ime-

ter tief in die gefltete Seite des Alum ini umc lips, 20 Mil l imeter

vom einen Ende entfernt. Das ist die Stelle für die Flü gel dreh-achse. Entgrate die Kerbe mit einer kleinen Fei le .

6 Flügelclips montieren

EINSPANNEN

Spanne d ie Schle ifmasch ine

in e inem Schraubstock fü r

hr Stai l ität beim

Sc hneiden

Um di e Fl ügelc lips zu befestigen, gibst du einen Tropfen Kleber

auf die Ober und U nterseite der F lüg elkante, die s ich am nächs-

ten zum Rum pf befindet. Schiebe dann den A lumi niumF l ügel-

cl ip auf den F l ügel un d lasse dabei genug Platz, damit der 1 mm-Draht sich frei zwischen Clip und F lüg el bewegen kann . Sobald

der Kleber trocken ist, kan nst du das frei l i egende Bal sahol z in

der Alu mini umKerbe mit der Schleifmaschine entfernen.

Ma ke: 3/201 S l59



SCHNELLSTART

60 1 Make: 3/2015

7 Nasengewicht anbringen

Verwende eine l eistungsfhige Dekupi ersäge oder Lau bsäge fürden Schl itz des Nasen gewichtes.

Schiebe die M ünze in d iesen Schl itz und klebe sie fest oder tau-che die ganze Nase in Fl üssigg umm i oder flüss igen Kunststof.

Das macht die Nase widerstandsfh iger, was besonders bei Lan-du ngen a uf harten Oberflächen praktisch ist. Außerdem sieht esganz schick aus.

8 Leitwerk montieren

Schneid e mit der Schleifscheibe am E nde des Rum pfes an derOberseite eine ni cht sehr tiefe Ri l le für die Schwanzflosse.

Befestige das H öhen leitwerk und die Schwanzflosse mit Weiß-leim im Rum pf. berprüfe die Ausrichtung und bringe dann

einen Leimstr ich an al le n Seiten an, wo die Schwanzflosse unddas Leitwerk an den Rum pf stoßen.

9 Röhrchen und Stopper einleeKlebe das Röhrchen für das Gumm iin das vordere Loch a n der Oberseit Rum pfes. Es sollte nach be iden Seitgleich lang sein.

K lebe nun den Flüg elstopper (den 3mm-

Holzstif) in die hintere Öfnung in Oberseite des Rumpfes. Dieses Teil idie Vorwärtsbewegu ng der F lüg elstoppen, wenn d u sie l test.

1 0 Rumpf versärken

FUTTER

Fa l l s ein passendes Kunststoffroh r mit

1 0 Mi l l imetern Innen-du rchmesser zu r Hand ist, kannst Du eine 5 Mi l l imeter d icke Scheibe davon

abschneid en und damitdas Loch für d ie

Drehachse füttern und verstärken. Dann muss das Loch a l le rdin gs

g rößer gebohrt werden passend zum

Außendurchmesser des Rohrs.

Trage mehrere Schichten Weißl eim au f die Öfnung für dieDrehachse und auf die Kerbe für das Einhängen in das Katapultauf. Lasse jed e Schicht trocknen, bevor du die nächste aufträgst.Durch die Leimschichten wird das Balsaholz a n diesen ver-schleißanlligen Stellen extra verstärkt.



1 1 Spreizdraht ablängen

Der Spreizdraht hält die beiden

Flügel zusammen und ü ber-

spannt den Rum pf. Schneide

den Draht auf etwa 1 65 Mi l l i -

meter Läng e zu. Eventuel l geht

auch eine große Bü roklammer,wenn du sie vorsichtig gerade

biegst.

1 2 Spreizdraht biegen

Halte den Dra ht in der Mitte

mit einer Spitzzange fest und

biege ihn über die Zange, umeine UForm zu erstellen . Greife

dann den gebogenen Draht

mit der Zange 22 Mi l l i meter

von der Rundung des U ent-

fernt und biege die beiden

Enden nach oben, bis sie einen

Winkel von 90 Grad bilde n.

1 3 Flügel montieren

Das Befestigen der F lügel am

Rumpf ist der schwierigste Tei l .

Eigentlich benötigt man hierfür

etwa sechs Händ e, die all e etwasUnterschiedl iches machen. Ent-

spann' dich u nd hab etwas Ge-

du ld, dann klap pt es am besten.

Halte die F lügel in der zurück-

geklappten Position an den

Rum pf, schiebe die Drehac hse

hinein und führe den Spreiz-

draht durch die Aussparungen

in den F l üge lc l ips aus Alumin i -

um ein (den Platz zwischen F l ü-

gel und Cl i p) . Führe den Draht

auf beiden Seiten d urch die Lö-

cher in der Drehachse.

Wenn eine Seite des Drahtes

etwas länge r ist, solltest du

diese Seite zuerst in di e Dreh-

achse führen.

HINWEIS

Dieser U-förmige Satte l w ird oben

a uf dem Rumpf sitz en u nd die

Dre hung der F l ügel nach unten in d ie

Horizonta le stoppen. Der Spre izd raht

kann späte r noch zurechtg ebogen werden, u m den Ei nste l lwi nkel im

Flu g a nzupassen. Siehe dazu auch

den Absch nitt „Ti pps fü r den Sta rt".

Make: 3/2 01 5 l 61



SCHNELLSTART

62 1 Make: 3/2015

TIPP

Beesge s Gun

u ßersen Ene es

Sc en s D

n e rs u s R so,

s s er G eer ge ge n en

S r

1 7 Mechanismus testen

Der Gleiter sol lte die F lügel in

einer schnel len, f l ießenden Be-

wegung entfalten. Wenn sic h

die F lüge lcl ips an dem Rumpf

reiben und so verhindern, dass

die F lügel schnel l aufklappen,

kannst du den Spreizdra ht so

biegen, dass er die Flüge l

le icht nach a ußen drückt.

1 4 Heftklammer-Anker anbringen

Drehe den Gleiter um u nd stecke Heftklammern in die beiden

Flügel, hinter der Nasenkante und 45 mm von der Rum pfkante

des Flü gels entfernt.

Drehe den Gleiter wieder und biege die Heftklamme rn vorsich-

t ig so um, dass das dünne Balsaholz der F l ügel nicht beschädigtwird.

1 5 Gummiband einhaken

Füh re dann das kleine Gumm iband durch das Röhrchen in den

Rum pf, ha ke es an den Heftklam mern fest un d bie ge diese fest

zurü ck, um das Band zu sichern.

1 6 Hand katapult bauen

Schl inge das größere Gummi band um das Ende des

6mmHolzstäbchens, wie in der Abbi ldu ng zu sehen.

Dies ist das Handkatapult .



Startvorgang

Bringe die Flügel von der waagerechten i n die senk-

rechte Stellu ng.

Falte s ie dann den Rumpf ent lang, sodass die Fl ügel-

spitzen ü ber dem Höhen leitwerk sind.

Hänge das Gummiband des Katapultes in die Kerbe

auf der Unterseite des Rumpfes ein . Ha lte das Katapu lt mit der e inen Hand und d ie

zurückgelteten Fl ügelspitzen mit der anderen.

Z iehe den Gle i ter am Gummiba nd zurück und

schieße ihn gerade nach oben in di e Luft .

Tipps für den Sta

Mache ein en Testflu g auf weichem Gras, um den Gl ei-

ter und das F lugverhalten optimal ei nzustell en, bevor

du ihn richtig hoch schickst. Um den Einstellwinkel

einzustellen, biegst du den Spreizdraht: nach vorne,

wenn der Schwebeflug eher ruckel ig al s Folge von

Abtauchen und Steigungen verläuft, oder zurück,

wenn er eher stei l nach unten führt.

Achte darauf, dass der Gleiter beim Start (nahezu)

senkrecht nach obe n zeigt, damit er kurz vorm höchs-

ten Punkt langsamer wird und die Fl ügel sich önen

können. Wenn er nicht langsamer wird, kann es sein,

dass er einch einen Bogen macht und sich dann in

den Boden bo hrt.

Das Han dkatapult eignet sich für Personen ab zehn

Jahren; um den Gleiter zurückzuziehen und r ichtig

hoch steigen zu lassen bedarf es längerer Arme. Je

höher der Gl eiter steigt, desto besser. Dadu rch haben

die F lügel genüge nd Zeit, sich für einen sanften Gleit-

flug nach u nten zu entlten.

Das Segelflugzeug ist recht zerbrechlich. Warnedeshalb Kinder, die hinla ufen, um es vom Boden auf-

zuheben, dass sie in ihrer Begeisterung nicht da rauf-

treten! -pek

der Gesclite i lres Beste•

J im Walker entwickelte und pat nti rt im

Jahr 1 939 e in a ls Sp ielzeug g dacht s Se-

gelflugzeug mit f ltbaren F lüg ln d e n

Army nteceptor. Er begann inPo rt land/Oregon mit de� roduktion. In

te d ie American Junior Aircraft Comany

den 1 940erJah ren wurde dieser in S: l-

beachtliche 232 „ .

.

Model ls „rmy ncetor".

nem Td 2009 den rmy ntercetor in

kleinen Mengen weite� herstel len l ieß.

Im ahr 2004 ergänzte der RCHobbyist

Paul Braley das Segelflugzeug um Mi ro-

RCEinheiten . Dieses Model l hieß „404 n-

terceptor". Er glaubt, ass die moderne

MikroRCTechnik die Herstel lun g von viel

le ichteren Model l en er lau bt.

Sicherheitsmaßnahmen:

Wähle für deinen Segelflug

einen Sportplatz oder eine

and ere große, oene

Fläche ohne Bäume. Eine

Rasenfläche ist ideal, da

Landungen auf Beton oder

Schotter dem Balsaholz auf

Dauer abträgl ich s ind.

Sei beim Start deines

Segelflugzeu gs so vor

sichtig wie mi t jedem kata-pul tierten Objekt. Ziele

immer in den Him mel, nie

auf eine Person oder einen

Gegenstand.

1

Links und Foren

. make-magazin.dxafc

Make: 3/201 S l63



WURFGLEITER L

K

TRI IZI R

N

-

� =·

-

ArduSmartPilotMit Smartpho ne, Ardui no und Motoren wird aus einem Wurfgleiterein ferng esteuertes Ele ktroflugzeug, dessen Mechan ik auchSchüler in wenigen Stunden zusammenbauen können.

Unter

www.ardusmartpilot.de

stehen weitere Anleit ungen

zum Nachbau sowie

deta i l l ie rte E inführungen in

Process ing und Ardu ino als

PDF-Dokumente zum

Download bereit.

von Jürgen Schwager und Stefan Mack

64 1 Make: 3/2015

0 Der Wurfgleiter Felix 80

des Herstellers Mini prop



Der Studienbereich Mechatronik der

Hochschule Reutl ingen kooperiert seit

vie len Jahren mit regionalen Gymnasien,

um die Begeisterung für den Ingenieurbe-

ruf zu fördern. Eines der Projekte ist Ardu-

SmartPilot. Dabei wird ein SpielzeugWurf-

gleiter zu ei nem Motorflugzeug aufgerüs-

tet, um ih n mit einer selbst programm ierten

SmartphoneApp zu steuern. K l ingt nach

„Rocket Science", ist es aber nicht: mit

OpenSourceSoft und Ha rdware, Material-

kosten von 60 Euro und ein wenig Geduld

können auch Schüler die komplette Mecha-

tronik von d er AppSoftware bis zum An-

tr ieb real is ieren.

Kern des Projekts ist der Wurfgleiter Felix

80 (Bi ld 1 ) der weitgehend fert ig aufgebaut

ab 1 6 Euro erhält l ich ist . Man muss nur dasHöhen le i twerk ank leben und das F lüge l -

bautei l mit einem Gumm i am Rumpf befes-

t igen. Im Flugzeugrumpf befindet s ich

vorne ein Metal lgewicht, damit der Schwer-

punkt des Flugzeugs die für den Fl ug opti-

male Posit ion hat. Für den Umbau muss

man zwar das Gewicht entfernen, al lerdin gs

muss der Schwerpunkt nach der Montage

al ler neuen Komponenten wieder derselbe

sein. Dazu ist es wichtig, vor dem Entfernen

des Gewichts die Schwerpun ktlage des Fer-

tigmo dell s mit einem Stift zu markieren.

Wie das geht, zeigt Bi ld 2. Man unter-

stützt das Flugzeug mit Daumen und Mittel-

f inger so an den Flügeln, dass die Rumpf-

spitze leicht nach unten zeigt und markiert

diese Auflagestellen. Nach dem Einbau der

Steuerungselektronik stützt man den Fl ie-

ger erneut mit Daumen und Mittelf inger.

Mittels Verschieben der Komponenten

sorgt man dafür, dass die gleiche L age wie-

der erreicht wird dazu später mehr.

Umbau

Wenn man von vorne mit e iner Nade l in

de n Rum pf st icht, kann m an di e Lage des

Metal lgewichts feststel len. Um das Metal l -

gewicht zu entfernen, schneidet man mit

ei ne m Cuttermesser die R umpfspitze weni-

ge Mi l l imeter vor dem Gewicht mit einer

Schräge von circa drei Grad na ch hi nten ab

und legt die St irnseite des Gewichts frei .

Nun kann man das Gewicht mit e iner P in-

zette herausziehen. Die entstehende Aus-

sparung dient als Aufnahme für die Motor-

halterung. Die Motorachse sol l um etwa

drei Grad nach u nten geneigt sein.In unserem Sch ül erprojekt entwerfen die

Jugend l ichen den Motorha lter mit e inem

CADProgramm und fert igen ih n auf einem

3DDrucker der Hochschule. Doch auch mit

einer quadratischen Platte aus Sperrholz

und einem Rundstab aus Holz (der in die

oben genannte Aussparung passt) kann

man s ehr e infch de n in B i l d 3 sk izz ierten

Motorhalter herstel len.

Der Motor wird an die Sperrholzplatte an-

geschraubt. Dann klebt man den Bolzen des

Motorhalters an der Schnittfläche und am

Schaft in d ie vorhandene Aussparung hinein.

Das Höhenruder und das Se itenruder

s ind die verstel lbaren Steuerf lächen, mit

denen d ie F lugr ichtung e ingeste l l t wi rd

(B i ld 4) . In unserem Fa l l s ind es 20 b is 30

mm breite Streifen, die man aus Balsaholz,

Sperrholz oder aus einer 6 mm dicken EPP-

Platte (aus diesem Kunststof besteht das

KurzinfoZeitaufwand:

4 Stunden Mechani k4 Stunden Software

Kosten:ab 60 Euro

Programmieren:Arduino, Processing

Löten:leichte Lötarbeiten

Elektronik:Grundkenntnisse

Steuerung:Smartphone oder Ta betmit Android

Schwierigkeitsgrad

1 J

leicht schwer

Material» 1 W urfgleiter Felix 80

» 1 Bürsten loser MotorTurnigy 2204-1 4T

» 1 Motorregler (ESC)

Hobbyking SS 8 -1 OA» 2 Servo Turnigy 1 440A

» 4 RuderscharniereKavan 0073/01 34x 16 mm

» 2 Ruderhörner Kavan 6380

» 700 mm Stahld raht 0,8 mm

» 1 EPP Platte,ca. 800 x 595 x 6 mm

» 1 Lithium polymer (LiPoly) AkkuTurn igy Nanotech 2s 460 mAh

» 1 Arduino Pro Mini 328,3,3 V, 8 MHz

» 1 USB to TTL Seri al Adapter( TDI")

» 1 S E-Propeller 7 X 5

» 1 Bluetooth-Modul HC-05oder BTM222

» 1 Lipo-Lader für 2-3 Zel len

» 1 Akku-Kabel emaleJST Battery Pigtai l 12 cm

» 1 euerschutztaschefür LiPo Akku

Prüfen der Schwerpunkt-

lage nach dem Einbau der

Steuerungselektronik

Ma ke: 3/201 S l65



WURFGLEITER L

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c. 3 Grad

8 Hier die klas sische Variante des

Motorhalters aus Holz

F lugzeug) a usschneiden kann. Die Streifenhaben wir mit Scharnieren des Herstel lers

Kavan (siehe Ei nkaufsli ste) mit de n Leitwer-

ken verbunde n. Dazu schneidet man Schlit-

ze in die Leitwerke und steckt diese provi-

sorisch hinein. Erst wenn die Bewegung

über die Servoantriebe korrekt funktioniert,

werden die Scharniere mit E poxidha rzkleber

eingeklebt.

Damit die Servoantriebe die Ruder be-

wegen können, müssen auf den Rudern

Verb indungshebel sogenannte „Ruder-

hörner" mit Löchern zur Befestigung der

Stahld rähte, die zu den Servoantrieben füh-

ren, aufgeklebt oder angeschra ubt werden.

Die Posit ion dieser Ruderhörner sol lte man

erst festlegen, nachdem die Servoantriebe

im Rumpf platziert s ind.

Der Servoantrieb (meist „Servo" ge-

nannt) besteht vereinfcht gesagt aus

einem Stel lmotor mit eingebautem Leis-

tungsverstärker. Nach unserer Erfahrung

bringt man s ie am besten am Rumpf direkt

hinter den Fl ügel n an. Die korrekte Lage des

Schwerpunkts kann man ganz zum Schluss

mit der Posit ion des Akkus fest legen. Die

Verbindung zwischen den Hebeln der Ser-

voantriebe und den Ruderhörnern erfolgt,wie in Bi l d 4 dargestel lt , über einen Stahl-

draht. Man nennt ihn „Ruderanlenkung".

Für den Akku wird ana log dazu ein hori-

zontaler Schlitz in den Rumpf geschnitten,

in den er eingeklemmt wird (Bi ld 5) . Die Po-

sition dieses Schli tzes mu ss so gewähl t wer-

den, dass die anfngs markierte Schwer-

punktlage wieder ungefähr erreicht wird.

Die Fe ine inste l lung erfo lgt erst mit der

nachfolgend einzubauenden Steuerungs-

elektronik.

Bordelektronik ei nbauen

Die ArduinoP lat ine b i ldet zusammen mit

der B luetoothP lat ine den Bordrechner .

Für das Verb inden der be iden P lat inen

wäre e i ne spezie l l gefert igte Le iterp latte

die beste Lösung ( in unserem Schu lprojekt

übernimmt dies die Robert Bosch GmbH) .Eine einfache DotYourselfLösung be-

steht darin, beide Plat inen mit doppelsei-

t igem K lebeband auf e ine k le ine Ho lzp lat-

te zu kleben und die wenigen Verbindun-

gen über ange lötete Kabe l herzuste l len

(B i ld 5) .

Der Bordrechner und der Motorreg ler

werden gegenüber l iegend se i t l ich am

Rumpf mit Klettklebestreifen befestigt

(siehe Bilder 5 und 6). Wenn man jetzt noch

den Propel ler mit dem mitgel ieferten Gu m-

miband am Motor montiert, ist das F lug

Sit

Reo

Höhnrudr

öhenl itw r

Zum Unterbringen der Servos zeichnet

man zunächst die Grundfläche an den je-

wei l igen Stel len am Rumpf an. Dieses

Rechteck schneidet man mit einem kleinen

Cutter die Aussparung nach und nach

immer tiefer aus, sodass die Servos später

stramm hineinpassen. Ein kleiner Schl itz-

schraubendreher kann dabei helfen, das

EPPMateria l hinauszupulen, bis das Loch

tief genug ist. 0 Höhen- und Seitenruder

66 1 Make: 3/201 5

zeug mechanisch fertiggestellt. Jetzt kann

mittels Verschieben der ElektronikKompo-

nenten die Schwerpunktlage abschließend

wieder eingestel lt werden.

Der Motorregler enthält einen program-

mierbaren Mi krocontrol ler ( insgesamt s ind

drei Mi krocontrolle r an Bord, das Bluetooth-

Modul enthält den dritten!) . Von den zahl-

reichen Einstel lmögl ichkeiten u nd Parame-

tern eines ESC sind für uns nur drei wichtig:

PWMSignal bei Motorleistung Nul l

(= Motor anhalten) , PWMSigna l für 1 00

Prozent Motorleistung und w elche AkkuArt

den Regler mit Strom speist. Normal erweise

sind die Regler bereits vorkonfigu riert, mit-

unter ist es notwendig, sie neu zu konfigu-

r ieren. Eine Herstel leranleitung dafür l iegt

dem jeweil ig en Regle r bei. Weitere Hinwei-se s ind i n der Bauanleitung im I nternet auf

ardusmartpi lot .de zu f inden.

Flugzeugsteuerung

Bi ld 7 zeigt di e fünf Komponenten der F l ug-

zeugsteuerung: Die ArduinoPlat ine, die

BluetoothPlat ine, den Motorregler und die

beiden Servoantriebe. Zunächst einige

Gründe für die Auswahl d ieser Bautei le .

Man könnte auch einen ArduinoUno mit

einem BluetoothShield verwenden. Dieser



9 Einbau von Akku und Bordrechner

( Einbau von Akku und Motorregler {ESC)

„Doppeldecker" wäre jedoch teurer undhätte ein g rößeres Gewicht. Wir verwendenden Arduino Pro Mini 3,3 Volt . Er erhä lt vondem im Motorregler (ESC genannt) einge-bauten Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) eine Spann un g von 5 Volt. Darauserzeugt er mit einem weiteren DC/DC-Wandler für seinen Mikrocontroller und dasB luetoothModul e ine Spannung von 3,3

Volt.Das BluetoothModul HC05 (Bi ld 8)

haben wir aus folgenden Gründe n gewählt :Es ist kostengün stig, verfügt ü ber eine ei n-gebaute Antenne, es ist einfch anzulötenund es gibt sehr viele Informationen darü-ber im Internet. Außerdem verwenden wire in ArduinoShie ld mit d iesem Modul beider AndroidAppProgrammierung. Alter-nativ könnte man das Modul BME222 ver-wenden, das als Modu l der Klasse 1 eine hö-here Reichweite ermöglicht. Der Nachteilder gerin geren Reichweite bei Verwendun g

des Klasse2Moduls H C05 tritt in der Praxisin der Regel nicht auf, da man das relativkleine F lugzeug im Umkreis von 50 bis 70Metern fliegen l ässt. In unserem Schül erpro-jekt verwenden wir das Mod ul BME222, die-ses wird auf eine dort speziell angefertigtePlatine gelötet. Hier sind Entfernungen bis1 00 Meter mit großer Sicherheit erreichbar.Alle Entfernungsangaben hängen natürlich

auch von dem verwendeten Smartphoneab. Über deren Sendeleistung und Lage derBluetoothAntenne i m Gerät gibt es leidermeist keine Informationen.

Das BluetoothModul ist mit dem Ardui-no über eine seriel le Schnittstel le gekop-pelt. Das heißt, es sendet und empfngt dieDaten, die der UARTBaustein des Arduinoübermittelt. Bei der Datenübertragu ng mit-tels UART sind verschiedene Parameter wie die Datenübertragungsrate möglich,die der Anwender selbst fest legen kann(das U steht für „universel l" ! ) . Zu diesem

Zweck kann man das Blu etoothModul übereinen Programmieradapter an die USB-Schnittstel le eines PC anschl ießen. Model l-bauer ne nnen derart ige USBSeriel lWand-ler häufig „FTDAdapter", da das schotti-sche Unternehmen FTDI (www.ftdi.com)einen populären Chip für diese Umsetzungentwickelt hat (Bi ld 9). Die korrekte Bezeich-nung ist jedoch „USB to TL Serial ConverterAdapter Modu le".

Den Motorregler HKSS 1 OA des ch inesi-schen Herstellers Hobbyking haben wir aufden bürstenlosen Motor TR220414T abge-stimmt, den wir ebenlls bei H obbyking be-ziehen. Es gibt in Modell bauchgeschäftenentsprechende Produkte von deutschenHerstel lern, diese s ind a l lerdings deutl ich

teurer (of Faktor 2). Wir hatten be i der Kom-ponentenauswahl das Ziel, die Grenze von60 Euro für die Kaufteile nicht zu ü berschrei-ten. Wir möchten aber aus Gr ünden d er dortmöglichen Beratung den Kauf in Fachge-schäfen ausd rücklich empfehlen.

Die Verstel lung des Höhenruders unddes Seitenruders erfolgt ü ber Rudermaschi-nen. Das s ind Servoantriebe, in denenMotor, Getriebe, Leistungselektronik undWinkel reg ler e ine E inheit b i lden. Model l -bauer verwenden in ihrer Fachsprache oftden merkwürdi gen Begrif „das Servo" stattder Servoantrieb. Die Anschlüsse von han-delsüb l ichen Produkten s ind auf d ie üb l i -chen Funkfernsteuerungen für Modellbauerangepasst. Sie werden mit einer Betriebs-spannung von 5 Volt versorgt und habeneinen dritten Anschluss für das E ingangs-signal , das den Sol lwert des Drehwinkelsübermittelt . Dieser wird a ls Pulsbreite desEingangssignals kodiert, in der Regel be-deutet eine Pulsdauer von einer Mi l l isekun-de „ l inker Ansch lag" und e ine Pu lsdauervon zwei Mil l isekunden „rechter Anschlag".Das Signal mit einer Periodendauer vonmeist 20 ms wird in der Regel PWMSignal

genannt (für Pulsweitenmodulation).Wie der Schaltplan i n Bi ld 1 0 zeigt, s ind

nur wenige Verbindungen zwischen denKomponenten zu erstellen . Die Bilder 5 und6 zeigen den realisierten Aufbau.

Die Fernsteuerungs-App

Grundsätz l ich kann man Apps für Smart-phones mit dem Betriebssystem Androidauf drei Arten entwickeln. Professionel leEntwickler entwickeln Ap ps in Java mit derIDE Ec l ipse un d Android Studi o von Google.

Ma ke: 3/201 S l67



WURFGLEITER L

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TRI IZI R

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-

Arduino Pro M i i Vt

Buhdl 1� -

Ante HC-0 se

l

3,3 l

Eeconi Spd 5

L

Ak k 7 , 4 V

Contrl (C)

EC

Bürstn lsopee

Moo

s

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n-

ksabg1Drhfld-

Ezu

ikcn ATmga28

Anr ieb Höh nr ib Sinrd

0 Blockschaltbild Flugzeugsteuerung ArduSmartPilot

Fü r HobbyInformatiker und Sch üle r gibt es

jedoch zwei andere Möglichkeiten, die mit

wesentl ich geringerem Einarbeitungsauf-

wand verbunden s ind: Das Entwicklungs-

tool Processing, mit dem man Programme

in der Sprache Processing entwickeln kann,

und das grafische Entwicklungstool App In-

ventr, mit dem auc h Personen ohn e Infor-

matikkenntnisse Apps durch Zusammen-

fügen von puzzleartigen Bausteinen entwi-

ckeln können.

Die App des Projekts ArduSmartPi lot

wurde mit dem Entwicklungstool Proces

sing programmiert. Sehr praktisch ist, dass

die Bedienung dieses Tools weitgehend

identisch zu dem Tool Arduino ist, denn die-

ses wurde aus Processing abgeleitet . Die

Sprache Processing ist ähnl ic h wie Java, s ie

wurde von dem USamerikanischen MIT

entwickelt. Sie ist speziel l für interaktive

Programme und Grafik geeignet und richtet

sich auch an Künstler und Programmieran-

fnger. Nach unseren Erfhrungen können

Schüler damit in eine m hal ben Tag lernen,

wie man g rafische Eleme nte auf einem

Smartphone bewegen und a nkl icken kann.

Das grafische Entwicklungstool App Inven-

tr war ursprünglich eine Entwicklung von

Google, wurde jedoch Ende 201 1 e inge-

stel lt . Inzwischen gibt es anwendungs-

freundl iche und leistungsfähige Entwick-

lungswerkzeuge, die auf zentralen Web-

servern laufen und speziel l für Program-

mieranfnger geeignet s ind. Man erspart

s ich damit die I nstal lat ion des kompletten

Entwicklungstools auf dem eigenen Rech-

ner. Das erstel lte Quel l programm wird auf

dem zentralen Webserver übersetzt und der

Anwender erhält das erzeugte Androidpro-

gramm über das Internet zurück.

Mit der FernsteuerungsApp wird das

Flu gzeug über die Lagesensoren im Smart-

phone bzw. im AndroidTablet (im folgen-

den AndroidGerät genannt) gesteuert. Dasbedeutet: Eine Kippbewegung rechts/links

des AndroidGeräts führt zu einem

Rechts/LinksAusschlag des Seitenruders .

Ein Hochkippen des AndroidGeräts zum

Betrachter führt zu einer Aus lenkung des

Höhenruders nach oben und somit zu

einem Steigf lug. Ein Abkippen vom Be-

trachter weg bewirkt einen Sinkflug. Der

aktuel le Kippwinkel des Smartphones wird

im Display über einen roten Punkt in einem

Fadenkreuz v isua l i siert (B i ld 1 1 ) . Die Dreh-

zahl des Propel lermotors kann man i n vier

Stufen über Tasten auf dem Touchscreen

einstel len. Nach unseren Erfhrungen wird

die Drehzahl nicht laufend eingestel lt , so-

dass diese etwas unkomfortable Bedi enu ng

nicht stört . Wer eine Drehzahlverstel lung

ohne B l ick auf den B i ldsch i rm wünscht ,

kann das Programm so a bändern, dass die

Motordrehzahl mit dem Lautstärkeregler

des AndroidGeräts eingestellt wird.

f Programmieradapter mit USB

C Breakout-Board mit dem Bluetooth-Modul HC-05

68 1 Make: 3/201 5

Schnistelle, auch „USB-Seriell-

Wandler" oder „FTDI" genannt



Die FernsteuerungsApp kann man,

ohne d ie Detail s zu verstehen, von der Pro

jektHomepage www.ArduSmartPi lot .de

herunter laden, mit Processing übersetzen

und per USBKabel auf das AndroidGerät

laden.

Für diejenigen, die sich für die Program-

mieru ng interessieren, haben wir einen klei-

nen ProcessingProgrammierkurs auf der

ProjektHomepage hinterlegt. Diesen Lesern

empfehlen wir zusätzl ich eines der le icht

verständlichen Bücher über die Processing-

Programmierung, die s ich auch sehr gut für

Programmieranfnger eignen (Beispiele fin-

den Sie unter dem Link am Ende).

B i ld 1 2 ze igt den Programmablauf des

Fernsteuerprogramms. Das Programm wer-

tet die eingebauten Sensoren aus, mitdenen das Gerät zwischen waagerechter

und senkrechter Bi ldschirmdarstel lung un-

terscheidet. Die Messwerte werden in eine

Zeichenfolge umgewandelt, die über das

A Comands 34Enable

3

1

Pair ingerfogt

Aku7,4 V

P I 0 1 1 ( K E Y )

TXDP08(L E

2RX

3 , 3 V 2

GN1 3

HC-05Bletooh

PWM+B 5 V

2. k UMOT

ESC UMO21 k UMO3

-BA GND

BluetoothModul an das F lugzeug gesendet

wird. 4 Schaltplan Flug zeugsteuerung ArduSmaPilot

01 RX Arduino

O X Pro Mini 3 , V

vcc

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<" W < GN <

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pus 3 pse 3+

Sero SeoHöhe Seite

Ma ke: 3/201 S l69



WURFGLEITER L TRI IZI R

-�

G Bedienbildschirm der Fernsteuerungs-App ArduSmaPilot

Arduino-Programm

Das Programm für d en Bordrechner wird

mit der ArduinoEntwick lungsumgebung

auf einem PC entwickelt . Da der Arduino

Pro Mi ni de s Bordrechners keinen USBAn-

schluss besitzt, wird ein Programmieradap-

ter („FTDI") benötigt, der beim Programm-

download zwischen den PC und die Ardui

wir bereits im Abschnitt über das Blue-

toothModul beschrieben.

Auf der Projektseite gibt es eine au sfüh rli-

che Anleitung zur Entwicklung des Arduino-

Programms, dessen vereinfchten Ablauf

B i ld 1 3 ze igt . H ier so l l nur das Pr inz ip kurz

erklärt werden. Das And roidGerät schickt

die Kippwinkel a ls Richtungsvorgabedaten

in einem Wertbereich von 0 bis 1 80 Grad.

BREAKOUT-

BOARD

Breakout Boar d bezeichneteine Pla t in e mit hochi nte

g rie rten S MD-Bauelementen ,

dere n Be inch en fü r d ie le ic hte

Anwendbarkeit fü r Bastler auf

le i hter knta ktierbare

Ansch lüsse her au sgeführt s ind.

Ruder werden aber in einem Wertebereich

von 0 bis 1 40 Grad für das Seitenru der (Kip-

pen nach rechts vergrößert die Zahl) und

1 25 bis 0 Grad für das Höhenrud er (Kippen

zum Betrachter vergrößert die Zahl und soll

Steigflu g bewirken) benötigt. Da her erfolgt

im Programm eine entsprechende Um rech-

nung der Wertebereiche. Da der Arduin o in

der Sprache C programmiert wird, kann

man dafür gan z einfch die Fun ktion map()

verwenden.

Sol lten innerha lb von zwei Sekunden auf

der BluetoothSchnittstel le keine Daten

noPlat ine geschaltet wird. Diesen haben Die Sol lwerte für die Servoantriebe der vom AndroidGerät eintreen, wird der Pro

Kippwinkel Gerät

rechts/links und

auf/ab auslesen

Zeichenflge derVorgabedaten

berechnen

0 Vereinfachter Programmablauf

des Fernsteuerungsprogramms im

Android-Gerät

7 Make : 3/20 15

Bluetooth (BT)

Empfngsdaten

einlesen

Vorgabedaten

in Sollwerte

umrechnen

Sollwerte an Motor,

Höhen- und Seiten

ruder ausgeben

e Vereinfachter Programm

ablauf des Arduino-Programms

im Bordrechner

nein

Motor aus

Höhenruder= 0

Seitenruder = max.

pellermotor ausgeschaltet, das Höhenruder

waagerecht gestel lt und das Seitenruder

maximal ausgelenkt. Das F lugzeug segeltdamit kreisend nach unten.

Erstflug

Fü r den Erstflu g ein es ferngesteuerten Mo-

del lf lugzeugs halten Model lbauvereine un d

Foren zahlreiche Tipps im Internet bereit .

Aus unserer Erfhrung hat es sich bewährt,

den Erststart an einem windsti l len Tag zu

zweit durchzuführen: Eine Person steuert

mit dem Smartphone, die andere Person

läuft und wirft das Flugzeug nach oben.

Kurz vor der Landun g (mit ausgescha ltetem

Motor) sol lte man das Höhenruder noch

einmal auf Seigflug sel len, dami der Pro-

pel ler nicht als Erstes den Boden berührt .

Wir möchten noch darauf hinweisen, dass

nach deutscher Rechtslage der Betrieb von

Model lf lugzeugen nur mit einer speziel len

Haftpflichtversicherun g gestattet ist. -dab

Links und Foren

• make-magazin.dxchq



Make: 3/2015



PHOTOGR MMETRIE - -

3D-Rekonstruktion

aus der LuftEinen Mu ltikopter mit Kamera kann man auch alsfl iegenden 30Scanner ein setzen - aus Luftbi ldserienberechnet spezielle Ph otogra mmetrieSowareautomatisch detai ll ierte 30Modell e von kompl ettenGebäud en. Wir zeigen Sch ritt für Schritt von derFlu gpla nung bis zum 300ruck des Miniaturgebäudes,

wie es geht.

von Danie l Büh ler

72 1 Make : 3/205

Kurzinfo

Zeitaufwand:zwei Tage

Kosten:

je nach vorhandener Ausrüstung zwischenfst nichts und mehreren tausend Eu ro

Ausrüstung:Mu ltikopter, Kamera, Compu ter,optional 3D-Drucker

Schwierigkeitsgrad

1 �-

leicht schwer



Für die Photogramm etrie eignen sich Luf-

bild er sehr gut, da sie auch Details zeigen,

die aus normaler Perspektive vom Boden aus

nicht s ichtbar s ind. Außerdem kann man da-

rüber auch größere Gebiete erfssen. Die

Aufnahme vo n Lufbildern stellt heute tech-

nisch kein großes Hindernis mehr dar, da

gü nstig Multikopter zu bekommen sind, die

eine Kamera tragen können [1 ] .

Di e Luftbild er unseres Beispie lprojekts hat

ein EigenbauHexakopter aufgenommen

ein ferngelenktes Lufthrzeug, das von

sechs Propellern angetrieben wird. Der He-

xacopter ist mit einem Autopiloten ausge-

stattet, der es ihm ermögl icht, weitgehend

autonom zu ag ieren, dem Ardupilot APM 2.6

von 3D Robotics. In Kombination mit einer

Reihe von Sensoren ist der Autopi lot nichtnur i n der Lage, den Hexakopter stabil i n der

Luft zu halten. Er kann außerdem mit Hilfe

eines integrierten Lufdrucksensors eine vor-

gegebene Höhe halten und mit einem GPS-

und Kompassmodul bestimmte Flugmuster

und programmierte Routen zwischen Weg-

punkten völl ig selbstständig abfliegen. So

muss der Pi lot den Flug nur noch überwa-

chen, um im Notfall eingreifen zu können,

und kann sich mehr auf die fotografischen

Aspekte konzentri eren.

Für die Aufnahme der Luftbi lder benö-

tigen wir natür l ich auch eine Kamera an

Bord un seres Kopters . Für die Photogram-

metrie ist di e Bren nweite des Objektivs be-

sonders wichtig, s ie sol lte zwischen min-

destens 20 Mi l l imetern und maximal

80 Mi l l imetern (K le inb i ldäquiva lent ) l ie-

gen. Innerha lb d ieses Brennweiten-

bereichs kann m an zwar generel l jede Ka-

mera benutzen, al lerdings sol lte s ie in der

Lage se in , B i lder u nkompr imiert im Raw

Format aufzunehmen. Bei der JPEGKom-

primierung können Artefakte auftreten,

die der PhotogrammetrieSoftware später

Schwierigkeiten bereiten. Ganz vermeiden

sol lte man Kameras mit U ltraWeitwinkel-

oder F isheyeObjektiven, etwa die GoP ro.

Wir haben unsere Luftbi lder mit einer

spiegel losen Systemkamera vom Typ Sony

NEXT aufgenommen. Gegenüber kom-

pakteren Kameras hat sie den Vorteil eines

größeren Bi ldsensors im APSCFormat, was

sich insbesondere in schwierigen Lichtver-

hältnissen durch geringeres Bi ldrauschen

bemerkbar macht auch das hat negative

Efekte auf die Leistung der Software bei

der 3DRekonstruktion. Bei a l l d iesen Vor-

zügen ist die NEX5 zudem sehr leicht, der

Body ohne Objektiv wiegt n ur 276 Gramm,was das Abflu ggewicht des Kopters niedr ig

hä lt und d ie F l ugdauer erhöht .

Als Objektiv kommt das SEL20F28 von

Sony mit einer festen Brennweite von

20 mm zum Einsatz. Objektive mit Fest-

brennweite bringen meist eine höhere Ab-

bi ldu ngsgenauigkeit a ls ein vergleichbares

ZoomObjektiv. Fal ls aber doch ein Zoom-

Objektiv in die Luft geschickt wird, dann am

besten mit dessen maximaler oder mi nima-

len Brennweite (= ZoomStufe).

Zum Ausgleich der Eigenbewegungen

des Kopters um die Rol l und die NickAchse

ist die Kamera an einem elektronischen

Gimbal aufgehängt. Bei unserem Gimbal

handelt es s ich um eine Eige nkonstruktion

auf Basis des BaseCAMControlle rs. Zusätz-

lich zu den Eigenbewegungen des Kopters

können auch hochfrequente Schwingun-

gen, die von den Propel lern erzeugt wer-

den, die Qualität der Aufnahmen ver-

schlechtern. Deshalb ist das Gimbal durch

Wer einen Mu ltikopter fl iegt, muss

eini ge Vorschrifen beachten

insbesondere, wenn das Fl uggerät mit

einer Kamera ausger üstet ist. Auch für

Gebäude gi lt zudem u nter Umständen

ein U rheberrecht, insbesond ere, wenn

es s ich nicht u m ein historisches

Bauwerk wie bei unserem Be ispiel

handelt . Detai ls zu jurist ischen Fragen

rund u m Flüge mit Kamerakoptern

finde n Sie au f unserer Webseite (sieheLink auf Seite 81 ).

TECHNIKB ÄCKEREI Die h ier gezeigte 3D-Rekonstruktion aus d e r Lu wa r a u f d e r letzten M a ke r Wo r l d a m Sta n d de r Tec h n i kBäckerei z u s eh e n .Die TechnikBäckerei is t ein j unger

Makerspace für Tüler und Technikbeg eis terte i n m m enstaad am Bode nse e

mit dem Zie l , das Se lbermachen zu

'

rdern u n d zu u n te rs tützen . Dafü r stel l t d i e Tech n i kBäckerei Masch i n e n u n d

Werzeuge. Regelmäßige Treen schaen die Gelegenheit für den Austausch m it Gleichgesin nten; verschiedene Ku rse ermögl ichen es, neues Wissen und neue

Fähigkeit en zu er lernen.

http: / / t ech n i kba eck er e i .d e

Ma ke: 3/201 5 l 73



PHOTOGR MMETRIE - -

Jeder der sechsMotoren liefe

bei einer Akku-

FLUGGERÄTDe e spe unmen ü esen e u en me ne M uopeme-omn o n gescossen

e nsgesm un ' 00 u o os e. Ds

gee ge P npe 3 D-Sc ns us e Lu ss

s c e uc m e u- c� g üns geem ug-

ge nc vo een [ 1 J .

Landegestell u nd Kamera-Gimba l unseres Hexacopters: Ein lneialsensor easst zu jeder Zeit die

Lage der Kamera im Raum und sendet diese Informationen an die Eleronikeinh eit des Gimbal. Do

berechnet ein M ikrocontroller die entsprechenden Ausgleichsbewegungen für di e beiden Brushless

Eleromotoren. Ein Motor gleicht hierbei di e Bewegungen um die Roll-Achse, der andere um die N ick

Achse aus. Diese Ausgleichbewegungen eolgen sehr schnell , sodass das Kamerabild stabil bleibt.

7 4 1 Make: 3/201 5

Unser Eigenbau-Hexacopter: In

der Mie der Centerplate befindet

sich der Autopil ot, ein Ardupilot

APM 2.6 von 30 Robotics. Oberhalb

davon sitzt der Empfänger für die Fern

steuerung, unten rechts das u-blox GPSund Kompassmodul von 30 Robotics.

ölf Gummidämpfer vom Rahmen des

pters entkoppelt. Außerdem wurde n al l e

opel ler vor dem ersten Einsatz ausge-

uchtet, u m Vibrationen von vorneherein

minimieren.

Zur LiveAnsicht der Aufnahmen wäh-

nd des Fl uges dien t ein F PVSystem (FPV =

rst Person View) [2]. H ierfür sind AVSendererbreitet, di e i m 5,8GHzBereich arbeiten.

a jedoch die meisten modernen Kameras

ie die von uns eingesetzte NEX5 das

iveBi ld nur noch digital über die HDM-

chnittstel le ausgeben, muss das digitale

Videosignal erst in ein AVSignal gewandelt

werden. Hierzu verwenden wir einen han-

delsübl ichen MiniaturHDMI/AVKonverter.

Zwischen dessen Ausgang und den Ein-

gang des Videosenders ist zusätzl ich ein

OnScreenDisplayGenerator (OSD) des

Typs Ardupi lot Mega Mini mOSD geschaltet.

Dieser empfängt über die Telemetrie



Schnittstel le des Ardupi lot a l le wichtigenFlugzustandsdaten und blendet diese a lsOverlay über das Videosignal . So hat derPilot während de s Flug es stets die wichtigs-ten Informationen im Blick.

Schematische Darstellung des FPV-SystemsDer HD Ml -Konverter wandelt das digitale Videosignal der Kamera in ei n analoges

PAL-Video um. Darüber blendet das MinimOSD-Modul die wichtigsten Flugzustandsdaten, bevor d er AV-Transmitter das Videosignal an d ie Bodenstation sendet.

Auswahl des Objekts

Ein zu r 3DRekonstruktion geeig netes Objektzeichnet sich dadurch aus, dass es möglichstfrei steht und von alle n Seiten zugänglich ist.Insbesondere sollte es nicht durch Bäumeode r Büsche verdeckt sein: Zum einen habenwir die Erfahrun g gemacht, dass die Ph oto-grammetrieSoftware imme r Schwierigkei-ten mit der komplexen Struktur von Bäumenund Bü schen hat. Zum a nderen führt selbst

bei leichtem Wind die Bewegun g der Zweigeund Blätter zu unerwünschten Efekten beider Rekonstruktion.

Auch auf Spiegel ungen in Fensterschei-ben oder sonstigen Glasf lächen sol lte manachten, denn auch d iese können späterstörende Artefakte im 3DModel l zur Folgehaben.

Für unser Beispielprojekt haben wir unsein freistehendes Gebäud e ausgesucht, daszudem hübsch anzusehen ist ein kleinesRebhaus mit Kapel le aus dem 1 8. Jahrhun-dert. Die H olzvertäfelu ng i m oberen Stock

AV

werk, das moosbewachsene Dach und diestrukturierte Wand bieten der Photogram-metrieSoftware ge nügen d Anha ltspun kte.Darüber hi naus steht das Rebhaus auf einerHügelkuppe und wird n icht durch Bäumeoder andere Gebäude verdeckt. Ledigl ichdas Gittertor und die Außentreppe au s Me-tall bereiten bei der Rekonstruktion Schwie-rigkeiten dazu gleich mehr.

Das Live-Videobild m it den überlagerten Flugzustandsdaten auf dem Videomonitor der Boden

station: Angezeig t werden die aktuelle Geschwindigkeit, Schub u nd Steigrate des Hexacopters Odie Enernung und die barometrische Höhe relativ zum Startpunkt dessen Richtung 8, außer

dem der aktuelle Stromverbrauch un d die Restspannung des AkkusQ. Für den automatischen

Flug ist die Anzahl der sichtbaren Satelliten f wichtig.

AV

(+ Overl ay)zur Bodenstation

Flugplanung

Zur P lanung e iner Miss ion stehen für denArdupi lot mehrere PCProgramme undSmartphon eApps zur Verfüg ung, u nter an-derem der Droid Plan ner für Android oderder APM Planner für Windows und MacOS X. So funktioniert es zum Beispiel mitAndroid: Zunächst verbindet man dasSmartphone oder Tabet mit dem Ardu pilot,zum Beispiel per USB. Eventuell wird hie rfürein USBOTGKabel (= OnTheGo) benötigt,damit das Smartphone oder Tablet a ls USB-Host agieren kann. Alternativ unterstütztder Droid Planner auch die Verbindung perBluetooth oder über das 433MHz RadioTelemetry Kit von 3D Robotics.

Ist die Verbin dun g hergestellt, bietet derDroid Planne r verschiedene Ansichten zurKonfiguration des Autpi loten, zur Über-wachung der Sensordaten und zur F lugpla-nung . Letztere erflg t mit Hil fe einer Karten-darste l lung aus Google Maps . H ier kann

man Wegpunkte setzen, verschieben oderlöschen. Für die einzelnen Wegpunkte lässts ich die F lugh öhe bel iebig wählen. Außer-dem kann man eine Aktion definieren, dieder Kopter bei Erreichen des Wegpunktsausführen sol l .

Für unsere PhotogrammetrieAufnah-men setzen wir einen Wegpunkt auf denMittelpunkt des zu vermessenden Objektsund wählen als auszuführende Aktion denCircleBefehl. So wird der Kopter spätereinen Kreis um diesen Wegpunkt f l iegenund d abei die Nase (und damit die Kamera)auf den Wegpunkt richten. Der Radius des

Ma ke: 3/201 5 l 75



PHOTOGR MMETRIE - -

Gierstrukturen wie die Metalltreppe od er das

Tor bringen die Photogrammetrie-Soare an

ihre Grenzen.

Kreises und die Geschwindigkeit , mit der

sic h der Kopter bewegt, können h ierbei frei

gewählt werden. Al lerdings sol lte man ins-

besondere beim Radius darauf achten, ge-

nügend Sicherheitsabstand einzuhalten,

damit man im Notfal l noch eingreifen kann!

Die F lughöhe r ichtet s ich nach der Höhe

des Motivs und sollte zunächst so gewählt

werden, dass die Kamera schräg von oben

auf das Objekt herunterschaut. Spät er kön-

nen noch weitere Kreise in nied rigerer Höhe

C . u

•

Für den Circle-Modus definiert man ein

Zentrum, da s der Kopter im gewählten

Abstand umrundet.

um das Objekt geflogen werden, um zusätz-

liche Details zu erssen. Gerade bei kleine-

ren, freistehenden Gebäu den wie unserem

Rebhaus haben wir mit dieser Methode

ganz gute Erfahrun gen gema cht. Die relative

Bewegung zwischen Kamera und Objekt

entspricht hierbei der relativen Bewegung

eines ScanObjekts auf ein em Drehteller ge-

genüber einer feststehenden Kamera.

Da die Fotos später im Flug aufgenom-

men werden, sol lte man d ie Geschwindig

9m l o

� Advanced

! rf n T t�

1 1 2 1A ludeStp

1 3

keit re lat iv niedrig einstel len, um Bewe-

gungsunschärfe zu vermeiden. Im Circle-

Modus geschieht dies indi rekt über den Pa-

rameter CIRCLE_RATE des Autopiloten. Der

Wert gibt an, u m wie viel Grad pro Sekunde

sich der Copter um den Wegpunkt drehen

sol l . Abhängig von dem gewählten Radius

des Kreises ergibt s ich so die Fl uggeschwin-

digkeit . Auch diesen gibt man über den

Droid Pl anner ein. Werden Parameter geän-

dert, muss man s ie mit dem Menübefehl

„Write" auf dem Kopter speichern.

Eine al ternative Aufnahmetechnik zum

CircleModus besteht darin, in mehreren

Bahnen i n größerer Höhe über das Motiv zu

f l iegen je nach Bren nweite etwa 30 bis

80 Meter über dem Boden. Diese Methode

namens SurveyMode eignet s ich gutfür großflächige Objekte. Al le rdin gs sol lte

dafür das KameraGimbal am Kopter mög-

lichst um 90 Grad nach unten geneigt wer-

den können. Den Abstand zwischen den

Bahnen wählt man so , dass ane inander-

grenzende Bilder zu mindestens zwei Drit-

teln überlappen.

Aufnehmen der Bi lder

Um gute Bi l der für eine 3DRekonstruktion

aufnehmen zu können, braucht es passen

[g t • , · ; 1

Konfiguration des Circle-Mod us im Droid Plann er: Zunächst wird im

Editor ein Wegpunkt auf den Mittelpunkt des M otivs gesetzt Q.Durch Antippen des Wegpunkts öffnet sich ein Konfigurationsmenü .

Hie r setzt man den Wegpunkt-Typ auf Circle, da nn kann m an di e

weiteren Parameter wi e Höhe un d Radius ein stellen Praktisch:

Höhe zu fliegen (Parameter „N umber of Steps" und „Altitude Step").

Falls gewünscht, kann den Kopter an einem weiteren Wegpunkt mit der

Aktion „Land" wiede r zu Boden schweben oder ih n mit der Aktion

„Return to Launch" zur Startposition zurückfliegen l assen f und 0Der Men übefehl „Send Mission" überträgt die Wegpunktliste an

Der Droid Planner bietet an, gleich mehrere Kreise in unterschiedlicher den Copter.

76 1 Make: 3/201 5



de Wetterbedingungen. Sehr sonnige Tage

sind eher u ngünstig für die Photogramme-

trie, da Schatten störende Artefkte oder

Ungenauigkeiten bei der 3DRekonstruk-

t ion nach s ich ziehen können. Eine t ief ste-

hende Sonn e verstärkt diese Efekte zusätz-

l ich. Regen oder Schnee hingegen mag wie-

deru m der Kopter nicht so sehr.

Alternativ startet man manuell und akti-

viert den „Auto Mode" im Flug . Dan n steuert

der Kopter zum ersten Wegpunkt und führt

die vorgesehenen Aktionen aus. Während

des Flugs sollte man den Kopter immer im

Blick behalten, um im Notfll eingreifen zu

können. Auch sol lte man darauf achten, stets

genügend Abstand zum Objekt einzuhalten.LE_ADIUS

RT

pin

rleRdius(m)

C rce (deg/s)

8

3

Am besten sucht man sich also einen be-

deckten Tag mit hel lem, difusem Licht aus.

Zu dunkel darf es eben auch nicht sein,

damit die Bel ichtungszeit für die Aufnah-

men möglichst kurz gehalten werden kann,

um Bewegungsunschärfe zu vermeiden.

Theoretisch könnte man zwar die Blende

der Kamera weiter öfnen, um die Bel ich-

tungszeit zu reduzieren; das brächte aber

wiederum einen Verlust a n Tiefenschärfemit s ich. Fü r die Photogrammetrie braucht

man a ber Bi lder, die mögl ichst das gesamte

zu rekonstruierende Objekt durchgehend

scharf abbi lden.

Fa l l s d ie Kamera an Bord das Canon-

CHDKProtokol l beherrscht, kann man s ie

automatisch über den Ardupi lot aus lösen.

In d iesem Fa l l g ibt der Parameter

DO_TRIGG_DISTANCE an, i n welche n Ab-

ständen die Kamera jewei ls ein Bi ld schie-

ßen sol l . Alternativ verfügen viele Kameras

über eine Automatik, die in vorher gewähl-

ten Zeit interva l len B i lder aufn immt. Wir

beschre iten h ingegen den dr i tten Wegund lösen die Kamera unseres Hexakopters

manue l l über e inen Taster an der Fern-

steuerung au s .

OMPS_TE AutoDeinat �

P_EC

n

Compas(Radin)

COMPS XTERNAL Copas-

is

MPS_

tchdvi anxcable

Lrncmfettmally

Mot

0

0

Zum Aufnehmen der B i lder wird einfch

die vorher programmierte Route abge-

f logen. Dies geschieht über die Aktivie-

rung des „Auto Mode" des Ardupi lot . Den

„Auto Mode" wählte ma n entweder bereits

am Boden g ibt man dann über d ie ern-

steuerung Schu b, startet der Kopter zu sei-

ner Miss ion.

Betrachtet man unsere Luftbi lder vom

Rebhaus genau, fl lt auf, dass das Dach ein

wenig über die Seitenwände übersteht. Da-

runter gibt es einen toten Winkel, den die

Kamera aus der Vogelperspektive nicht er-

ssen kann . Natür lich wäre jetzt eine Mög-

lich keit, nochmal a uf hal ber öhe im Circle-

Mode um das Gebäude zu f l iegen, um den

Bereich u nterhal b des Dachüberstands mit

COPAS_Titr �

Die luggeschwindigkeit für den Circle

Modus kann man im Droid Planner über den

Parameter CIRCLE_RATE konfigurieren.

'

„ · .. 1

Nx 6Fopril

3 GD 7Cägs 9 Lteral 8 m

Fh . R�Ub\ Bd' 20 A l n:

kW i µ

1 5• 41 p

J m

Konfiguration der Wegpunkte für den Survey-Mode im Droid Planner: Zunächst zeichnet man ein

sogenanntes Erhebungspolygon Q Der Droid Planner erstellt dafür einen Wegpunkt am unteren

Rand des Fensters Durch Antippen dieses Wegpunktes önet sich ein Konfigurationsmenü f.Hier kann man die Kameraparameter auswählen und die Flughöhe und gewünschte Überlappung

der Bilder einstellen. Basierend auf diesen Angaben berechnet der Droid Planner dann einen

Polygonzug für die Aufnahme der Bilder

Ma ke: 3/201 5 l 77



PHOTOGR MMETRIE - -

Das Rebhaus vom Kopter aus gesehen, der es im Circle-Mode umkreist.

78 Make : 3 /20 1 5



�flr-„ °l UZ�nJ• c<„,.

"O!IR0m1iON

".

fest, dass einzelne Positionen nicht stimmen

können, sollte man diese für di e nächsten Ar-

beitsschritte deaktivieren die Daten solche r

Bilder könnten das Ergebnis verschlechtern.

Agiso Photoscan zeig t hier sowohl d ie Sparse Poin t Cloud der rekonstruierten Szen e alsauch di e errechneten Kamerapositionen an - letztere sind durch bl aue Rechtecke markie.

Im nächsten Schritt erzeugt Photoscan

aus dieser dü nnen Punktewolke eine dicht

besetzte, die sogenannte Dense Point

Cloud. Analog zum vorherigen Arbeits-

schritt kann wieder die Qua lität vorgegeben

werden, was d irekte Auswirkung auf die Re-

chenzeit hat. Verfügt der Rechner ü ber eine

OpenCLfhige Grafikkarte, lagert die Soft-

ware d ie Berechnung auf Wunsch d arauf

aus, was den Vorgang erhebl ich beschleu-

nigt. Trotzdem war auf unserem Corei-

Laptop nicht mehr Qual ität als „Medium"

dr in , wol l ten wir d ie Dense Po int C loud in

halbwegs vertretbarer Zeit (rund neunStunden) berechnen lassen.

der Kamera zu erfassen. Der E infchhei t hal-

ber (und wegen der Baumreihe hi nter dem

Gebäude) haben wir uns in diesem Fal l aber

entschieden, den Dachvorsprung, den Be-

reich unter der Treppe sowie den Eingang

noch einmal separat vom Boden und aus

der a nd zu fotografieren.

30-Rekonstruktion

Wi r haben di e Software Photoscan für die

Berechnung de s 3DModel l s benutzt zu

den Alternativen siehe Kasten l inks unten.

Im ersten Schritt lädt man die Fotos in Pho-

toscan. Dabei zieht di e Software direkt aus

deren EXIFDaten d ie Kameraparameter

heraus, die später für die Entzerrung der

Bi lder benötigt werden. Anschl ießend lässt

man die Software über den Befehl „Al ign

Photos" d ie Kamerapos it ionen im 3D-

Raum rekonstru ieren . Dazu sucht Photo-

scan nach markanten Stel len in einem Bi ld

und versucht d iese dann in weiteren B i l -

dern wiederzufinden .Das funktioniert u mso besser, je struktu-

rierter die Obe rfläche des Objekts ist, kann

aber je nach Zah l der B i lder durchaus dau-

ern. Zur Beschleu nigu ng bietet Photoscan

an, die Zahl der maximal zu untersuchen-

den Pu nkte pro Bi ld zu begrenzen und die

Genauigkeit der Berechnung zu reduzieren.

Al lerdings verschlechtert s ich dadurch a uch

die Qual ität des 3DModel ls .

H ingegen lässt s ich die Rechenzeit ohne

Qual itätsverlust beschränken, indem man

die Option „Pair Preselection" wählt . Dann

versucht Photoscan im ersten Schritt an

hand weniger Merkmale Bi ld paare zu iden-

t if izieren, die das Objekt aus einem ähn-

l ichen Winkel zeigen, und untersucht dann

nur d ie identif izierten Paare mit der maxi-

malen Anzahl der B i ldpu nkte.

An Kamerapositionen der 1 72 Bi lder un-

seres Rebhä uschens rechnete un ser Corei

mit 2,5 GHz und 8 GByte RAM ungefhr drei

Stunden. Wir hatten folgende Einstel lungen

für Photoscan gewähl t:

Accuracy: High

Pair Preselection: Generic

Point Limit : 400 000

Nach Abschluss der Berechnung zeigt Pho-

toscan eine erste Punktewolke (die soge-

nannte Sparse Point Cloud) und die berech-

neten Kamerapositionen an. Stellt man hier

Dabei ist der Parameter „Depth Fi lter ing

modes" entscheidend: Er best immt den

Schwel lwert für eine F i lterfunktion, mit der

Photoscan Ausre ißer in der Dense Po int

C loud e l imin iert . Zur Wahl s tehen d ie dre i

Optionen Aggress ive, Moderate und Mi ld.

Dabei hat s ich letztere für Objekte be-

währt, die komplexe und feine Strukturen

zeigen wählt man statt dessen Aggres-

sive, beißt der Fi lter die feinen Strukturen

einfch weg. Dafür hat ma n später weniger

Arbeit damit , d ie immer noch vorhande-

nen Ausreißer mit einem 3DModel l i erung-

werkzeug von Ha nd zu entfernen.

Aus der Dense Point C loud berechnet

Photoscan im nächsten Schritt dann das ei-

gentliche Mesh, also das Drahtgittermodell

oder Oberflächennetz des Objekts. Im Ge-

gensatz zu den beiden vorhergehenden Ar

Die Dense Point Cloud unseres Rebhäuschens in Photoscan zeigt bereits deutlich

mehr Details und feinere Strukturen.

Ma ke: 3/201 5 l 79



PHOTOGR MMETRIE - -

Noch einmal die Dense Point Gl oud, links mit Aggressive Depth Filtering und rechts

mit Mil d Depth Filtering erstellt. D urch die agg ressive Variante entstehen deutlich

weniger Artefakte (das ist vor allem im Bere ich der Treppe gut zu erkennen), daf ür

wirkt die eigentli ch feine Struktur der Spitze auf dem Dach etwas plump.

E 20 1 4-09_ph ienbrg_X HQ Ag isof PtSca

le fdit �iw Worlw Jool Ehot elp

Worspace (1 chunks, 172 can

4 Chunk (7 cer 2

Camras 1, 17 alg

DSC035.t;

DC5t"

DS35.t"

� DC355ü

! OSCQ356ti

OC57t;

OCJt"

DSC3H

SC051t;

l OC511'

O51t"� OC51t;

DS354tif

DC51ti

OC16ü

D3517t

OSC031ti

ARB_vertex_br _obje: otedARB_txe_oowe_of_two otedLoadigoje . .oed jet ' 1.066 eid roeig m 1.09 e (ei ode )

Po Cooe

Das feig berechnete Drahtgiermodell in Agiso Photoscan

80 1 Make: 3/201 5

beitsschritten geht das relativ zügig. Wieder

gibt es verschiedene Optionen zur Ver-

fügung; in unserem Fa ll haben wir folgend e

Einstel lungen verwendet:

Surface Type: Arbitrary

Source Data: Dense Point C loud

Po lygon Count : Medium

Interpolat ion: Disabled

Der Parameter Polygon Count gibt an, aus

wie vie len Polygonen das Oberflächeng it-

ter bestehen sol l . Je höher, desto genauer

sp iege lt das Model l d ie Rea l i tät wieder ,

aber desto speicher und rechenintensiver

is t es auch . Der Parameter Interpo lat ion

steuert, wie Photoscan mit den al lfäl l igen

Löchern im 3DModel l umgeht . Für u nser

3DModel l ha ben wir die Interpolat ion aus-

geschaltet und die Löcher später mit Hi lfeder kostenlosen Software Meshmixer von

Autodesk ausgefül lt .

Anschl ieße nd kan n Photoscan noch aus

den Fotos eine frbige Textur für das 3 D-

Model l erzeugen. Diesen Schr i tt haben wir

uns jedoch gespart, da wi r das Model l ohne-

hin nur einfarbig in 3D drucken wol l ten.

30-Feinschl iff

In der Rege l enthä lt das 3DModel l neben

dem Objekt, an dem man eigentl ich inte-

ressiert ist, auch noch Teile der Landschaft

in der un mitte lbaren Umgebung, d ie zum

Tei l nur unvo l l s tänd ig rekonstru iert wur-

den. In Photoscan e l imin iert man so lche

unerwünschten E lemente mit H i l fe des

CropTools.

Außerdem zei gen sich oft Störungen wie

Löcher oder Artefakte im 3DModel l . Um

ihm ein ansprechendes Finish zu verleihen,

ist noch einige Nacharbeit mit einem 3D-

Model l ierungswerkzeug nötig. Hierfür ex-

portiert Photoscan das Modell in eine Reihe

verschiedener 3DStandardformate, etwa

Wavefront OBJ, STL u nd Colla da. So stehen

für die Nach bearbeitung al l e gängigen 3D-Grafikprogramm e zur Wahl , je n ach Verfüg-

barkeit und persönlicher Vorliebe.

Für unser Modell haben wir eine Kombi-

nation aus dem OpenSource3DPaket

Blender u nd Meshmixer von Autodesk ein-

gesetzt. B lender entfernte hauptsächl ich

Artefkte und begradigte Oberflächen;

Meshmixer l ießen wir die Löcher schl ießen

(das geht weitgehend automatisch) und die

erforderl ichen Wandstärken für den 3D-

Druck anlegen. Als sehr hi lfreich erwies s ich

hierbei das automatische Analyse und Re-

paraturwerkzeug von Meshm ixer.



30-Druck

Gedruckt haben wir das Rebhäuschen zu-

nächst au s dem Kunststof PLA auf unserem

3DDrucker, einem Ult imaker 2. Dessen

Sofware (Cura) fügte automatisch Stütz-

strukturen für di e Treppe Stützstrukturen

hinzu. Bei einer Schichtdicke von 0,1 5 M i ll i -

metern und rund 6,7 Zentimetern Model l-

höhe dau erte der D ruck u ngefhr vier Stun-

den. Für ein en ersten einfchen Prototypen

ist die Qualität schon mal ganz brauchbar,

ein deut lich besseres Ergebnis l i eferte al l er-

dings ein profess ionel ler 3DDruckdienst.

Dort wurde das Model l aus Polyamid (be-

kannter unter dem Markennamen Nylon)

auf einer Lasers interanlage des Typs For-

miga P 1 1 0 von EOS gefertigt.Mit etwas künst ler ischer Begabung

könnte man das Model l nun noc h bemalen,

um ein realistisches Aussehen zu erhalten.

Alternativ bieten auch immer me hr Onl ine-

Dienst leister den Druck von mehrfrbigen

3DModel len a n. Die nötigen Oberflächen-

texturen beziehungsweise Farbinformatio-

nen für die einzelnen Gitterpunkte l iefert

Photogram metrieSofware wie P hotoscan

ebenfl l s ein solches real ist isch gerbtes

Miniaturmodel l drucken zu lassen, steht

schon fest auf unserer Agenda .

Der erste Prototyp d es Rebhäuschen-Modells

wurde auf einem Ultimaker 2 gedruckt.

Zunäch st waren die Treppenstufen und das Giertor sehr unregelmä ßig und wiesen ei ne

groß e Zahl an Artefakten auf (lin ks). Letztere wurde n durch Löschen d er jeweilig en Polygonein Blender enernt. Dadurch entstanden Löcher, die Meshmixer automatisch schließt (rechts).

Da das Geländer für den 3D-Druck ohn ehin zu filigran ist, wurde es komple enernt.

Pr inz ip ie l l kann man nach dem be-

schriebenen Verfah ren bel i ebig g roße Ge-

bäude und Objekte erfassen. In jüngster

Zeit wurden nach derse lben Methode

etwa die ChristusStatue auf dem Corco-

vado in Rio de Janeiro und sogar das kom-

p lette Matterhorn dre id imens iona l ge-

scannt Videos von beiden Aktionen f in-

den Sie über den L ink. -pek

itt

[1) David Tahi r, Fliegendes Auge, c't Hacks 3/14,

5. 106

[2) David Tah ir, Der Trau m vom Fl iegen ,

c't Hacks 3/1 4, 5. 96

Links und Foren

make-magazin.de/xq6

Das feige Modell aus Polyamid zeigt feine Details

zum Größenvergleich daneben eine Lego-Figur.

Make: 3/201 S l81



VIDEOFLUG

FPV

Ra eingI rgendwann wird das gemütliche U mhe rfl iegen m itMultikoptern langweil ig. Das F l iegen m it Videobri l leversetzt hingegen einen Ad renalin stoß, den man s oschn ell nicht vergisst. Es besteht Suchtgefahr!

von Dani el Bachfeld



Quadrokopter d iverser Herste l ler über-

schwemmen gerade den Consumer-

Markt. Mitt lerwei le überlegt der Gesetz-

geber, klarere Regeln für die Besitzer und Pi-

loten zu formul i eren, um die de rzeit etwas

chaotische Erober ung des Lufraum s in kon-

trol l ierbare Bahnen zu lenken.

Paral le l dazu ist eine Szene entstanden,

die ih re Ambit ionen freiwi l l ig Regeln unter-

wirft: die FPVRacingCommunity. Statt mit

schicken Multikoptern von der Stange häm-

mern sie mit SelbstbauKoptern durch abge-

steckte HindernisParcours auf der Wiese,

entlang vorgegebener Wal dpde oder durch

die Hal le n leerer Ind ustr ieruinen. Dabei f l ie

gen sie al leine au f Zeit oder mehrere Pi loten

treten gegeneinander an. Mitunter dienen

nach Ladenschluss auch leerstehende Park-

häuser respektive Tiefgaragen als Piste.

FPV steht für First Person View, also die

Liveübertragu ng des Kamerabil des auf ein Dis-

play oder auf eine Videobrille . Die technischen

Grundlagen dazu haben wir bereits in c't

Hacks 3/14 ab Seite 96 beschrieben. Der d ort

gezeigte Bauvorschlag dient al lerdings eher

zum Aufnehmen schöner Lubilder un d weni-

ger als Rennflieger. Ein viel geflogenes Modell

sehen Sie auf der nächsten Seite. Eine Aufbau-

anl eitung haben wir onli ne veröentlicht. Den

Link dorthin finden Sie unten.



VIDEOFLUG

FPY RACER 250

Ein Kl assiker unter den FPV-Racern ist der

Nig hthawk 250. Er kostet ohne Akku, Kame ra

und Empfnger ab 1 50 Euro.

Li Po-Akku

3S, 2200 mAH

Halter für

zusätzliche

Kamera

FPV-K>mra600 Zeilen

Carbon-Rahmen

FPV-Sender 5,8 GHz

FlightcontrollerCC3D

Fernsteuerungs

empfänger

8 Kanal

Brushless-Motor

2300K



HINDERNISSE

Bei professionel len Rennen stehen meistschicke Fahnen, die Anfng und Ende derStrecke markieren. Zum Abstecken eines

Parcours eignen s ich beispielsweiseSchwimmnudeln (auch bekannt a ls Pool-Nudel) , die man auf Meta l lSpießen in dieErde steckt. Mehrere zusam mengeklebteNud eln ergeben ein Tor zum Durchfliege n.Die Nudeln haben den Vorteil, vergleichs-weise leicht und dennoch robust zu sein.E in Kopter zerlegt s ich bei e inem Zusam-menstoß nicht gleich in seine Bestandteile.Ähnl ich praktisch s ind auch Rohrisol ierun-gen aus dem Baumarkt, die es in diversenDurchmessern gibt.

Alternativ kann man auch fertige klein eTore nehmen, a us denen das Netz entferntwird. Aufgestellte HulaHoopReifen oderdie Gestänge von Zeten geben ebenfl l sprima Durchflugziele ab. Zur Not reichenauch zwei Gartenstühle mit einer gespann -ten Wäscheleine. Hat man gerade nichtszur Hand, woraus s ich ein Hindernis bas-teln lässt, bieten sich Bäume als natürlicheHindernisse an.

KLASSENDie Rennen f inden in verschiedenen K las-sen statt. E in Maßstab dafür ist der Ab-stand der gegenü ber l iegenden Motoren.E in Klassiker ist die 250erKlasse mit 4 Mo-toren, an der s ich sehr viele Bausätze(s iehe B i ld gegenüber) or ient ieren. D iek le inen F l i tz er m i t i h ren 5 oder 6Zo l l -Propel lern s ind le icht , wendig und ver-dammt schnel l . Für mehr Besch leu nigungs ind s ie oft für e ine Spannungsversor-gu ng mit einem 4LiPo ausgelegt.

Daneben gi bt es noch die 350erKlasse,zu der beispielsweise die Phantom 3 mitihrer Diagonalen von 350 mm gehört. A l-lerdings ist die Phantom nich t wirkl ich fürRennen ausgelegt . Auf dem internat io-na len FPV Mult irotor Race gibt es eineofene Klasse, in der experimentel leModel le b is 700 mm Diagona le f l iegendürfen ohne jeg l ic he Le i stungsbe-schränkung. Neben den Größenklassengibt es Klassen, in denen nur Rookies odernur Profis fl iegen dürfen.

In Deutsch land organis ieren s ich der-zeit FPVAnhänger in L igen, in denen s ie

bei Wettbewerben Punkte sammeln. E in

Bei anspruchsvolleren Rennen fliegen

mehrere Piloten gleichzeitig die Strecke ab.

Aus der FPV-Perspektive sieht das mitunter

wie ein Dogfight aus.

Zum Abstecken eines

Parcours eignen sich Pylonen,

Reifen und Zeltstangen.

In d ie M ikroklasse unter 150 mm fällt dieser eher für

lndoor-Rennen gedachte Flieger.

Beispiel dafür ist das FPVAir Race, dasunter and erem von Rol f Venz organis iertwird. Venz ist mitt lerwei le zu einer ste-henden Größe in der Szene geworden.

Die F l ieger vom Verein Photocopter Nie

derrhein versuchen e ine e igene 250er-L iga zu etabl ieren. Über die Facebook-Gruppe „ FPV Racer Germany" findet mandarüber h inaus Kontakte für se ine

Region. -dab



Zeitaufwand:

mind. e in Wochenende

Kosten:

ab 300 Euro

Schwierigkeitsgrad

1 J

leicht schwer

Material» Wetterballon

» GPS/GSM-Tracker

» Fallschirm

» Kunststofschnur

» Foamcore ode r Styropor

» Kabelbinder

» Klebeband

» Action-Kameraoder -Camcorder

8 1 Make: 3/20 5

I n 35 Kilometern Höhe:

Mit eine r Action- Kameralassen sich spektakuläre

Bilder der Erde schießen.



In der Stratosphäre platzt der

Ballon, damit d ie Kameras

wieder zu Boden fallen. Dashelle Kreuz ist das Leierk

der Konstruktion.

Hoch ins Weltal l , ein Bi ld vom blauen

Planeten schießen und wieder ab auf

die Erde keine ScienceFict ion, sondern

ein Makerprojekt. Wie es funktioniert,

wissen d ie Wetterba l lonbauer a us dem

Bochumer Labor . Ihre Ba l lons f l iegen

30 bis 40 Ki lometer hoch in die Strato-

sphäre. Dazu haben sie eine Sonde kon-

stru iert , d ie HDKameras und Pe i l und

Ortungselektronik zum Wiederfinden an

Bord hat. Das von sechs einzelnen Kame-

ras aufgezeichnete Videomaterial haben

sie zu einem 360GradVideo gerendert,

das im Internet angeschaut werden kann

(s iehe Download l ink) . Mit e i ner Vi rtua l -

Real ityBri l le wird daraus Astronauten-

feel ing . Wer nicht nur zugucken möchte,

sollte seine eigene Mission ins All starten.

Anhängelast

Den Grundstein legen wir mit der Frage,

was wir transportieren wollen und wie es

verpackt werden kann. Zu viel Gewicht

kann der Bal lon nicht tragen, wenn er auf-

steigt. Material ien wie Styropor oder

Foamcore eignen sich hervorragend für

den Sondenbau, da s ie le icht s ind und

gegen die äußerst niedrigen Tempera-

tuen von bis zu minus 60 Gad Celsius

isol ieren. Für f i l igrane und stabi le Kon-

struktionen eignen sich Kohleserstäbe

aus dem Modellbau.

Die gängigen Bal lontypen wiegen zwi-

schen 800 Gramm und 1 ,6 Ki logramm .

Diese Gewichtsangabe bezeichnet immer

das Leergewicht des Bal lons. Dazu

kommt die Gasfül lung. Daraus lässt s ich

das Höchstgewicht der Fracht berechnen,

die mögl iche Anhängelast . Bei Wasser-

stobal lons gi l t a ls Daumen regel : Bal lon-

leergewicht x 1 , 5 = mö g l i che Anhänge-

last . Bei einem 1,6 Ki logramm schweren

Bal lon sol lte die Anhängelast also nicht

mehr a l s 2 ,4 Ki logramm betragen. Dann

l iegt der Auftr ieb noch satt im Plus und

die Steigrate blei bt bei circa 5 Metern pro

Sekunde. Mit e inem 800GrammBal lon

können wir entsprechend weniger Ge-

wicht befördern.

Meteorologische Bal lone g ibt es im In-

ternet (s iehe Downloadl ink). Man kann

s ie d i rekt aus Ch ina import ieren und

zah lt zum Beisp ie l für e inen 1 ,6 K i lo-

gramm schweren Ba l lon ink lus ive Steu-ern und Versand um d ie 1 20 Euro pro

Stück.

Der Bal lon s ol l p latzen

Je höher der Bal lon steigt, umso dü nner

wird die Atmosphäre. Aus diesem Grund

dehnt s ich die Gasfül l ung des Bal l ons mit

dem Aufstieg imme r weiter aus. Letztlich

sol l d iese Eekt den Bal lon in gößtmög-

licher Höhe zum Platzen bringen. Richtig,

der Bal lon sol l p latzen, und nicht erst

über der anderen Erdhalbkugel . Schl ieß-

l ich wol len wir die F racht mögl ichst nahe

des Startpunkts wieder vol lständig ein

Make: 3/201 5 I 7



WETTERBALLON



sammeln. E in Radius von 1 00 Ki lometern

Distanz vom Startpunkt ist ein guter

Richtwert, auf den man sich je nach Win d

einstel len kann. Auf www.predict .hab-

hu b.org können wir den Fl ugweg simul ie-

ren und eine Prognose des ungefähren

Landeorts erhalten.

Zur Fü l l ung des Ba l lons kann man He-

l ium oder Wasserstof verwenden. Wer

sich fü Wassestof entscheidet, pofi-

t iert vom n iedr igeren Pre is und der

hohen Verfügbarkeit . Aufgrund der

hohen Entzündba rkeit müssen a ber Vor-

s ichtsmaßnahmen in Bezug auf Zünd-

que l len getrofen werden. 5 0 L i ter F la-

schen Wasserstof zu un gefäh r 1 1 5 E uro

gibt es überal l , wo es technische Gase

gibt. Sehr wichtig ist es, den Bal lon nie

mit b loßen Händen a nzufssen. Jede Be-

rührung birgt die Gefahr einer Miniver-

letzung der Ba l lonhü l le , welche be im

späteren Ausdehnen in höheren Lagen

zum frühzeit igen Aus der Miss ion führen

könnte. Auch Fette un d andere Bestand-

te i le , d ie d ie Hü l le verunre in igen, kön-

nen in Verbindung mit den t iefen Tem-

peraturen und der hohen UVStrah len-be lastung e in vorze it iges P latzen des

Ba l lons herbeiführen .

Wer genau rechnen wi l l

Bei einem 1 ,6 Ki logram mBal lo n benöti-

gen wir ungefhr eine halbe Fl aschenfül-

lu ng. Im Internet finden s ich bei den H er-

stellern Tabelle n, wie viel in die einzeln en

Bal lone hineingeht. Bei einem Druck von

200 bar in der Flasche und den O Litern

sind das i nsgesa mt 1 O Kubi kmeter. Mit

5 Kubikmetern Fü l l ung ist man auf der s i-

cheren Seite und erhält bei 1 ,2 Ki logra mm

Sonde, Leiterk und

Auftrieb pro Kubikmeter Wasserstof

einen Gesamtwert von 6 Kilogra mm Auf-

trieb. Davon zieht man al les ab, was dran-

hängt, also auch d as Leergewicht des Bal-

lons. Beim 1,6 Ki logrammBal lon bedeu-

tet das: 6 Ki logramm minus 1,6 Ki lo-

gramm gleich 4,4 Ki logramm Auftr ieb.

Wenn Ihr Euch 2 Ki logramm als Auftr ieb

übrig lasst, könnt Ihr a lso 2,4 Ki logramm

Last an den Bal lon hängen. Das eicht

schon für verschiedene Stratosphären-

projekte. Wer mit Hel ium starten wi l l ,

muss entsprechend anders berechnen. Es

ist in Europa al le rdings so teuer, dass die

Bal l onf l ieger auf Wasserstof u mgestie-

gen s ind. Nützl iches dazu findet s ich in

der engl ischen Wikipedia unter dem Be-

grif „l ifting gas".

Redundanz erzeugen

Wenn de r Ball on ei n Leck aufweist, platzt

er nicht, sondern fl iegt schl i mmstenfal l s

zu l ange und zu we i t . Fü r d ies en Fa l l

kann man e in so gena nntes CutDown-

System ein plan en. Dieses Notfl lsystem

so l l d ie Schnur durchschneiden oderdu rchbrennen. Das LaborTeam hat s ich

bei seiner letzten Bal lonmiss ion für ein

Akkubetriebenes SchmorSchneidSys-

tem entsch ieden. H ier re icht es , wenn

man einen kleinen 2,2hmWiderstand

a ls Verbraucher mit e inem 160 Mi l l i am-

perestundenL i PoAkku und e iner Ze it -

scha lte lektron ik betre ibt . D ie Haupt-

schnu r wicke lt man dann e i nfach mit

einem Knoten um den Widerstand . Nach

rund 2 Stunden scha ltet der Zeitschalter

das System ein und die verwendete

Kunststoffschnur schmort durch. Die

Fracht fä l l t an e inem k le inen Bremsfa l l



sch i rm aus dem Model l raketenbere ich

kontro l l ie rt zu Boden. D ie Verwendung

eines CutDownSystems br ingt außer-

dem den Vorte i l , dass Fa l l sch i rm undSchnüre s i ch b e im P la tzen d es Ba l lo ns

n ich t verheddern . B is zum P latzen in 30

bis 40 Ki lometern Hö he beträgt die Steig-

zeit eines Systems mit 1 ,6Ki log rammBal-

lon zwischen 2 und 2,5 Stunden. Wenn

das CutDownSystem auf unter zwei

Stunden e ingeste l l t i s t , kann man se ine

Fracht vor dem P latzen des Ba l lons ab-

lösen.

Die Jagdnach dem Bal lon

Der spannendste Teil ei ner Mission ist und

bleibt die Jagd nach der Fracht. Der Zufl l

füh rt einen meist in Gebiete, die ma n sonst

nie betreten hätte, einsame Waldstücke

oder Felder. Gerade in di chter besiedelten

Gebieten ist die Jagd auch schon mal von

Begegnunge n mit interessanten Menschen

geprägt.

Bisher waren al le begeistert und neugie-

rig und haben beim Suchen geholfen. Ein-

mal hat uns ein polnisches Waldarbeiter-

team angerufen, a ls s ie den verloren ge-

glaubten Bal lo n kurz hinter der polnischen

Grenze in einem Baumwipfel nden .

Falls der Bal lon ni cht platzt, greif das Cut-Down-System und

schmo nach zwei Stunden die Ba llonschnur du rch.

Durch die Prognoserechnu ng haben wir

bereits die richtige Richtung, in die wir star-

ten müssen. Zur einfchen Ortung nach der

Landung reicht ein günstiger GPSTracker

mit GSMModul. Die gibt es für kleines Geld.

Sie werden normal erweise zur Ortung von

Kindern oder gestohlenen Krafhrzeugen

angeboten. Man legt eine aktivierte Pre-

paidSIMKarte ein und kann dan n mit einer

SMS den GPSbasierten Standort des Sen-

ders auf dem Ha ndy sehen u nd via Google

Maps orten. Voraussetzung ist natürl ich,

dass der Sender Handynetzempfng und

ein e Sichtverbindung zu de n GPSSatell iten

hat, was aber meistens der Fa l l ist.

Selb er starten

Das Gesamtsystem besteht von oben nac h

unten aus: Wetterballon, CutDownSys-

tem, Bremsfl lschirm, Sonde ( inklusive GPS

und GSMTracker). Gerade für Kameras

lohnt es sich, ein Leitwerk aus Kohlefser-

stäben und Fal lschirmseide zu basteln.

Alternativ lässt s ich auch Foamcore oder

Styropor verwenden. Ein solches Leitwerk

sorgt für die nötige Stabil ität bei Auf und

Abstieg und minimiert die Rotation der

Kameras.

Wer möglichst einch und günstig be-

ginnen möchte, startet mit einem 800

GrammBal lon und verzichtet bei seinem

Projekt auf das CutDownSystem. Dafür

sollte die Sonde nicht mit teurer Elektronik

gespickt sein, da das Verlustrisiko mit

schwindender Redundanz an Sicherheits-

systemen natürlich steigt. Insgesamt kann

solch eine Miss ion gut und gerne, je nach

Aufwand, zwischen 300 und 1 000 Euro in

die L uft beförder n. -hch

Links und Foren

make-magazin.dxar



In der quad ratischen Sonde verbergen sich sechsAction-Kameras, deren Bilder zusammen eine

360-Grad-Aufnahme des Weltalls ergeben. Mehrere

Kameras startet man geme insam, indem man an

die Auslösertaster jeweil s zwei Drähte lötet und

diese parallel an einen Zentralknopf verschaltet.

DAS RECHTLICHE

In Deutsch land benötigt man für e ineWetterba l lonmiss ion e ine Genehmigungdurch d ie deutsche F lugs icherung . Überdas On l ineF ormul ar au f www.dfs .dekann m an m it einem Vorlauf von zweiWochen den gepl anten „Aufst ieg einesunbemannten Fre iba l lons" anmelden

und gene hmigen lassen . D iese Geneh-mig ung wird kostenfrei un d in der Regel

zuver lässig erte i l t. In der unmitte lbarenNähe von Flug häfen s ind Bal lonstartsa l le rd ings n icht zu empfeh len . Bezüg l ichSach und Personenschäden ist manbei solch einem Projekt meist über dieprivate Haftpflichtversicherung abge-sichert. Eine kurze Nachfrage bei der

eigenen Vers icherung kann aber nichtschaden.





1 m Herzen des mitt lerwei le internationalen Kon-zerns kommen zwei von drei Gesprächspartnern

mit PowerpointPräsentationen i m Gepäck angerit-ten. So l l man hier etwa sti l l zuhören, anstatt Fragenzu stel len? Mit beherztem Dazwischenquatschender Autorin ist die Sache aber ba ld geritzt. Das Bi ld,das man von Conrad habe n mag, ist ja eher küh l

der Hän dler gi lt zum Beispiel a ls teuer. Vor Ort er-ha lten wir aber lebendige E i nb l icke in d i e Arbeitmaßgebl i cher Protagonisten der Conradschen Pro-du kt und Bastelwelt . Deren Entwicklung begleitendie eine n schon seit 20 Jahren, die anderen erst seitzwei.

Spicken in die Werkstatt

Kommuni kationstechniker Harald Grei ner ist von derersten Sorte. Er hat bis Apri l 201 5 das inhä usige Labgeleitet. Man nennt es hier vornehm Conrad Tech-nology Center, mitsamt eigener Abkürzun g (CTC). Indiesem CTC entstehen seit über 20 Jahren Eigenma r-ken wie Voltcraft, CControl un d Ren kforce. Der 1 969geborene Greine r hat vor etwa 20 Jahren bei Conradim Einkauf angefngen, wo er unter anderem fürSpeicherbausteine un d CPUs zuständig war. Schonvor seiner Zeit bei Conrad hat er privat wie beruflichSteuerungen gebaut, Testprogramme geschrieben,an Hardware und Software gebastelt. MicrochipMi-krocontrol ler s ind bis heute seine L iebl inge : „ 1 990war ServoÜberwachung unerschwinglich. Da bliebeinem im Model lbau nichts übrig a ls zu basteln. Mi-crochip hatte die günstigsten, die schon mit EPROMswaren statt mit Maske. Die konnte man dann zuhauseprogrammie ren", erzählt er.

Als Greiner dann vor rund zehn Jahren ConradsEntwicklungsleiter wurde, hatte die Abteilung zweioder drei Mitarbeiter. Inzwischen s in d es etwa einDutzend. Die e inen programmieren und konstruie-ren, die anderen managen Projekte und kooperierenmit Partnern in Deutschland, Europa und Fernost.Greiner weiß noch, dass der Anstoß zu der Abteilu ng1 987 von einem redaktionel le Beitrag in ei ner Fach-zeitschrift herrührte: „Man wol lte nicht mehr nure ine n Art ike l über das e igene Ideengut schre iben,sondern auch ein Produkt daraus machen. Daswaren zunächst ganz einfche Platinen mit Ha ndbe-stückung. SMD war da noch ein Fremdwort. Zweioder drei Jahre später machte man dann den Vor-stoß, ein Ladegerät zu bauen. Und wieder ein paarJahre später wagte man mit einem Mult imeter denEinstieg in di e Messtechni k."

Dass Tüftler bei Conrad im Haus s itzen, „machtviele s eincher", findet Grein er. „Wir kennen unsereKunden und Märkte ziemlich genau, was Messtech-nik, Automatisierung stechni k oder Multimeter anbe-langt. Wenn Di nge nich t so auf dem Markt zu finde nsind, wie wir s ie gern hätten, dann machen wir s ieselbst." Zul etzt hat d as Team ein Ladegerät ertüftelt,das d urch d en Einsatz besserer Feld efekttransisto-ren Akkus schnel ler lädt, ohne ein en la uten Lüfter zubrauchen. Für Privatleute rollen außerdem Appge-

steuerte PCBs aus, an die man zum Beispiel eineAquariumbeleuchtung oder Temperatursensorenanschl ießen kann.

Die Conradsche Ideenfindung verläuft bishereher intern und speist s ich a us L ieferantengesprä-chen, Erfh rungswerten und Ma rktbeobachtun g. Ei-gene Prod ukte zu entwickeln wie fngt man mit soetwas konkret an? Greiner schmunzelt. „Sie kaufenFremdfbrikate un d gu cken, was die and eren flsch

BESUCH INHIRSCHAUDie ConradUnternehmensgruppe ist heuteinsgesamt 4000 Leute stark. Rund 800 Mitar-beiter sitzen in d er 6000SeelenStadt H irschaunahe der tschechischen Grenze. Zusammenmit dem Logisti kzentrum a rbeiten in d er baye-rischen Oberpflz run d 1 .700 Conrads. Dorthat der 1 923 in Berl in gegründete F i l ia lhänd lernach d en Zerstörungen im Zweiten Weltkrieg

sein Geschäft wieder aufgebaut.

Link s ein Aufbau des hausei

genen 3D -Druckers von 2014

als Fräse, rechts als Drucker:

Das jüngste Kind von Harald

reiner, langjähriger Chefent

wickler bei Gonrad. „Wir ha

ben überlegt, was wir über die

bisherige n 3D-Drucker am

Markt hinaus anbieten kön

nen" , sagt der ln house-Tüler.

„Also haben wir das Ding so

massiv konzipiert, dass man

nicht nur gravieren, sondern

auch fräsen kann."

Ma ke: 3/201 S l93



Konzentriert und ein bisschen

erstaunt, wenn man ihn unterbricht: Dr. Alexander Pöschl

kam vor zwei Jahren als

Unternehmensentwickler zu

Conrad, bündelte interne und

externe Impulse der Hard

ware-Bewegung und ist heute

ungeplant, maßgeblich und

ziemlich begeistert für die

Zusammenarbeit mit Maker

Startups zuständig.

94 1 Make: 3/201 5

machen." E r weiß auch, dass man Erfolg nicht p lanen

kann. „Wir haben uns zu m Beisp iel gefragt", sagt er,„ob wir unseren 3DDrucker als Bausatz anbieten

sol lten. Ich glau be, ich war der Einzige, der gesagt

hat: Wir müssen das haben. Dann haben wir eine

ganz kleine Charg e aufgelegt. Und die war als erstes

ausverkauft. Tendenziel l läuft der Bausatz sogar bes-

ser. Selbst ich hätte das nicht gedacht."

Was kann man öffnen?

Mit den Ideen, die bei Conrad heute von Startups he-

reinkommen, hatte Greiners Team in sofern zu tun,

als dass bei noch nicht fertig spezifizierten

Raspberry. Ein Experimentierset ä la WunderBar sei

für ihn al lerdings dann doch zu fortgeschritten. Fair

enough.

Bei seinem Antritt galt zunächst die Ansage,

neben dem Bl ick nach i nnen a uch Conrads externes

BusinessDevelopment wieder mehr in den Blick zu

nehmen. Und dann kam schl icht einiges zusammen,

überlegt er heute: Im Rest der Welt sorgte der Start-upHype schon länger für einen MekkaStatus Ber-

l ins . Erste HardwareCrowdfundings machten von

sich reden. Seit 201 3 turnt die Acceleratornitiative

Hardware.o über die Berl iner Bühne ( inzwischen

auch über die Münchner) . Und da s darf man in dem

Zusammenhang a uch ma l sagen: Das Computerma-

gazin c't gründete 201 1 das heutige MakeMagazin

au s, das seit 201 3 auch mit eigener Ma kerMesse am

Start ist.

Im Hause Conrad führte die an F ahrt aufnehmen-

de MakerBewegung da zu, dass Im pulse gebündelt

bei U nternehmensentwickler Pösch l au f dem Tisch

landeten. Der besah s ich die Sache genauer („grub

sich da z iemlic h rein", wie der CEO bei d iesem Orts-

termin später loben wird).

Nach wälzen von Studien und Medien berichten

kam er zu Ergebnis N um mer eins: Der kritische Zeit-

punkt ist der, wenn es bei einem Projekt nach den

Vorbestell unge n an den breiten Vertrieb geht. „Viele

unterschätzen, wie teuer Vertrieb ist", plausibi l is iert

der Wirtschafler. „Man denkt, man stellt eine Web-

seite online und gibt 700 Euro für Google Adwords

au s. Aber so findet einen keiner. Oder, bei manc hen

Produkte haben die Leute vie le Fragen. Bei Conrad

machen wir daher schon im Vorfeld Schu lungen in

den F i l ia l en, damit jema nd diese Fragen beantwor-

ten kann."Und anschl ießend zog er los und belagerte Ha-

rald Greiners Team. Was macht I hr de nn so, fragte

er. Was genau braucht Ihr? Welche Prozesse, Erfh-

rungen und Assets s ind vertrau l ich , und wo kann

man auch andere heranlassen? Conrads Eigenent-

wicklun gen, weiß Pöschl, gehen zwar in ein e andere

Richtung. Denn für Ideenfindung, Produktion und

Vertr ieb gelten a ndere Voraussetzungen. „Aber die

Prozesse, die dahinter stehen, s ind dieselben, die

die Startups brauchen", ist er s ich s icher: „Zum Bei

spiel , dass s ie in das Produktmanagement gehen

und sagen: Hie r, wir haben hier etwas. Wie

kriegen wir das a n den Start?"Produkten seine Erfahrung einf loss .

TüftlerWeisheit im Haus zu haben, „Ichglaube, ich

war der Einzige,der gesagt hat:

war aber vor al lem auch in der lniti-

a lphase des 29jährigen Conrad-

Neul ings Alexander Pöschl hi lf-

reich.

Der hat vor seinem Einstieg bei

Conrad im Herbst 201 3 bei anderen

Unternehmen M&AGeschäfte be-

treut (für Nichtwirtschaftler: bei „Mer

Hinzu kam, dass Pöschl seit Ende

201 3 wegen e iner Unternehmens-

übernahme sowieso v ie l in Ber l in

vor Ort war, wo er bis heute die

Gelegenheit nutzt, an Meetups

oder an deren MakerTrefen tei l zu-

nehmen. So ergaben Analysen, BeWir müssen das

haben." obachtungen, Lagebesprechungen,

Mails, Kafees und Mittagessen mit

Makern, Chefs und Kol legen Ergebnis

Num mer zwei : Es gi bt im H aus ein iges, das für

Startups nützl ich wäre und das man öfnen könnte.

gers & Acquisitions" geht es um Unter-

nehmen skäufe und Fusi onen) . Zu Conrad kam

der promovierte Wirtschaftswissenschafler als klas-

sischer Unternehmensentwickler. Schon vor Conrad

hatte er löten gelern t oder Webseiten program miert,erzählt der geborene Eichstätter, und he ute in seiner

Freizeit beschäftigt er s ich gern mal mit dem

So kam es, dass s ich Conrad im Ju l i 201 4 in Ber l in

an einem AcceleratorEvent mit den Hardware.co-Leuten beteil igte. Mit Stand von März 201 5 prangen

nicht nur MakerPerlen wie WunderBar, F lowPaw



und Optoforce auf Conrads Ergebnis l i ste, sondernauch ein eigenes Hardware Lab im Berl iner Beta-haus, wieder in Zusammenarbeit mit Hardware.o.Pöschls Team ist mittlerweile gezielt u m drei Perso-nen mit Jura, Projektmanagement und F i l ia lver-triebskenntnissen gewachsen, und eine davon sitztin Berli n, wo Conrad mittlerweile ein eigenes kle ines

Büro für den StartupBereich unte rhält.

Ein alter und ein neuer Hase

Bei Conrad, heißt es ofiziel l , gehöre es zur Firmen-kultu r, Mitarbeiter aus verschiedenen Bereichen undmit unterschiedl icher Betriebszugehörigkeit ihreStärken und Erfh runge n mixen zu lassen. Nat ürlich,natürl ich. Aber: Auch wir gewinnen den E indruck,dass zumindest in dem ne uen StartupBereich derUmstand ofensichtl ich katalysierend wirkte, U nter-nehmen sSeniors und Newbies Hand in Hand arbei-ten zu lassen. So wie bei Haral d Greiner und Alexan-der Pöschl. Auf Seiten der Produktentwicklung sinddas Stefn Fuch s und Shawn Sil berhorn.

Stefn Fuchs, ein konzentrierter, schlanker Mann,machte vor lange r Zeit eine El ektronikerlehre, holtedas Abitur nach u nd setzte noch ein Elektrotechnik-studiu m drauf. Ähnl ichen Jahrgangs wie Harald Grei-ner, stieg er ebenflls vor gut 20 Jahren als Verkäuferbei Conrad ein, nach sechs oder s ieben Jahren dannin Le itungsfunkt ion auf nicht wie Gre iner in derEntwicklung, sond ern i n der Beschafung. Seit run dzwei Jahren verantwortet er nun das deutsche Fir-menkundengeschäft. Das nennt s ich hier LeitungB2B Deutschland.

„Die F rage ist absol ut berechtigt", lacht er, wieso

denn das B2B so prominent im Titel stehe: Er undseine Mitarbeiter gehe n davon aus, dass d ie meistender rund 600.000 ConradArtikel eher für Firmen kun

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den interessant s ind, zum Beispiel a l les rund umMesstechnik, Automation und Bauelemente. DieConsumerProdukte l iegen aber letzt l ich auch inFuchs' Verantwortung.

Zusammen mit dem Team des Entwicklungsla-bors überlegten Fuchs und sein Team auch, welcheFeatures sie im Unterschied zu bereits vorhanden enProdukten auf dem Markt implementieren könnten.

Imp ulse kämen oft von den Entwicklern, sagt Fuchs,da sie häufig auf Messen oder in Foren unterwegsund von Berufs wegen kreativ seien. In die andere

Lässt Maker-Brainchilds in

Conrads Katalog: Stefan

Fuchs, Leiter 828 Deutschland

und seit 20 Jahren im Unter

nehme n, verantwoet Auf

stellung und Vertrieb der

Hirscha uer Produktwelt.

Seiner Freigabe beda, was

die Unternehmensentwicklungan Projekten vorschlägt.

Bei FlowPaw, einem charmant

gestalteten Experimentierkit

für Mikrocontrollerprogram

mierung, ist Conrad später in

den Produktzyklus eingestie

gen, weil da s Produkt schon

fast feig war. Das Unt erneh

men unterstützte die Kick

staer-Kampagne des Pro

jekts und half be i Soware

Entwicklung und Verieb.

Make: 3/201 S l95



Seine Welt dreht sich um

Chips und ihre Hersteller: Der

Münchner Amerikaner Shawn

Silberhorn arbeitet eng mit

Stefan Fuchs un d Alexander

Pöschl zusammen, wenn

Maker-Staups nah an der

Hardware-Ebene arbeiten.

96 1 Make: 3/201 5

Richtung gehen Fu chs' Produktmanager aber auch

auf die Techniker zu. Sie fragen dann: G eht das un d

das? Daraufhin sagt der Techniker vie l le icht: Das

geht zwar ni cht so, aber anders, und der Preis wäre

dann nicht so, sondern so, wofür man dann noch

dieses und jenes Feature a nbieten könnte.

Auch ohne Startupnput kämen bei Brainstor-

mings abstruse Ideen auf den Tisch, lässt s ich der

konzentrierte ProduktObmann beim Lächeln erwi-schen. „Den fünfeckigen rosa Hammer muss man

auch mal d iskut ieren . Wenn dabei e ine gute Idee

entsteht, ist das doch klasse."

Der D rucksensor Optoforce ist ein

Robotikmodul und stammt von

einem ungarischen, EU-geför

deen Un iversitäts-Spino.

Conrad beteiligte sich hier zum

Beispiel an der Verpackung.

Im Team von Stefan F uch s ist auch Shawn Sil ber-

ho rn wie A lexander Pö s ch l e rst s ei t 20 13 b e i

Conrad. Vorher a rbeitete der 40jährige Amerikaner

bei Texas Instruments in München als Distr ibution

Account Manager. Das heißt, er wickelte Geschäfte

ab, pflegte Kunden beziehungen und scha ute, was

die so mit den Chips anstel len. Daher kannte er be-

reits einige Produktmanager von Conrad. Aus I nte-resse daran Din ge voran zu bri ngen, wechselte er

zum Kompo nentenvertr ieb. Sein Steckenpferd ist

nach wie vor das Hal b leiterWesen. Schon während

des I nformatikStudi ums, erzählt er heute, tummel-

te er s ich gern au f der Systemebene un d sei lt e s ich

dann über Themen wie In/Output, Ana log/Dig i ta l

immer mehr auf d ie HardwareEbene ab .

Auch bei Shawn Si lberhorn gin g es erstmal nicht

um Startups . E igent l ich so l l te er zum Beisp ie l d ie

Lieferantenbeziehungen im Komponentengeschäf

weiterentwicke ln . E in paar Monate später g ing

dann aber a l les sehr schne l l . „Es entwicke lte s ich

aus der Marktbeobachtung heraus" , ergänzt er

Pöschls Geschichte. „Wir stel lten Verbindungen her,

begannen, darü ber zu reden, un d entwickelten die

Strategie."

Den Ba l l hä l t er mit Unterstützung a l ler Chefs

jetzt oft zusammen mit A lexander Pösch l in der

Luft . S i lberhorn kümmert s ich zum Beisp ie l in

Bayern neben den Kontakten zu ChipHerstel lern

auch um d ie f ruchtbare Münchner Hardware-

Szene, indem er Meetups besucht . A lexander

Pösch l s i tzt h ingegen in H i rschau, von wo aus er

aber neben se iner k lass ischen Ana lysetät igke it

rege lmäßig nach Ber l in re is t und in d ie dort ige

Szene e intaucht .

. . . bohren sachte

den Betrieb auf

Die Produktmanager von Stefan Fuchs arbeiten oft

mit A lexander Pösch ls Team zusam men. Die Ko-

operat ionen bahnt meistens Pösch ls Unterneh-

mensentwicklung an : Sie findet interessante Ideen,

prüft das Startup und setzt s ich dann mit den Pro-

duktmanagern zusammen, um E inkauf und Ver-

tr ieb zu diskutieren. Je nach Passung ergeben s ich

dabei Schwerpunkte. Pöschl zum Beispiel hat s ich

viel m it dem kontakt losen Schlü ssel von Kiwi .ki be-

schäftigt, mit dem Conrad auf Dienstleistungsebe-

ne kooperiert, indem der hauseigene Instal lat ions-

service „K lappt den Ro l lout der K iwiTechni k an

Gebäuden ü bern immt. S i lberhorn i s t wiederum

Pate des Bastelsets WunderBar .

A ls S i lberhorn Anfang 2014 d ie Macher des

WunderBar in Ber l in traf, um s ich ihre Geschichte

anzuhören, hatten s ie gerade ihre Crowdfunding-

Kampagne gestartet. Einer von ihnen ist auch Ame-

rikaner, der ebenfal ls schon lange in Deutschland

wohnt . E in anderer i s t Eng lä nder . „Es war e infach

eine gute Verbindun g zwischen u ns", er inn ert s ich

Si l berhorn. „Wenn du ein Startup tr ifst, ist es wich-

t ig, auf die Atmosphäre zu achten. Tei lt m an Id een

und Gedanken? Versteht man s ic h?" S ie redetenüber die Z ukunft was in sechs, zwölf oder 24 Mo-

naten sein könnte. Si lberhorns nächster Schritt war,



Make: 3/2015 |97



und mit Lieferanten. Bei Optoforce warendas Projekt im Hau s zu erklären. Vor al l em

sah er e ine starke Verb indung zum

eigenen Komponentengeschäft. Im

fo lgenden Schr i tt brachte er das

Macherteam mit dem ConradMa-

nagement zusammen. Kurz da-

,,9%

wir nicht Tei l der Entwicklung, sondern

halfen bei Marketing und Vertrieb."

Die Verdrahtung von Produkt,

Vertr iebs und Unternehmensent-

wick lung erscheint in der Tat a ls

prakt isch . Denn a l les , womit e in

Alexander Pöschl oder Shawn Si l-berhorn u m die Ecke kommt, muss

nach begannen Pläne. Sie trafen

der StaupSachen sind aus

Conrad-Teilens ich mit Produktmanagern undEntwick lern . „Es war e in typ ischer

Designprozess von der Idee zur Pro-

duktion".

zusammengebaut. " letzt l ich den Vertr iebsverantwort-

l ichen Stefan Fuchs ü berzeugen.

S i lberhorn fungiert näml ich n icht n ur

als Verbindun g zwischen F uchs' Produktabtei-

lung und Pösch ls Geschäftsentwick lung, sondern

verbindet mithin Conra ds Komponentenwissen mit

dem Materia lbedarf verpartnerter HardwarePro-

jekte. „Zum Beispiel stecken in der WunderBar Mi-

crocontrol l er von Freescale, dann BluetoothSenso-

ren und LEDs", sagt Si lberhorn. „Al l d iese Kompo-

nenten s ind au ch bei Conrad zu haben." Die Maker

versetze das in die Lage, gü nstig einzukaufen. Und

auch für andere ConradKunde n sei interessant zu

sehen, welche Einzeltei le man zum Beispiel ebe n zu

e iner WunderBar zusammenstecken kann. „90 Pro-

zent der StartupSachen", zie lt er aus der Hüfte,

„ s ind aus C o nradT e i l en zus ammengeb aut aus

dem Halb l e i termarkt ode r Kabe ln . Wahrschein l ich

s ind auch 80 Prozent eines Smartphones bei Con-

rad erhält l ich."

Das ist natür l ich praktisch für Conrads Kompo-

nentenvertr ieb. War es denn eine bewusste Ent-

scheidung, StartupProdukte aus eigenen Kompo-

nenten zu bauen? Nicht direkt, wiegelt Si lberhorn

ab. „Jedes Startup ist anders . Bei WunderBa r halfen

wir mit Verpackung, mit der Komponentenauswahl

DAS WUNDERBAR-KIT

Die Entwicklungsplattform WunderBar im Scho-

koladenlook besteht aus s ieben Mo dulen. Neben

dem H auptmodul f inden s ich im Set unter ande-

rem ein Hochleistungsmikrofon, ein Näherungs-

sensor und e in Temperaturmesser. Der Wunde r-

BarRiegel hat ein herunter ladbares SDK imSchlepptau, mi t dem sich Sm artphoneApps zur

Auswertung de r Sensordaten schreiben lassen.

Eine schnel l e Datenübertragung ist dank WiFi

und Bluetooth mögl ic h. Damit ist er eine Platt-

form für den leichten Einstieg in die App-

entwicklung.

98 1 Make: 3/201 5

Conrad beteiligte sich früh am

Sensor-Bastelset WunderBar,

beriet das Startup zum Beispiel in

der Auswahl der Hardware.

Fragt der s ich e igent l ich manchmal ,

warum jemand so speziel le Produkte kaufen

sol lte, wie s ie s ich so manches Projekt ausdenkt?

„Die Frage habe ich mir schon hä ufig gestel lt , ganz

ofen gesprochen", lacht er. „Da sind so exotische

Sachen dabei, von Drehstrom aus Synchronmoto-

ren bis hin zum letzten Sensor. Wer um al les i n der

Welt benötigt so ein Spezialtei l? Aber Sie werden

es n icht g lauben, so lche Produkte s ind te i lweise

wesentl ich besser aufgeschlagen als ein Standard-

produkt, von dem Sie dachten, das muss funktio-

nieren, denn das spricht ja jeden an. "

Verä nderungsmanagerganz oben

In Kontrast zu dem aufregenden ne uen StartupSeg-

ment im Inneren zeigt sich das Unternehmen nach

außen bedeckt. Die Webseite Startup.conrad.de

wirbt zum Beispiel recht ansprechend um Tei lneh-

mer, ist aber auf der zentralen Webseite noch nic ht

einmal im Geschäftskundenshop verl inkt. Pöschl

sagte dazu schulterzuckend: „Da das Thema erst

etabliert wird, machte eine behutsame Bewerbung



Make: 3/2015 |99



Sternenhimmel aus Platinen:

Die Lichtinstallation im Foyer

von Conrads Verwaltungs

gebäud e stammt von dem

Electronic-A-Pionier Walter

Giers und entstand Anfang der1 990er Jahre.

00 1 Make:3/25

Sinn." Auf der anderen Seite warder damal ige ConradChef Jörn

Werner persönl ich in Berl in beider Eröfnun g des ersten eige-

nen ConradLabs dabei .Werner war der erste

ConradChef, der nichtConrad hieß. Von 201 2

bis 201 5 war er ConradsOberster. Er bezeichnetsein ehemal iges Unterneh-

men loyal a l s „ in einer mult i-plen Transformation" befind lich.

Da sei einerseits die ECommercezentrierte Welt, erzählte er der M ake. Dann

sei da andererseits der Übergang von einem mil i -engeführten Unternehmen zur Fremdführun g: „Daswar eine Stabübergabe und für das Unternehmen

nich t einfach." Un d was hiel t dieser CEO davon, wasein Alexander Pöschl ihm da so anschleppte? JörnWerner, psychologisch interessierter Veränderu ngs

manager, antwortete spontan un d una ufgeregt: „Esbegeistert . Und das ist ja das Schöne. Wenn HerrPöschl da was anschleppt und die Geschäftsführu ngbegeistern kann, dann kann das auch den Kundenbegeistern." -rehu

NEUGIERIG

GEWORDEN?Nicht nur bei Conrad gehört Making auch hin-ter den Kul issen zur U nternehmenskultur.Wenn Sie sich für weitere Portraits interessie-ren, könne n Sie hier weiterlesen: Watterott,„Jeden Tag ein bisschen größer", 1 . Hacks 201 3.

Reichelt, „Die Selbermacher", 3. Hacks 201 4.Pol lin , „Die Aufwerter", 4. Hacks 201 4.



Make: 3/2015





Der Ursprung des originalen BarRades ist

unbekannt. Zum ersten Mal war unsere

Projektinspirat ion mögl icherweise bei der

chilenischen Fahrradseite „Vive La Bici" auf-

getaucht und hatte sich zwei Jahre lang im

Netz verbreitet: Da s Foto eines Fah rrads mit

eingebauter Minibar, i rgendwo in einem

Park. Diese äußerst s innvol le Idee sagte auchden Hörern und Fol lowern unserer Maker-

und LifehackRadiosendung „Eine Stunde

Netzbasteln" e den zweiten Mittwoch bei

DRadio Wissen, siehe M ake 1 /1 5, Seite 8) zu

al so schritten wir in Ausgabe 29 ans Werk.

Den Kasten bauten wir in der Kreuz-

berger Werkstatt von Schreinermeister und

Designer Livius Härer. Mit exakten Geh-

rungsschnitten und Flachdübeln verbanden

wir melan inharzbesch ichtete Mult ip lex-

platten, frästen Vertiefungen für die Front-

klappenScharniere und versahen diese mit

einem Briefkastenschloss schl ießl ich m üs

sen die wertvol len S pir ituosen vor drohen-

dem Mundraub geschützt b le iben . Nach-

dem wir dann noch MoosgummiStreifen

(schützen vor Vibrat ionen) sowie e ine fein-

geriefte BarMatte (macht die Ausklapp-

Theke rutschfest) eingekle bt hatten, war die

BarStimm ung schon fast perfekt es fehl-

ten nur noch angemessene Be leuchtungund Bescha l lu ng .

Die Musik spielt ein Raspberry Pi , der mi t

e iner Wurfntenne an P in 2 auch a ls ( in

Deutschland i l legaler) FMTransmitter die-

nen kann, au f einer Klettverschlussfixierten

80erJahreAktivbox für Stereo war kein

Platz. Eine ins Audiosignal eingeschleifte

Lichtorgel steuerte der Elektrotüftler Georg

Werner bei , der den eingebauten Arduino

Mini eines „Blinkytape"LEDStreifens durch

einen MSGEQ7GraphicEqual izerChip er-

gänzte und dessen 7BandAnzeige soft-

wareseitig interpolierte. Den 5VoltBord

strom liefert ein mobiler USBAkku; Gin und

Tonic der lo kale Getränkemarkt.

Das große Pläsier, das sich beim ausführ-

l ichen Ausprobieren des BarRads an einem

sonnige n ParkAbend entwickelte, brauche

ich h ier n icht zu beschre iben: Der Kater

dauerte zwei Tage. Und natür l ich i s t das

BarRad weiter ausbaubar von der Mus ik-steuer ung d urch wasserfeste Taster bis zum

BordE isfach oder e in er Batter ieaufladu ng

durch den Nabendynamo. Wobei man be i

dessen ger inger Stromabgabe unange-

nehm lange treten müsste . Abgesehen

davon ist BarRadfah ren aufgrund de s brei-

ten, schweren Kastens eher beschwerl ich.

Und macht womögl ich OBeine . -phs

� netzbasteln.de

� liviushaerer.com

� georgwerner.de

Make: 3/201 s 1 03



- smart

T

?



Wenn man den Begrif „Internet of Things" hört, denkt

man sich er an so manches, aber nicht an eine Kletter-

wand mit RBGLeuchtdioden und Sensoren. Das war bei

Mau rice Schepers, Frederic Schröder und Si mon Winther an-

ders, a ls s ie nach einer Idee suchten, was man mit I nternet-

fähigen Mikrocontrol lern bauen könnte, um das Konzept

einer vernetzen Anwendung darzustellen.

Auf der Ma ker Faire Ha nnover war di e über vier Meterhohe „SmartoT"Kletterwand aus Holz, die die Schüler am

Projektlabor des Berufskoll egs Rheine ge baut hatten, kau m

zu übersehen. „Das Projekt labor i s t e ine Mischung aus

Hackerspace und Schülerlabor", sagt Frederic, „bei uns ent-

stehen viele Ideen au s eigener I n it iat ive, wir können dazu

Maschin enbau und ElektrotechnikWerkstätten nutzen."

Hinter jedem transpa renten Kletterstein steckt ein Board,

das den Stein über eine Leuchtdiode einfrben kann und

außerdem über einen kapazitiven Sensor merkt, wenn sich

ihm ein Körpertei l nähert . Mehrere dieser sogenannten

primitiven Knoten kommunizieren per Kabel mit einer Ver-

tei lerplatine, einem cleveren Knoten.

Die cleveren Knoten s ind über das Internet mit einem

Computer oder Tablet (dem smarten Knoten) verbunden,

mit dem man die ganze Kletterwand über eine graf ische

Oberf läche steuern kann. So kann man über die LEDs Klet-

terwege mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden an zeigen,

interaktive Kletterprogramme abspielen oder die Wand de-

korativ bunt erstrahl en lassen.

Der Plan der Erfinder ist a l le rdings nicht, nun al le K letter-

hal len zu digital is ieren. Ihr Projekt, das auf dem Open-

Sou rceSystem NOGS aufsetzt, soll zeig en, wie einfch un d

günstig man eine Gerätesteuerung über das Internet auf-

bauen kann. Die originel le Umsetzung verhalf dem Team

im Regionalwettbewerb von „Jugend forscht" zum ersten

Platz. -phs

� bkr-projekt.de/smart-iot

� nogs.cc

Die Verkabelung läu über gün stige Netzwerkkabel, der Strom kommtaus einem handelsübli chen PC-Netzteil. Über die vorgebohen Löcher

lassen sich die Kleersteine einfach an verschiedene Stellen setzen.

- �„

:

•

Make: 3/201 s 1 05







TIPP Mit dem wei ßen Licht ei ner Taschen la mpele uchtet die Fa rbe noch kräftig er wi rdder Eekt aber m it UVL icht. Dazuen tweder ei ne UVTaschen la mpe ka uf

enoder sel ber ba uen . Um groß e Flä chenauszu le uchten, ei gnet si ch ein Kamera -blitz. Das Motiv vor die Leuchtflä chestel len und a bdr ücken. Au gen schl ieß enni cht vergesse n! Dann erschein t dieSi lhouette dunkel a uf de m Leuchtgru nd.





NACHWUCHSFÖRDERUNG

Musik mit

Diskettenlaufwerken

Q 1 Make: 3/20 5

Das Projekt aus der c't Ha cks 1 /14 inspirierte dieNachwu chsförderer der Leibniz Un iversität in H an nover,

einen Schüle r-Workshop zum Nac hbau der tönendenLaufwerke zu mac hen.

von J i l K lünder und Kimber ly Schrader

So sah das Original inc't Hacks 1 /14 aus.



Die Platine musste erst

bestückt und mit den

Bauteilen verlötet werden.

Die Schaltung steuertdrei Laufwerke an.

Erste Program-

miereolge mit

leuchtenden LEDs

Jeweils i n den Oster und Herbstferien fin-

det die Gau ßAG an der Leibniz Universität

Hannover statt. Das sind einwöchige Arbeits-

gemeinschaften, in denen Schülerinnen und

Schüle r mit Unterstützung von Studierenden

intensiv an einem mathematischen, naturwis-

senschaftlichen oder technischen Themenge-

biet arbeiten. Das Projekt wird von uniKIK(Leibniz Universität Hannover), der Brücke

zwischen Schule und Universität, durchge-

führt. Das Ziel ist es, Schülerinnen und Schü-

lern einen Blick über den schulischen „Teller-

rand" zu ermöglichen und ihnen erste Einbli-

cke i n wissenschaftliches Arbeiten zu geben.

Damit sol l d ie Distanz zwischen Schule und

Uni verringert werden.

In den Osterferien 201 5 war Liederraten

angesagt, als die Informatikstudenten Niklas

Rother und Jan Wittler zum Thema „Musik mit

Diskettenlaufwerken" einluden. Die Idee für

diese Gau ßAG stamm t aus der c't Hacks 1 /1 4

(F lop pySymp hon ie, S. 1 48). Wo im Hacks-

Artikel noch ein Arduino die Kontrolle über

die Lauerke übernahm, sollte nu n aus Kos-

tengründen ein sogenannter Bareduino zum

Einsatz kommen eine selbst entwickelte Pla-

tine mit minimal beschaltetem ATmega, der

nur die wichtigsten Fun ktionen mitbringt.

Aber erst einmal von vorne: Am ersten Tag

wurden die Tei lneh menden in die Welt des

Lötens eingeführt und durften sich auch so-

frt selbst ausprobieren! Danach ging es dann

schon an einen a nderen Themenbereich, das

Programmieren. In der ArduinoUmgebung

lernten sie, mit dem Board verbundene LEDsanzusteuern. Am dritten Tag kamen erstmals

die bei einigen nur noch durch Hörensagen

bekannten Diskettenlauerke zum Einsatz.

Zuerst wurden nur einche Melodi en wieder-

gegeben. Mit ein bisschen mehr Feingefühl

und Knowhow war es zum Ende dann aber

doch möglich, Klassiker wie „Tetris" und „The

Im perial March" auch für Außenstehende er-

kennbar abzuspielen. Der Höhepu nkt war der

Versuch, ein Diskettenla ufwerkorchester ins

Leben zu rufen, was den Teilnehmende n auc h

gelungen ist : sensationel l ! Das Video gibt es

auf YouTube (s iehe Link am Ende

des Artikels).

D ie Schü ler innen und Schü ler

waren begeistert und erstaunt,

was sie selbst in so wenigen

Tagen leisten konnten. Generel l

wurde das Interesse an Elektro-

technik und Informatik ausgebaut

und verstärkt! -dab

Links und Foren

• make-magazin.de/xp

Make: 3/205 1



INTERNET OF T IN S

-

2 1 Make:3/05



Das Internet of Things bietet mehr a lsKühlschränke mit WLAN es kann vir-

tuel le Dinge begreifbar machen. Mit „F in-ding Europe with Lights" machten 29 Lam-pen Europa erfhrbar. Als Bürgerinnen undBürger Europas verbinden uns über diepolitische Idee hinau s weitere Faktoren, vomWetter über Zeitzonen bis zum Licht. DieLichtverhältnisse haben wir in den einzel-nen Mitgli edsstaaten der EU gemessen unddann in Berlin bei der Konferenz re:publicain einer Lampeninsta l lat ion zusammenge-führt. Deren Motto lautete dieses Jahr „Fi n-ding Europe" und was wäre passender, alseine Erinnerung, wie der Himmel über denStaaten Europas gerade aussieht?

Grundsätzl iche technischeEntscheidungen

Die Beschreibung dieses Projekts sol l zei-gen, wie man ein nternetofThingsPro-jekt grundsätz l ich entwickelt . Erste Über-legung ist die Datenverbindu ng. Die Senso-ren sol lten zuverläss ig an nahezu bel iebi-gen Orten in Europa zu betreiben sein,ohne dass der SensorHst irgendwelcheKonfiguration vorzunehmen hatte. DieLampen wiederum sol lten ebenso auto-nom ins Netz gehen damit war WiFi aus-sen vor. Stattdessen entschied ich mich,al les auf Basis von GSM zu betreiben, wasFragen bezügl ich SIMCardBetreiber undHardware zur F olg e hatte.

Andere Fragen mussten ebenflls gelöstwerden, vom Stromverbrauch über das Ge-häuse bis zur Ausfallsicherheit. Es mussteein autonom in ganz Europa zu betreiben-der FarbSensor her, eine passende Platt-frm fürs Speichern der Daten sowie Lam-pen, die ebenfl ls an diese Plattform ang e-bunden se in würden und das L icht an-zeigen können. Schl ießl ich brauchten wirGastgeber in a l len EULändern für die Sen-soren, versandten Geräte und erstel lteneine interaktive MesseInstall ation für 6000Besucher.

Die Wahl des Boards

Die Wahl f iel auf ein selbst entworfenes

ArduinoBoard, das über einen Sockel dasGSMModem Fona von Adafruit aufnehmenkann. Vorher hatte ich andere Lösunge n ge-testet, wie zum Beisp iel das Linkit One vonSeeedstudio oder deren ArchGPRSBoard.Letzteres war zu kompliziert in der Pro-grammierung und im Debugging, außer-dem fehlte eine ausreichende Unterstüt-zung durch Community und Dokumenta-tion. Dies war beim Linkit One schon besser ein beeindr uckendes Board mit einer Viel-zahl an Kommunikationsmöglichkeiten(WiFi, GSM, GPS, Bluetooth) und viel Re-chenpower und Speicher im Vergleich zunormalen Arduinos. Aber leider auch mithohem Stromverbrauch, womit das Boardaus de m Rennen war. Fon a von Adafruit ist

relativ neu auf dem Markt und ein reinesGSMModul . Man braucht a lso einen Mikro-controller, um es zu betreiben. In meinemFal l war das von Vorteil, denn so konnte ichmir einen maßgeschneiderten Mikrocon-trol ler zusammenstel len u nd mit dem GSM-Modu l verbinden. Dies war besonders beimPowerManagement vorteilhaft.

Stromverbrauch min im ieren

De r Stromverbrauch vo n Arduinos i m Batte-riebetrieb ist frustrierend hoch. Im norma-len Betrieb verbrauchen Unos mit 35 Mi l l i -ampere pro Stun de so viel, dass mittelgroßeLithiumPolymerAkkus keine zwei Tagedu rchhalten. Und der Sensor benötigt noch

mehr Strom, da das Mobilfunkmodul kurz-zeitige Spitzenlasten bis zu zwei Ampereabruft. A l lerdings bieten Arduinos zahlrei-che Möglichkeiten, Strom zu sparen. ErsteVersuche habe ich mit einem Bareduin o ge-macht, also einem nackten Atmel 328PU,dem Chip, der im Arduino steckt. Auf demBreadboard waren nur noch der Oszil lator,ein paar Kondensatoren und drei Wider-stände.

Durch d ie AbspeckKur verbraucht derBareduino c i rca 1 0 Mi l l iampere. Vor a l lemlässt er s ich in e ine n SchlafModus verset-zen, in dem nur noch wenige Mikroamperebenötigt werden. So kann man den Arduin oWochen ode r sogar Monate mit eine r Batte-rie betreiben. Jetzt hieß es, ein eigenes

Erster Prototyp au f Basis von Spark-Core Sensor und Lampen wurden

über die Subscribe-Funktionen der Spark-Cloud verbunden.

Erste Stromverbrauchsmessun gen mit dem

Elektriker-Papa auf seinem Küchentisch.

Make: /205 1 3



INTERNET OF T IN - -�

Baredui no mit Fona im Breadboard-Testbetrieb

Board zu designen u nd anfertigen zu lassen

tatsächl ich ein alter Traum von mi r .

Das erste eigene PCB

Mit Hi lfe eines Freundes war die aktuel le

Schaltung auf meinem Breadboard schnel l

in Eag le übersetzt die gängig ste Software,

um elektronische Schaltu ngen zu entwer-

fen und da raus Anweisun gsdateien für Auf-

tragsfertiger von Plati nen zu erzeugen. Zu-

sätzlich fügten wir einen Anschluss für das

FonaBoard hi nzu, der mit einigen Pins des

AtmelChips verbunden wurde, unter and e-

rem de r seriel len Sc hnittstelle . Der Moment,

4 1 Make:3/205

Erste Versuche mit d em zwischengescha lteten 555er-Schaltkreis auf

einem Breadboard. Der Kondensator wurde später deutlich kleiner.

als die TestBoards nach zwei Wochen vom

amerikanischen Herstel ler OshPark (osh-

park.com) ankamen, das erste Mal die

Lämpchen angingen und di e Mobi lfunkver-

bindung aufgebaut wurde, ist schwer zu

beschreiben: Ardufona war geboren und

funktionierte auf Anhi eb einwandfrei.

In späteren Feldtests zeigte sich ein unan-

genehmes Stabi l itätsproblem. Die Boards

gingen teilweise nach Tagen des stabilen Be-

triebs immer wieder mal in einen undefinier-

ten Zustand über und hin gen sich auf. Tage-

langes Debugging, ForenHilfe und diverse

TestSettings mit unterschiedlicher Taktung

oder anderen Knifen l ießen das Problem

nicht gänzlich verschwinden. Da die Boards

für den a utonomen Betrieb „in der Wildnis"

fun ktionieren sollten, war eine derartige In -

stabil ität nich t tolerierbar. Schließl ich brach-

te mich ein Ingenieur aus den USA auf die

Lösung. Der meistverkaufte integrierte Bau-

stein der Welt musste her. Mit einem er

IC ist es mögl ich, einen Kondensator gezielt

so zu laden, dass er nach x Sekunden ei nen

Reset des Arduino aus lösen kann. So wurde

die Plat ine in Eagle um eine entsprechende

Schaltung erweitert. Heute l aufen die Boards

wochenlang stabil und booten nur ab und

zu ne u. De r Atmel verfügt ü ber einen i nter-

nen „Watchdog", der prinzipiell die gleiche

Weiter e Knie für

LowPowerSchal-

tungen mit dem

ATmega f inden Sieim Heft 3/2014 ab

Seite 1 52 .

Da s selbst designte Board mit

Aufnahmesockel für Adafruits Fona

und rove-Connectoren für alle

wesentlichen Schnistellen. Der

kleine I G unten ist eine C MOS-Version

des klassischen 555er ICs als

externer Watchdog.



Make: 3/2015 |115



INTERNET OF T IN - -�

Red Gn (L) PUB hof r

.

lS

100

„,

•.„

8 l:6 O4C A! 53 : 2

ed w) GPS%

Las value R :

6.0 Lux

Funktion erfül len kann. Leider erwies s ich

diese Fun ktion als u nzuverlässig.

Auswahl des

SIM-Card-Providers

Eine europaweite Mobi lfunklösung ohne

ausufernde Kosten zu finden ist eine

Herausforderung. Glücklicherweise gibt es

auf MachinetoMachineSzenarien (M2M)

spezialisierte Fi rmen, die SI MKarten für die-

sen Zweck anbieten. Internationales Roa-

ming in na hezu beliebige Netze ist inklusive,

ebenso wie die Verwaltung der Karten in

einem speziel len Portal. Wir entschieden un s

für die britische F irma eseye Ltd (eseye.com).

Die SIMs ga b es mit relativ geringem Trans-

fervolumen von einem Megabyte pro

Immer einen Prototyp dabei: Jede längere Bahnfah wurde für Tests und Optimierungen

der Soware genutzt.

6 1 Make :3/205

Der Cloud-Service

Ubidots hat das

beste Interface

zur Visualisierung

der Daten.

Monat, doch mit sparsamem Code bleiben

wir mit zwei SyncCalls pro Stunde im Rah-

men. Die Karten können sich i n na hezu jedes

technisch verfügbare Netz einwählen und

haben so eine hervorragende Netzverfüg-

barkeit, selbst in schlecht ausgebauten

Regionen oder Gebäuden mit schlechtem

Empfang.

Cloud-Service

Wohin mit den Daten der Sensoren? I nzwi-

schen gibt es zahlreiche, meist C loud-

Lösungen, hä ug m it kostenlosen Entwickler-

Accounts. Kriterien für die Auswahl waren

Stabi l i tät, Preismodel l , d ie Einfachheit der

Schnittstel le und deren Dokumentation

sowie Praxisbeispiele u nd CommunitySup-

port. Darüber hi naus die Mögl ichkeiten des

Zug rifs auf die Daten zu An alysezwecken

und zur Darstel lung, um die SensorFarb-

werte von den Lampen auszulesen. Nach

einer ersten InternetRecherche kamen

Xively, Thingspeak und Ubidos in Berach.

Xively (xively.com) war schnell wieder aus

dem Rennen. Man konnte s ich für einen

Entwick ler Account anme lden um auf

eine Wartel iste zu kommen. Bis heute hat

sich nie mand von Xively zurüc kgemeldet.

Anders bei Ubidots (ubidots.com), einer

Plattform speziel l für Sensordaten und das

Internet of Things. Ubidots stel lte eine

Reihe von praktischen CodeBeispielen zur

Verfügung, hatte einen schnel len und an-

genehmen Support und ein e gut dokumen-

tierte Schnittstel le . Außerdem gibt es ein



Make: 3/2015 |117



INTERNET OF T IN S

-

beeindruckendes Interce zur Abfrage der

Daten mit schönen Visual is ierungen und

sogar KartenApplets für die Anzeige von

GPSDaten. Ubidots ist sehr empfehlens-

wert, dennoch hab en wir uns schlie ßlic h für

Thingspeak (thingspeak.com) entschieden.

Die OpenSourceLösung erfordert für

ernsthafte Anwendungen ein eigenes Hos-

ting und damit umfssende Anpassungen.

Das war u ns erst zu viel , ständig hinz ukom-

mende Spezialanforderungen machten es

aber nötig.

Nach einer holprigen Instal lat ionsphase

wurden wir von der Fun ktional ität und Zu-

verläss igkeit angen ehm überrascht. Thing-

speak nutzt MySQL als Backend und ist als

RailsAnwendung konzipiert. So lassen sich

leicht Zusatzmodul e entwickeln entwederals echte Modul e in der ThingspeakUmge-

bung oder a ls E igenentwicklung . In unse-

rem Fal l war zum Beisp iel ein flexibles Map-

ping von Lampen auf die jewei l igen Senso-

ren nötig, das mit eine r App gesteuert wer-

den kann. Mit der eigenen Lösung war das

mit ein paar Zei len Code und einer tr ickrei-

chen SQLAbfrage mögl ich.

Sftwae

Beim Entwickeln der Software gab es zwei

Herausforderungen. Zum e inen musste

maximale Ausfal ls icherheit erreicht wer

Innen oder auß en? Testbetrieb unter-

schiedlicher Varianten der Solarversorgung

8 1 Make :3/205

Die Ge häuse i m Test, vom Weckglas bis Oerbox

den, da die Sensoren beim Transport und

Betrieb über Wochen autonom arbeiten

sol len. Zum anderen s ind die Ressourcen

eines normalen Arduino begrenzt, es ste-

hen nur 2 Kil obyte Arbeitsspeicher zur Ver-

fügung. Zahlreiche Speicherprobleme gab

es mit der Str ingBib l iothek, sodass ich, a ls

Hobbyprogrammierer, erstmals auf -

Funktionen ausweichen musste. Am Ende

funktionierte al les gu t un d es war sehr be-

friedigend zu sehen, wie der Speicherver-

brauch Kilobyte um Kilobyte mit jeder

Optimierung des Codes (Software s iehe

DownloadLink) nach unten ging. Hier

zeigte s ich, dass Programmierung für Em-

bedded Devices sehr vie l anspruchsvol ler

sein kann als etwa WebProgrammierung,

wo im Vergleich nahezu endlose Ressour-

cen zur Verfügun g stehen. Wenn i rgendet-

was schiefläuft, kann ein WebService neugestartet werden. Bei einem Arduino, der

3000 K i lometer entfernt in e inem Baum

hängt, ist da s nicht mögl ich.

Ein Solar-Panel muss her!?

Für das re:publ icaProjekt war ein Solar-

Panel nicht direkt erforderl ich al lerdings

für die Vision, die Sensoren d auerhaft auto-

nom zu betreiben. Der erste Gedan ke war,

das FonaModul mit einem SolarPanel über

seine vorhandene LadeElektronik mit der

angeschlossenen Batterie zu laden. Das

funktionierte zunächst, die LadeLampe

leuchtete selbst bei geringem Lichteinfl l

auf . Dann wurde klar, dass LithiumPoly-

merAkkus speziel le Elektronik benötigen,

um die extrem vari ierende Spannung des

So larmoduls auszug le ichen. Der Akku

wurde vom SolarPa nel n ur betrieben, nicht

aufgeladen. Entsprechende Module gibt es,

leide r teuer oder kompliziert zu konfigu rie-

ren. Für die Instal lat ion auf der re:publ ica

haben w ir sie ni cht verwendet, testen aber

derzeit , ob die Sensoren dauerhaft mit

Solarenergie betrieben werden können.

Ein passendes Gehäuse

Das Gehäuse sollte wetterfest und l icht-

durchlässig sein, genügend Platz für Ardui-

no, Sensor und Batterie bieten sowie ge-

gebenenfl ls das Solarpanel aufnehmenkönnen. Wir begannen mit einer speziel len

Variante: Weckgläser. Inspiriert von der

Firma Seeed, die mit ihrem ArchGPRSPro-

jekt schon mal einen ähnlichen Ansatz ver-

folgte. Also wurde der erste Prototyp in ein

Weckglas gepackt, verschlossen und drau-

ßen an den Baum gehängt. Das konnte

nicht gutgehen . Zwar verfügt das klassische

Weckglas über eine Gummidichtung und

sogar eine n SpannVerschluss, die Abdich-

tung kommt bei eingekochter Marmelade

aber du rch den U nterdruck zustande, den

der langsam a bkühlende Inhalt verursacht.



So befnd s ich der Arduino nach wenigen

Tagen unten i n einer klei nen Pfütze.

Nun konzentrierten wir uns auf zwei

Gehäu seFami lie n. Zum einen die Otterbox,

die es in verschiedenen Größen g ibt, zum

anderen das „project case" von Adafruit,

ebenfalls in mehreren Größen verfügbar.

Die Otterbox ist extrem stabi l (angebl ich

kann ein Aut o ohne Schaden drü berhren),

hervorragend verarbeitet und hat einen

praktischen, sehr gut abdichtenden Schl ieß-

mechanismus. Leider ist das Gehäuse nur

mäßig l ichtdurchläss ig und etwas eigen-

wi l l ig geformt. Die Wahl f ie l auf die el egan-

ten quadratischen Gehäuse von Adafruit ,

die einen transparenten Deckel haben und

ebenfa l l s über gute Abdichtungen ver-

fügen.Zwei Fragen bleiben ofen und müssen

im Praxisbetrieb geklärt werden: Erstens

konnten wir nicht ermitteln, ob Probleme

du rch Kondenswasser entstehen, wenn sich

die Ele ktronik aufwärmt und d ie Außentem-

peratur sehr gering ist . H ier müsste vie l-

le icht für Luftausgleich gesorgt un d Mate-

r ia l beigefügt werden, das überschüssige

Feuchtigkeit aufnimmt. Zweitens bleibt die

rage, ob das geplante SolarPanel im Ge-

häuse oder außen montiert werden sollte.

Das Panel ver l iert an Leistung, wenn es hin-

ter einem Acrylglas betrieben wird, es könn-

te verschmutzen und beschlagen. Erste

Dauertests mit dem im Gehäuse ange-

brachten SolarPanel verliefen vielverspre-

chend. Demnächst werden wir Varianten

mit außen angebrachten k le ineren Pane ls

testen, die s ich a uch selbst a usrichten.

GPS ohne GPS

Auf ihrer Re ise du rch Eu ropa wol l ten wir

die Sensoren verfolgen. Ein GPSModul für

den Arduino kam nicht in Frage, da es viel

Strom benötigt, Ortung nur bei Sichtkon-

takt zu Satell iten funktioniert un d es uns zuteuer war. Im GSMNetz gibt es eine span-

nende Alternative: vie le GSMModule kön-

nen die GPSKoordinaten der aktuel len

Mobi lfunkzel le per ATBefehl aus lesen. Die

Angaben s ind ungenauer a ls echte GPS-

Daten, aber s ie stehen kostenlos u nd ohne

zusätzl iche Hardware zur Verfügu ng, auch

wenn das Modu l keinen Sichtkontakt zum

Himmel hat. In den LieferLKWs der Post-

Dienste hätten GPSModule nur selten ein

Signal em pfngen unser GSMGPS funkte

zuverlässig einma l pro Stunde die aktuel le

Posit ion durch.

Bergn °

o C aHKT-ne:p6yr

Make: 3/205 1 1 9



INTERNET OF T IN S

-

20 1 Make:3/5



Make: 3/05 1 21



Kinder l ieben Kreid und verbring en @tnden d ami, al les mith·r z bealen. Gekauft Kreid hat abe meist �r sch laRReFaen - die veschiedenen Töne s·ind au voneina nd

r

zu

..

· �

ntesch eide n. Wer Kreide inknal l igen

arbe wi l l

k

an

si e •mit Lebensm ittelfare un

GiRS einfächselbe maclen.

von Elke Schic

Kurzinfo

Zeitaufwand:1 S tunde für 4 Farben(ohne Trockenzeit)

Kosten:6 Euro

Sägen, Rühren, Mischen:DIV-Plastiktrichter bauen u ndZutaten mischen

Schwierigkeitsgrad

r 1

leicht schwer

Material» Naturgips, zum Beispiel

Modellgi ps für Bau und Ho bby

» Lebensmittelfarben,zum Beispiel Backfrben

» Luftballons

» Schale, Löffel und Gl as

» Trichter, ggf. PET-Flaschefür den Eigenbau



Gips, Lebensmittelrbe und Luftballons:

Die Zutaten für diese Bastelei si nd eige nt-

l ich überal l erhältl ich und nicht teuer. Die Her-

stellung von Kreide ist eine schöne Beschäfi-

gung mit Kindern an einem Sommertag

morgens matschen und gießen, mittags

trocknen lassen und nachmittags malen. An

Werkzeug brauc hen Sie nur ein e Schale, einenLöfel, einen Trichter und Gläser. Metall und

Glas lassen sic h direkt nac h dem Basteln rück-

standslos mit Wasser reinigen.

Das Herstellen der Kreide ist denkbar ein-

ch: Wir mischen Gips mi t Lebensmittelfrbe

und Wasser und füllen die Paste in Luftbal-

lons. So haben wir Formen, die sich nach dem

Trocknen leicht wieder ablösen la ssen.

Wir haben die verschiedenen Kreiden nach-

einander hergestellt und unsere Schalen und

den Trichter nach jeder Farbe einmal gründlich

gereinigt. So vermeidet man, dass die zuerst

verwendeten Scha len bereits eintrocknen, be-

vor man zum Säubern kommt. Außerdem ist

es sinnvoll, wenn sich alle vor der nächsten

Farbe die Hände waschen, so dass keine un-

erwünschten Brauntöne entstehen.

Für die Kreide verwenden wir Naturgips,

aus dem auch die im Handel erhältl ic he Schul-

und Malkreiden bestehen. Achten Sie trotz-

dem darauf, dass sich Kinder beim Ma ntschen

oder Malen nicht die eingefrbten Finger in

den Mun d stecken.

Für das U mfüll en der Gipspaste in die Luft-

ballons benötigen Sie einen Trichter. Meist

sind die aus Plastik. Bei Plastik können aber

Rückstände vom Gips bleiben, besonders,wenn es zerkratzt ist. Wenn Sie also für das

Umfül len der Gipsmasse in die Formen nicht

den Trichter aus der Küche verwenden wol-

len, können Sie le icht selbst einen herstel len.

Nehmen S ie dazu eine Plast ikf lasche, span-

nen Sie diese in einen Schraubstock ein u nd

trennen Sie das obere Drittel der Flasche ab.

Fertig ist de r Trichter.

Vorher Flasche,

nachher Trichter

1 Zutaten mischen

Der erste Sch ritt für di e Kreide ist das Vermisc hen von Gi ps,

Farbe und Wasser. Wir haben pro Kreidestück zweiein hal bgehä ufe Löel G ips verwendet. Bei der Lebensmittelfrbe

haben wir nicht gegeizt und die gesamte Tube in die Paste

gegeben. Da nn haben wir so viel Wasser dazu gegossen,

dass ein relativ flüss iger Brei entstand . Das Gemisch sollte

so dün nflüssig sein, dass es aus der Schal e in die Form fließt,

wenn es etwas zu wässrig ist, macht das nicht so viel aus.

Farbe und Gips müssen gleichmäßig eingerüh rt sein.



2 Luftballon auf den Trichter aufziehen

Der nä chste Schritt ist die Befestigun g des Luftballon s am

Trichter. Bevor Sie das tun, b lasen Si e den Luftbal lon unbedingt

einmal a uf! Sie erhöhen das Volumen der Form damit

beträchtl ich. Danach h akeln Sie I hre Zeigefinger i n das

Mundstück des Luftbal lons u nd ziehen ihn über den

Flasc henha ls. Der Luftball on sitzt danac h fest.

3 Zustopfen und Gießen

Fül len Sie das Glas mit dickem Papier, so dass der Luftball on von

all en Seiten gestützt wird. Dan n können Sie den Luftbal lon mit

dem Trichter in das Glas setzen und de n angem ischten Gips

einfüll en. Da unsere Paste nicht mit Druck in den Luftball on

fl ießt - im Gegensatz zu Wasser aus dem Hahn - dehnt s ie den

Luftball on nic ht nach. Ble ibt also noch Paste im Trichter stehen,

so bekommen Sie diese nicht mehr in den Bal l on hin ein. Ziehen

Sie in diesem Fal l den Bal l on nur dann ab, wenn Sie eine Schale

unter den Trichter halten. Sonst müssen Sie putzen.

4 Trocknen und Lösen

Jetzt mü ssen Sie die Kreide vier bis fünf Stunden trocknen lassen.

Das geht am besten an einem sonnigen Platz an der frischen

Luft. Danach ziehen Sie die Luftball ons ab - Sie müssen sie dafür

am oberen Rand einmal einschneiden. Wenn Si e die Gipsmasse

sehr feuch gemi sch haben, seh oben im Lufball on ewas

Wasser. Das gieß en Sie ei nfch ab. Die Kreide ist jetzt noch etwas

feucht, trotzdem können Si e bereits damit m alen . Wer l ieber

keine sehr d reckigen F inger haben wi l l oder mit sehr kleinen

Kindern mal t, die ihre Fing er noch dauernd ab lecken, sollte

warten, bis die Kreide ganz durchgetrocknet ist. -esk

Die eigene Kreide!

Schön unförmigund knallbunt



Make: 3/2015









SAI LOR MOO NIn der TVSerie Sai lor Moon ist die Brosche der gleichna-

migen Hauptfigur nicht b loß ein Schm uckstück, sondern

der Schlüssel zur magischen Verwandlu ng i n eine Su per-

hel din. Auch in der Brosche der Wissenschaftlerin Soph ia

Bender steckt mehr a ls auf den ersten Bli ck erkennbar.

Sie vereint g leich eine Ha ndvol l a n Ma kerTechniken:

Der Hau pttei l der Brosche stammt au s dem 3DDrucker

und die Ziersteine bestehen aus Pl exig las, das mit dem

Lasercutter in Form geschnitten wurde. Vier LEDs und

ein Li lyTiny bringen s ie zum Leuchten.

Bender forscht zur Integration neuer Technologien in

Schulen und Ausbi ld ung. Ein Projekt s ind Cosplay-

Workshops, die Kostümh erstell un g mit Wissenschaftund Technik verbinden. Dabei können die Jugend l ichen

magische Vorgänge oder S uperkräfe mit Technik selbst

herstel len . Neben dem Umgang mit 3DDruck und

Mikrocontrol lern sol l en bei d er Texti lbearbeitung Mathe-

kenntni sse praktisch vermittelt werden. Di e Cosplay-

Szene eigne sich dafür besonders, so Bender, da die

Fankul tur sehr ofen sei un d Schnittmuster und

Anleitungen i m Internet tei le .

� re-craf-edu.blogspot.de

Make: 3/05 1 29



GEOMETRIE PROGR MMI R N

-

3D-Modelimit OpenSCADie ewige Frage „Wessen Mateflasche ist das?" hat da nkselbstgedruckter Flaschen-Cli ps ein End e. OpenSCAD bringtNamen und Logo auf den Clip.

von Ro land Hieber

Kurzinfo

Zeitaufwand:

2 Stunden

Kosten:

25 Cent pro Cli p

Entwerfen:

Grund lagen Geometrieund Mengenlehre

Schwierigkeitsgrad

1

le icht schwer



Chaos, der Erzfeind einer jeden Wohngemein-

schaft, bedroht auch Hackerspaces. Sind Lap-

tops und Hardware meist dank Aufklebern wieder-

erkennbar, wird es bei Verbrauchs material schwierig.

Doch wo sonst, wenn nicht i m Ha ckerspace, soll ein e

Lösung gefunden werden? Zunächst für Mate-

flaschen entwickelt, haben wir inzwischen für eine

Reihe an F laschenformen e inen C l i p zum 3DDru-cken entworfen. Als Grundlage nutzten wir die Mo-

dell ieru ngssofware OpenSCAD. Dabei hat de r Maus-

ze iger a l lerd ings wenig zu tun denn das Model l ie-

ren von 3DObjekten erfolgt durch eine textbasierte

Beschreibungssprache. Dafür stel lt es eine Reihe an

Grundformen zur Verfügung, die wir bearbeiten u nd

zusammenführen können. Mit e iner Programm-

Bibl iothek und nkscape gestalten wir außerdem

Aufschriften un d Logos, die un sere Clips weiter indi-

vidual is ieren.

Der große Vortei l

Um de n Cl ip optisch zu verändern, al so die Aufschrift

oder das Logo auszutauschen, müssen wir nur eine

Zei le im Code ändern. S in nvo l l i s t das Programm

auch bei technischen Model len, da es mit sehr ge-

nauen Maßen arbeiten kann. Dafür setzt es al ler-

dings auch ein Grundverständnis von Geometrie

und M engenl ehre voraus. Au ßerdem erfordert das

Arbeiten mit e iner schriftl ichen Oberfläche Abstrak-

tionsvermögen.

OpenSCAD und n kscape sind OpenSource-

Sofware, di e kostenlos heruntergelade n

werden können (s iehe L i nk auf S. 1 35)

und auf Windows, Linux und OS X lau -

fen. OpenSCAD bietet zwei Vor-schaumodi : der Menüpunkt „Com-

pi le (F)" im DesignMenü bietet eine

„schnelle" Vorschau mittels zBufe-

r ing . Dabei werden d ie Oberf lächen

des Model ls in Echtzeit berechnet, die

Vorschau lässt s ich daher ni cht so flüss ig

drehen. Insbesondere in schwier igen Fä l len

werden n icht im mer a l le E igenheiten genau da rge-

stel l t . So ersche inen be i e i n igen Operat ionen F lä-

chen, d ie e igent l ich n icht vorhanden se in so l l ten

sofern wir dies im Hinterkopf behalten, lässt s ich

mit der Vorschau a ber gut arbeiten.

Der Menüpu nkt „Compi le and Render (CGAL, F6)"

hingegen berechnet das Modell ei nmal kompl ett mit

der darunter l iegenden CGALBibliothek (Computa-

t ional Geometry Algorithms Library), sodass al le

Knoten, Kanten u nd Fläch en de s Objekts bekan nt

sind . Dies ist ins besondere nötig, damit wir das Mo-

dell schl ießli ch exportieren können. Es kann aber ab-

hängig von der Komplexität des Objekts (und der

Hardware) gern schon mal ein paar Minuten bis

Stunden dauern . Nach der Berechnung mit CGAL

können wir das Objekt im VorschauFenster auch

f lüss ig drehen und rundherum betrachten.

Grundobjekte

OpenSCAD bietet grundlegende 3DObjekte wie

Quader, Kugeln, Kegel un d Zyl inder an; di e Anwei

f� t

Qsign 'w p

cube ( , l ;

Comp l ng design ( CSG Products generati on ) . o ly5ets n c ache: 38olySet cche sze n byes 22288GAL Po lyedons In e 16GL cce s iZe In byes: 149536omp l ng design SG Product normal ztion „Norml ed CSG tree s 1 eementsCSG generaton fn sed

Total renderin tme: ous, O mnutes O secondslewport

transate = [ 0 00 0 .00 000 J rotate = L 59 90 0 .00 135 10 ] distnce 193 .71

sung cube([1 ,2,3]) ; erzeugt beispielsweise einen Qua-

der mit den Seitenlängen von 1 auf der xAchse, 2

auf der yAchse und 3 auf der zAchse. Das Pro-

gramm arbeitet intern mit einem einheitenlosen Ko-

ordinatensystem. Für den Modell ierungsprozess ist

es al lerdings s innvol l , e ine Einheit a ls 1 Mi l l ime-

ter anzunehmen.

Diese Grunde lemente manipu l ie-

ren wir über afine Transformatio

nen wie Drehung, Skal ierung oder

Verschiebung, wobei s ich dieseTransformationen auf das jeweil s

nachfolgende Element beziehen:

transform([0,0,3]) cube([1 ,2,3]) ; ver-

schiebt unseren Quader um 3 Ein-

heiten auf der zAchse, trans-

form([0,0,3]) rotate([0,45,0]) cube([l ,2,3]) ;

rotiert ihn vor dem Verschieben um

45 Grad um di e yAchse.

Constructive Soli d Geometry

Soweit, so gut aber nicht al le unsere Model le s ind

Quade r, Kugeln oder Zylinde r. Vorhan dene Objekte

können deshalb mit mengenbasierten Operationen

wie Vereinigu ng, Subtraktion oder Durchschnitt mit-

einan der kombini ert werden eine Vorgehensweise,

die unter de m Beg rif „Constructive Solid Geometry"

(CSG) bekannt ist. CSG ist das Arbeitspferd der Mo-

del l ierung und baut auf einer mengentheoretischen

Sicht des Raums auf. So entspricht die Vereinigung

zweier Objekte genau der Menge an Punkten im

Raum, die min destens in einem der beiden vereinig-

ten Objekte l iegt. Analog dazu entspricht der Schnitt

zweier Objekte gena u der Menge an Pu nkten, die in

beiden Objekten l ieg en. Diese beiden Rechenopera-

tionen sind kommutativ. Das bedeutet, dass wir

beide Operanden vertauscht können, ohne das Er-gebni s zu än dern . Die Diferenz zweier Objekte da-

gegen ist nicht kommu tativ, und besteht aus genau

SELBER

DRUCKEN

Mit einem 3D-Drucker s ind

die Cl ips schne l l gedruckt.

I n der Vorla ge müssen Sie nur N ame und Lgo

ändern. Eine Sch rittfü r-

Sch rittAnlei tung finden Sie

on l i ne, Link auf Seite 1 35 .

Make: 3/201 s 1 3



GEOMETRIE PROGR MMI R N

-

CSG AM BEISPIEL EINES WÜRFELS UND EINER KUGEL

Vereinigung

union() {

cube([2,2,2]) ;

transate([0,0,2]) sphere(r= 1 );}

32 1 Make:/05

Schnit

intersection() {

cube([2,2,2) ;

transate([0,0,2]) sphere(r=l);}

den Pu nkten im Raum, die Teil des ersten, aber nichtTeil des zweiten Objekts sind.

Zusätzl ich bietet OpenSCAD ei n 2 DSubsystemmit entsprechenden Gru ndformen, die ü ber Extru-s ion i n 3DObjekte überführt werden können. Au-ßerdem is t es mög l ich , vorhandene 2D oder 3D-

Objekte zu i mport ieren, d ie s ich dann wie n ormaleGrund objekte verhalten. Dies wird s ich für un s spä-ter a ls wertvol l herausstel len, wenn wir u nsere Cl ipsmit vorgefert igten Logos versehen wol len wirmüssen unser Logo nicht erst umständl ich mittelsCSG zusammenbauen (s iehe An le i tung „DXF mitnkscape bearbeiten") .

Wie herkömm liche Program miersprachen bietetOpenSCAD die Mögl i chkeit, Varia blen zu benutzen.So können Model le le ich t mit Parametern versehenwerden, beispie lsweise für die Anzahl , Größe und

Posit ion von Bohrlöchern. E ine spezie l le Va-r i ab le namens $fn gibt ferner

an, mit wiev ie len Segmentenrunde Formen angenähert

werden. Ebenso gibt esUnterstützung für Schlei-fen und Unterprogram-me (d ie in OpenSCAD

„Modul e" heißen), um wie-derkehrende Arbeitsschrit-

te zu vere infachen . E inStück Mo d e l l , d as s i ch b e-währt hat, wird einfach in

typische geschweifte K lam-mern eingebettet und davor

mit dem Schlü sselwort modue,

gefolgt von seinem Namenund e ine r mö g l i chen Parame

ter l iste in runden Klammern de

Diferenz

dierence() {

cube([2,2,2]) ;

transate([0,0,2]) sphere( r= 1 );}

klar iert . Module benu tzen wirgenau so wie nor male Objekte,indem wir s ie anhand ihres Namens und der mög l ichen Parameter ansprechen .

Über Modu le können wir e inmal erste l l te Mode l-le auch wiederverwendbar machen: B enutzt man in

seinem Dokument di e Anweisung, gefolgt vone inem Date inamen, dann werden Module , d ie inder angegebenen Datei definiert s ind, in da s aktu-e l le Dokument import iert und können wie ge-wohnt be nutzt werden.

Flaschen-Clips

Der Aufbau u nseres Cl ips ist e infch gehal ten: Dieäußere Wand ist a ls Kegelstumpf angelegt (e inZyl inder mit der entsprechenden Höhe sowie demoberen und dem u nteren Radius der F lasche, wozunatürl ich die Dicke addiert wird). Aus diesem Kegel-stumpf schneiden wir über eine Diferenz einenzweiten Kegelstumpf mit den Abmessung en der Fla -sche heraus, sodass ein geneigter Ring entsteht.Damit der Cl ip c l ipbar wird, schneiden wir zusätzl icheinen entsprechend großen Würfel heraus, der dieÖfnung bi ldet . Mit der Fun ktion writecyinder aus derWrite.scadBib l iothek posit ionieren wir d ie Schriftnach künst ler ischen Gesichtspunkten auf dem Ring.Ebenso im portieren wir das Logo aus der angegebe-nen Datei, um es dan n mit der Fun ktion inear_extrude

in d ie Tiefe zu ziehen. Das Log o und die Schrift wer-den du rch einen weiteren Kegelstumpf auf die rich-t ige Länge gebracht, damit s ie etwa 0,7 Mi l l i meterüber den Cl ip überstehen und fühl bar werden.

Für di e U msetzung schafen wir u ns zuerst einenneuen Ordner a ls Arbeitsumgebung für das Mode l l .Dann besorgen wir uns die weiteren Zutaten: Die



externe Bi b l iothek Write.scad (s iehe Download l in k)

benötigen wir, um die Schrift auf unseren Cl ip zu

bekommen. Diese Bib l iothek und ihre Schriftarten

(insbesondere die Dateien Write.scad und orbitron.dxf)

bringen wir in einem Unterordner namens „write"

unter, wo sie später referenziert werden. Ebenso

legen wir unser Logo im DXFFormat unter logo.dxf

ab. Alternativ gi bt es eine Auswah l von vorgefert ig-ten Logos auf der ThingiverseSeite zu den Cl ips

(s iehe Downloadl ink).

D ie entsprechenden Module für d ie F laschen-

Cl ips g ibt es ebenfal ls au f Thing iverse, wichtig ist

h ier d ie Date i bottle-cl ip .scad Diese Date i müssen wir

in unserem Ordner speichern, sodass der Ordner-

inha lt wie auf dem B i ld rechts auss ieht .

Die Datei bottle-cl ip .scad wird in O penSCAD geöf-

net, s ie enthält den Code für unsere Cl i ps in meh re-

ren Modu len, d ie versch iedene Var ianten darste l -

len. Wichtig hiervon ist erstmal nu r das Modul bott

le_cl ip Als Parameter nimmt es den Radius der Fla-

sche an der Unter und a n der Oberseite des C l ips,

die Höhe, die Dicke des Clips, den Text auf dem Clip

sowie d ie Date inamen für Logo un d Fon t . A l le Pa-

rameter haben zugewiesene Standardwerte, die

wir te i lweise übernehmen können: Im Fa l le der Ab-

messungen ( ru=13 , r l=17 .5 , ht=26, width=2 .0 ) tun wir

das auch, sodass die C l ips nachher gut auf Club-

MateF laschen passen . Nur den Namen und das

Logo m üssen wir anpassen. Letzteres erstel le n wir

mit n kscape ( inkscape.org, Anleitung ab Seite 1 34).

Es kann ansonsten jedes Programm genutzt wer-

den, dass da s Vektorforma t DXF behe rrscht.

Wir können das Modul mit unseren Werten ein-

fch a m En de der Datei a ufrufen:

bottle_cl ip(name ="Roland" , logo="logo.dx');

Nach einem Druck auf F6 (und einem Schluck Kaee)

ist unser Cli p fertig gerende rt. Das Modell exportieren

wir als STLDatei, die wir in die 3DDruckSoftware

zum jeweil igen Dru cker laden können.

Fle Edit y ew Qo To o l s !t i n g

Nam / Size Dat e

i m 2 9 -0 4 1 5 6 P M

1 . B - 4 - 1 : P M

wit e . c a

b o tt l - l ip d

·· II' l o o . M

1 7 B - 4 - 1 6 5 2 M

3 B - 4 - 1 :

9 . K 2 9 - 4 - 0 6 : 5 2 M

Oben: D ie Dateien müssen i n der richtigen Struktur gespei-

che werden, damit OpenSCAD auf sie zugreifen kann.

fle dt Qe gn 'ew ! elp

„ Creaes one itace o a btle cl a•e tg uabe fo onek• botes ie fiz co e . Al paaeeae passed o the ode bolel p se e e e f o e r doc uenton,

•oe bottle lip ongek ae " vidth2 5l g "thi

r

g - oo ss rt lows dx " font te oit n df I {otte ip ameae U= , 5 ht 26 idt'dt o oo go fo ntfot ;

„ Cr@a@s onsa@ of a botl l na•e a suiabe fo 3 DIN 699 bee boes so oas Sei ubi

-�!:1a\o bu al o e aa•etlxer ar4 pass@d o h4 oe

• bot @cl ip ) , see e r f th e

r do •entaio• ECHO: "here are • L 1 letters th str inguode bottl_ip_s iie ( ae= , vidh=2 . 5 font EHO t@/o t o d x J ECHO: n•

i

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ru=l3• r=l7 . 5 ht"13 '

ECHO here are • 1 • letter th tring�

font=f t ) ; EH: 8

ECHO: d•HO -here ae •. 1 letter 1 th tring

W

mf·"

·'

'•w

� .

1tD

MM Rnderg Polygo Mes ng CGA olSet n a 40

lewport translate = [ 0 . 0 3 0 9 0 . 5 7 ], rotate = [ 56 .40 0 .00 334 . 10 d istance = 4 „_o_

Fü r andere Flaschentypen kann der Cli p mit ande-

ren Parametern angepasst werden. Dazu müssen nu r

die Werte r u (unterer Radiu s), r l (oberer Radius) und ht

(Höhe) auf die entsprechende Fl asche angepasst wer-

den. Die Dicke des Cli ps ist mit zwei Mil li metern meist

angemessen, um mit PLAFi lament noch eine leichte

Clipbarkeit zu erzeugen, kann aber je nach dem beim

Druck verwendetem Material a uch di cker oder dün-

ner gewählt werden.

Die weiteren beiden Modul e in der Datei sind ent-

sprechend für andere Flaschentypen vorgefertigt:

bottle_clip_longneck passt auf 0,33Glasflaschen, und

bottle_clip_steinie ist eine Variante, die le icht auf Bier-

flaschen nach der Norm DIN 61 99 (im Volksmund als

„Knolle" oder „Steinie" bekannt) passt. Letztere Vari-

ante ist al l erdings nur halb hoch und hat kein Logo

hierbei kommt zum Tragen, dass der Flaschenh als bei

diesen Bierflaschen nur sehr kurz ist und eine norm al

hohe Version ein ch nich t genug Platz für die Sch rift

gelassen hätte. Beide Modul e nehmen die selben Pa-

rameter (name, logo, font, width) wie die generische

Version.

Mit Aufschr iften und u ntersch ied l ichen F i la-

menten e rgeb en s i ch i nd iv idue l l e C l i p s, d ie a b er

noch weiter verziert werden können. In unserem

Hackerspace muss man meist n icht mal auf denNamen schauen, u m d ie e igen e F lasche wiederzu-

f inden.

MEHR FARBE

WAGEN

Bewährt h a t sich de r Einsatz

von Permanent-Marker,

Nagel lack und G l itzerpu lver

zur Kreation von

Ei nzelstücken . Wir freuen uns

über sachd ienl iche H inweise.

Make: 3/201 s 1 33



GEOMETRIE PROGRAMMIEREN

DXF mit Inkscape erstellen

Neue Knoten in den 9ewahlen Segmenen enfügen

1001 45

0

s

oo 55

l

'o o

ß

�

· ·� :

g

�

_

1 Knoten erzeugen

Da OpenSCAD die von n kscape erzeugten Kurven nicht

verarbeiten kann , unterteilen wir u nsere Pfde in mögl ichst

kleine Geraden. I n nkscape wählen wir im Knotenmodus

(F2) al le Knoten de r Grafik aus (z. B. per Strg+A), und fügen

dan n belie big viele Knoten dazwischen ein . Dazu jeweils

den P lusButton auf der Toolbar („Neue Knoten in den ge-

wählten Se gmenten ei nfügen") nutzen. Dies wird so oft

frtgeführt, bis al le Feinheiten genügend angenähert sind.

2 Pfade begradigen

Die Pfda bschnitte wand eln wir wieder in Gerade n u m,

indem wir al le Knoten markieren (Strg + A und die Fu nk! tion „Die gewählten Abschnitte in Linien umwandeln"

c auswählen.

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3 Papiergröße einstellen

Um das ogo auf dem l ip verwenden u können änder n

wir zunächst die Pa piergröße, setzen den Rahm en auf 50

mal 50 Mi l l imeter, damit OpenSCAD das Logo an die r ichti-

ge Stelle auf dem Clip positioniert. Dazu wird in den Doku-

menteneinstel lu ngen (Strg+D) die Seitengröße auf 50 x 50

Mil l imeter gestel lt .



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4 Logogröße einstellen

Mit F wird in den Auswahlmo dus gewechselt und das Ob-jekt markiert. Die Größenände rung findet über die Toolba rstatt: zuerst wird das Seitenverhältni s gesperrt (Schloss-Symbol) und die Maßeinheit auf „mm" eingestellt, danachkann entweder die Höhe oder die Breite je nachdem, wasgrößer ist auf 50 Mi l l imeter gesetzt werden.

5 Logo positionieren

Schl ießl ich posit ionieren wir das Logo noch einmal mitt igim Seitenrahmen. Im Dialog „Ausrichten" (Strg+Um-schalt+A) zentrieren wir das Logo horizontal und vertikalrelativ zur Seite.

6 Als DXF-Datei speichern

Das Doku ment wird in n kscape als „Desktop Cutting Plotter

(AutoCAD DXF R 4)" gespeichert (nicht „AutoCAD DXFR 2"!) . Im erscheinenden Di alogfeld wird dann als „Baseun it: mm" ausgewählt sowie die Benu tzung des LWPOLY-LI NELini entyps deaktiviert. Die DXFDatei kann nu n inOpenSCAD genutzt werden. Leide r merkt OpenSCAD nichtimmer von selbst, wenn wir di e DXFDatei nachträglich än-dern. In di esem Fa l l muss in OpenSCAD die Funktion „F lushCaches" aus dem Menü „Design" ausgewählt werden, umdie Änderungen zu übernehmen. -hch

Links und Forenmake-magazin.dxcBB

Make: 3/201 S I



Kinder bastel

TechikWenn Kinde r in der Großstadt auachsen, ist o nicht genug Platz fürein Haustier. Ich war eins von diesen Stadtkindern, und auch wenn s ichschwe r ein schätzen lässt, wie sich me ine Zeit vor dem N intendo ausgewirkt hat, ist mein Traum vom eigenen Fe ll monster leide r noch nichtRealität geworden. Beim Kinde r-Hackathon ha be ich eine coole Alternative für dieses Dil emm a gesehen: Ei n selbst gebasteltes digitalesHaustier, das zu schnu rren beginnt, sobald man es streichelt. Nebenbeihabe ich ge lernt, wie der Controll er für ein Videospiel fun ktioni ert.

von El isa beth Giesemann

Eltern und Kinder lernen

gemeinsam spielerisch,

wie Elektronik und

Programmierung

funktionie.

36 1 Make :/205



Workshop-

Leiterin Stefania

Druga möchte,

dass Kinder schon

früh gestalterisch

mit Technik in

Berührung

kommen.

Scratch ist eine grafische Programmi ersprache, die besonders

Kinder vom Goden überzeugen soll.

Stefnia Druga, die Gründerin von

HacKIDemia, hatte mich zu einem Kin-

derHackathon eingeladen. Seitdem weiß

ich, dass man immer ein Maker werden

kann, egal w ie alt man ist . Ob mit sechs,

wenn man gerade erst die Schule begon-

nen hat und sein eigenes Haustier basteln

möchte, ob als Vater von zwei Jungs,denen man einen Controll er für ih r selbst-

programmiertes Videospiel basteln

möchte, oder mit 26, wen n man dank der

Hilfe eines 1 4jährig en versteht, wi e so ei n

Arduino funktioniert.

HacKIDem ia ist ein ju nges Projekt, das

Kindern und Jugendl ichen durch Hands-

nWorkshops das spieler ische Er lernen

von Techni k vermittelt. Durch Basteln u nd

Hacking lernen d ie K inder d ie grund-

legende n Funktionen von Elektronik und

können s ie so für ihre weitere Bi ldung

und ih ren Spaß nutzen.

Der KinderHackathon in diesem Früh-

l ing wurde in Zusammenarbeit mit der In i-

tiative „Junge Tüfler" organisiert und rich-

tete sich an Kinder zwischen sechs und

zwölf Jahren. In den Räumlichkeiten der

Kreuzberger Kreativagentur IXDS halfen

1 5 F re iwi l l ige den 34 K indern und ihren

Eltern, eigene klein e Gadgets zu basteln.

Der Ansatz des Hacking oder Making

mit einfcher Elektronik wurde a n sechs

Stationen mit unterschiedlichen Schwie-

rigkeitsgraden du rchgeführt. Ein Fokus auf

Kinder, die gerade eingeschult wurden,

war den Organisatorinnen hier besonderswichtig. Sie wollten den Kindern einen Ort

des spielerischen Lernens schaen, um die

natürl iche Neugierde aufrechtzuerhalten.

Die Kinder spielten mit bu ntem, leiten-

dem Teig, Origami und F i lzmateria l , um

di e Grundzüge des Stromflusses zu verste-

hen. Verschiedenfrbig auf leuchtende

LEDs halfen, den Unterschied zwischen

Reihen und Paral le lschal tung zu verste-

hen. Beim digitalen Haustier und dem Filz-

monster konnten die jungen Hacker ver-

stehen, was passiert, wenn ein ofener

Stromkreis geschlossen wird. Während d ie

LED eines Fi lzmon sters aufleuchtet, wenn

dessen Arm oder Rüssel den Stromkreis

schl ießt, wird das digitale Haustier zum

Leben erweckt, sobald man es streichelt:

Die Augen leuchten auf und es beginnt zu

schnu rren, da ein Lichtsensor mit dem Ar-

dui no in I nneren des Papierhaustieres ver-

bunde n ist (Anleit ung auf Seite 1 40).

Ausgetrickst: Die ä lterenHacker lernen auch

Für die etwas fortgeschrittenen jungen

Tüft ler bot das Programm „Scratch" eineMögl ichkeit , d ie ersten Grundschr i tte

des Programmierens zu er lernen. Durch

Make: /205 1 37



REPORTAGE

Vigo ist mit 14 schon Mentor beim Hackathon und

zeigt Kindern, wie man Scratch bedi ent.

einen s implen DragandDropMechanis -

mus e inze lner Funkt ionen, d ie man wie

d ig i ta le Bauk lötze au fe inande r a ufbaut ,

lässt s ich eine Figu r eines Videospiels und

dessen Umgebung steuern.

Der 1 4jähr ige Vigo war a ls e iner der

TeenMentoren auf dem Hackathon m it

für diese Station verantwort l ich. Zuvor

war er e in paar Mal be im Coder Dojo,

e iner anderen Veransta l tungsre ihe, d ie

K indern und jungen Erwachsenen das

Programmieren be ibr ingen wi l l . Laut

eigen er Aussage war es für i hn selbstver-

ständ l ich , be im Hackathon a ls Mentor

te i lzunehmen. Vigo kann s ich an ke ine

Z e i t i n s e inem Leb en e r innern , i n der e r

1 3 1 Make : 3/205

Die Mentoren bei

der Vorbereitung

des Kinder-

Hackathons

Am besten lernt man, wenn man sich sp ielerisch

und i m eigenen Tempo Wissen aneignet.

nicht vom „Making" wusste. Außerdem

berichtet er, die Beschäftigung mit den

anderen K indern an dem Programm habe

ihn gedu ld iger werden lassen, und er

habe gelernt, dass andere Kinder ein an-

deres Tempo ha ben al s er selbst .

„Scratch" kann außerdem mit Makey

Makey gesteuert werden, das als Key-

boardHack e ine Umgehung der Compu-

tertastatur ermögl icht . Durch e inen

USBE ingang kann das Board somit sämt-

l iche le itfähige Gegenstände, wie zum

Beisp ie l Früchte, A lumin iumfo l ie und

auc h den eigenen Körper, mit dem Com-

puter verbinden und zu einem Control ler

machen.

Chaos und Action:Kinder lernen in ihrer

eigenen Geschwindigkeit

Als eine der beiden Verantwort l ichen für

diese Station war ich ni cht schlecht beein-

druckt von der Selbstverständlichkeit, mit

der die Kids mit dem Ma key Makey umg in-

gen. Sie zeichneten ihre eigenen Control-

ler mit leitendem Bleistift oder bastelten

sie aus Al ufol ie, sodass s ie ihre Zeichnun-

gen mit Sounds untermalen konnten.

Nach einer Wei le kam einer der Väter

auf mich zu. Er hatte gemeinsam mit sei-

nen Söhnen e in s imples JumpandRun-

Spiel entwickelt , bei dem ein Kater über



ein H indern is (e ine Bombe) spr ingen

muss . S ie wol l ten das Sp ie l noch e inen

Tick real ist ischer machen und so befes-

tigten wir Alufolie auf dem Boden. Nach

einem kurzen Moment des Ausprobie-

rens von untersch ied l ichen Lösungen

half uns Vigo, sodass die wir die Sprüng e

im Sp ie l durch Sprünge au f der A lufo l ie

steuern konnten. Gemeinsam mit einem

Team a us Kindern, Teenagern u nd Eltern

hatten wir uns selbst eine s imple, aber

funkt iona le Wi i gebaut . Mach d ich ge-

fsst, Nintendo!

Ein p aar Tage zuvor wurde un s Mento-

ren die Idee der KinderHackathon s erklärt.

Während die Kinder die Grundzüge der

Elektronik lernen, sind auch d ie Eltern ein-

gela den mitzubasteln und zu helfen sowie

ihr Verständnis von Technik zu hinter-

fragen u nd zu erneuern. Dadu rch lernenauch die Eltern mehr über die Geräte, die

sie tagtägli ch benutzen und können somit

selbstbestimmter mit ihnen umgehen.

Die ofene Organisat ion der Kinder-

Hackathons hi lft den Kinder n dabei, meh-

rere der angebotenen Aktivitäten zu

kombinieren und unterschiedl iche Fähig-

keiten zu en twickeln . Vigos Mutter Tracy

war auch als Mentorin auf dem Hack-

athon und bemerkte: „Es ist ofensicht-

l ich, dass die Kinder bei einem solchen

Event mehr lernen a ls die b loßen techni-

schen Fähigkeiten, vor al lem wenn die

Kinder sich gegenseitig helfen. Das ist in-

teressant, weil sie sich besser verstehen

und viel le icht auch noch daran erin nern,

wie ihnen das Lernen schwerfie l . Es ist

langwei l ig, wenn Kindern immer gesagt

wird, was sie zu tun haben, und der An-

satz zu lerne n, währ end m an sel bst etwas

erklärt, ist seh r ermutig end." Tracy hat die

Atmosphäre auf dem Hackathon genos-

sen. „Die Kinde r konnten von einer Stati-

on zur nächsten gehen, es gab eine

Menge Chaos , aber auch r icht ig v ie l

Action. Ich war auch se hr stolz auf meinen

Sohn, als ich ihn von der anderen Seitedes Raumes dabei beobachtet habe, wie

er sein Ding d urchzieht." Die stolzen Bast-

ler und Erfinder konnten dann di e Ergeb-

nisse ihrer Bastelage an d er StopMotion-

Station f i lmen, einige der Videos s ind wit-

zig genug für einen kleinen Hit auf You-

Tube (s iehe Link auf S. 1 40).

Ein Hack-Kit fürjedes Schulkind

Der Hackathon war ein Erfolg, aber es

kann noch v ie l getan werden. Während

HacKIDemia auf der Idee basiert, dass

K inder am besten durch Sp ie len lernen

können, i st das neue Z ie l , mehr K inder

von dem Konzept profit ieren zu lassen.

Die Veranstaltung war sehr international ,

vie le der Kinder, die daran tei lgenomm en

haben, wachsen zweisprachig auf und

waren vorher schon mal a uf einem Hack-

athon. Daher hat es s ich HacK IDemia

jetzt besonders zur Aufgabe gemacht,

mehr Kinder zu erreichen un d den Ansatz

von interaktivem, „handson" Lernen in

den ersten Jahren der Schulzeit in u nter-

sch ied l iche Schu len zu br ingen, sodass

auch Kinder mit anderen sozialen Hi nter-

gründe n profit ieren können.

Dafür hat Stefania Druga a ls Tei l e ines

Programms für Schulen ein MakerKit

entworfen. Das Set enthält einen Ardui no

und ein MakeyMakeyBoard, zehn Sen-

soren, unterschiedl iche le itende Materia-l ien sowie über dreißig Anleitungen für

Sp ie le und Exper imente . Für 1 50 Euro

können Schu len es on l i ne (s iehe L ink am

Ende des Art ikels) vorbestel len. E ltern

können der Schu le i hres K indes e in Set

kaufen oder einen Workshop vor-

schlagen. I n den nächsten Monaten wird

HacKIDemia die ersten Events in Pi lot-

schulen veranstalten und außerdem auf

der Maker Faire in Ber l in vertreten sein,

sodass mehr Stadtkinder i hr eigenes digi-

ta les Haust ier bauen können und ver-

stehen, wie ihr Videospiel fun ktioniert.

Mit den Eahrungen a us dem Workshop will

HacKIDemia ein Maker-Kit für Schulen anbieten.

Beim Kinder-Hackathon konnte man digitale

Haustiere (aus Papier und Arduino) und elek

tronische Filzmonster basteln.

HACKIDEMIA

Gründerin Stef n ia Druga lebt in Berli n,

aber ist mit HacKI Demia weltweit aufden unterschiedl ichsten MakerVeran-

staltu ngen vertreten. 201 4 reiste sie

mit dem Projekt Afrimakers du rch

ac ht afrikan ische Länder, um in tei l s

etabl ierten, tei ls im provisierten Hack-

labs de n junge n Projektpartnern zu

helfen, ihre eigenen Hardwarelösun-

gen fü spezifische P robleme zu fin-

den. In Deutschland hat s ie ähnl iche

KinderHackathons mi t der Open Tech

School und der Metropolitan School

organisiert.

Make: /205 1 39



. . . . . . . . . . .

1 40 1 Make: 3/2 0 5

1 Papiermodellausschneiden

Das Papierm odell (Down-

load als PDF siehe Li nk) auf

zwei A4Seiten ausdrucken

und ausschneiden, danach

nach Wunsch bemalen unddekorieren. Dort, wo später

die LEDs in die Augen kom-

men, zwei kleine Löcher

schneiden. An den Kanten

lten und beide Teil e zu-

sammenkleben.

2 Schaltung aufbauen,Arduino programmieren

Um ohne Löten au szukommen,

kann man zwei Jum perkabel in

der Mitte du rchschneide n, ab-

isol ieren und um die Beinchen

der LEDs wickeln.

Den Ardui noSketch, der dafür

sorgt, dass das digita le Haustie r

dank des Lichtsensors bemerkt,

wenn man s ich ihm nähert, gibt

es ebenfl ls u nter dem Down-loadLink.

3 LED-Augen einbauen

Kurzinfo

Zeitaufwand:1 bi s 2 Stun den

Kosten:

rund 40 Eu ro

Programmieren:Arduino

Basteln:Papiermodell aus-schneiden und kleben

Schwierigkeitsgrad

! 1

le icht schwer

Material» Arduino (z. B . Uno)

» Steckplatinemit Verbindu ngskabeln

» zwei LEDs mitVorwiderständen(220 )

» Mini-Lautsprecher

» Fotowiderstandmit Widerstand(1 00 kQ)

» Papier, Schere, Klebstof, Klebeband

Die LEDs von innen d urch die Augenlöcher stecken und mit

einem Streifen Klebeband befestigen. Dazu kan n man auch di e

Beinchen im rechten Winkel u mbiegen. Fert ig ist das digitale

Haustier. -phs

SCHRITT FÜR SCHRITTDie ausführl iche Bastelanleitung mi t al len Schritten

inklus ive dem Papiermodel l zum Heru nterladen und

Ausdruc ken find en Sie a uf der MakeWebseite unter

flgendem Link:

Links und Foren

make-magazin.de/x8y



Make: 3/2015



BÜROMATERIAL

Bürowerkzeug

selbst gemachtVom Saturn bis zur Computerspielfigur - mehrSpaß im B üro gibt es mit diesen selbst gebogenenPapierklammern.

von He lga Hansen

1 42 1 Make: 3/2 0 5

Kurzinfo

Zeitaufwand:

1 5 Minuten

Kosten:

2 Euro

Entwerfen:

Form zeichnen

Schwierigkeitsgrad

E J

leicht schwer

Material

» Kupfer-oder Si lberdrahtab 0,8 Mil l imeter Durchmesser



1Deine Büroklammer

Wir freuen uns über Bi ld er:

[email protected]

1 Design entwerfen

Zunä chst malen wir die U mrisse auf Papier. Am besten

eigne n sich geschlossene Motive, die wir am oberen Ende

auftrennen dort setzen wir die Klammer ein, die hinter das

Papier geklem mt wird. Sie sollte in der Mitte des Motivs sein.

Für das Abschätzen der Größe kann man ein e normale

Büroklammer daneben legen.

2 Ausmessen

Mit einem Geodreieck oder Lineal messen wir die U mrisse

grob aus und add ieren sie. Zum Wert noch circa zwei

Zentimeter Spiel rechnen und d ann den Draht abschneiden.' Wer mag, kann die Schnittkanten abschmi rgel n. Kupferdraht

ist sehr weich und l ässt sich einch biegen. Zu of gebogen

wirkt er jedoch kn ubbel ig. Der Si lberd raht ist fester.

3 BiegenZum Biegen eignet sich eine Rundzange aus der Schmu ck-

oder El ektronikabtei lung. Das D rahtmotiv vergleichen wir

nach jedem Schritt noch einmal mit der Zeichn ung, damit

Fehler gl eich korrigiert werden könne n. Sitzt die Klamme r zu

lose auf dem Papi er, klappen wir sie na ch vorne, wenn es das

Motiv erlaubt.

Auch bereits fertige Büro-

klammern lassen sich zu neuen

Motiven umbiegen. Mit nur

einem Knick an der l angen Seitewird aus diesen Klammern mit

runden Bögen ein Herz.

Make: /205 1 43



ELEKTROCHEMIE

Es fmkt zwischenFrüchtetee und Sonnenlicht

Solarzel len m üssen nicht aus teuren und schwer herstel lbarenSi l izium-Ha lbleitern bestehen. Die sogenannte Grätzelzel le kannman mit Früchtetee, Bleistift und Lugolscher Lösung herstel le n.Wir haben Mac Gyver gespielt und uns mit Hau smitteln unsereeigenen Solarzel len zusammen gebaut.

von Elke Schick

44 1 Make: 3/2015

Kurzinfo

Zeitaufwand:

eine Stunde

Kosten:

zwischen S Euro für 3 Zelle nund 50 Euro für 6 Zel len

Schwierigkeitsgradr J

le icht schwer

Material»TCO-Glas oder Kosmetikspiegel

»Titandioxid (als Lösung oderPigment)

» reiner Alkohol (95 %, optional)

» Gasbrenner

» Spatel zum Aurag d er Paste

» Früchtetee oder rote Früchte

» Lugolsche Lösung

» Bleistift (28)»Tesafilm zum Abkleben

und F ixieren



M ichael Grätzel beschäftigt s ich bereitssein ganzes Forscherleben mit der

Photosynthese. In den Achtzigerjah ren be-gann er mit der Entwick lung e iner So lar-zel le, di e wie die Photosynthese mit einfa-chen Farbstoffen statt mit teuren Halb-leitern arbeitet. Im Jahr 1 992 meldete er die

Farbstofsolarzel l e zum Patent an. Die Grät-ze lze l le , wie s ie inzwischen genan nt wird ,wird seit ungefähr fünf Jahren auch indus-tr ie l l produziert .

Die ersten Produkte, die mit Grätzelzel-len versehen s ind, s ind ei n Rucksack, der dieEnerg ie zum Auf laden von Smartphonesproduziert, und Tastaturen, die keine exter-ne Stromquel le mehr benötigen. Man kannauch fert ige Grätzelzel len kaufen u nd d iesefür e igene Anwendungen e insetzen. DieFarbstofsolarzel len können i m Unterschiedzu den Si l iz i umsola rzel len mit flexib lem Ma-teria l un d sogar kompl ett durchsichtig her-geste l l t werden. Daher kann man mit ihnenProdukte wie stromspendende Fenster undWände entwickeln. Darüber hinaus a rbeitendie Grätze lze l len be i schräg e infa l lendemund di fusem Licht, a lso bei Bewölkung undin In nenräumen, efiz ienter a ls S i l i z iumzel-len. Zurzeit gibt es verschiedene Unterneh-men, die Gla sfssade n mit Far bstofsola rzel-len un d flexible Grätzelzel le n herstel len.

Grätzelzel len bestehen aus mehrerenSchichten, deren chemische Reaktion mitei-nander freie Ladungsträger erzeugt. Ganzaußen befinden s ich zwei Glas oder Plast ik-

träger, die auf einer Seite ele ktrisch leitfhi gsind. Auf den einen Träger wird auf dieseSeite ein Mineral aufgetragen, das man alsHalb leiter verwenden kann. In den Selbst-bauzel le n ist das Titandi oxid (Ti) beiindustr ie l l gefert igten Zel len kommenPerowskite zum E insatz. Das Titand ioxid wirdaufgetragen und gesintert, das heißt, beihoher Hitze eingebrannt. Das Sintern dientdazu, di e Oberfläche de s Ti aufzubrechenund so nanokristal l in werden zu lassen sokann es mehr Molekül e der folgenden Farb-stoschicht a ufnehmen.

Q"

e:Q

Q0

ö.

Q"

e:Q

QcQ

Q\

Glas

Titandioxid

Farbstof

Elektrolyt

Glas

TCO-Schichtl

Graphit

TTCO-Schicht

Dieser Farbstof stammt i n unserem Fal laus Hibiskusbl ütentee man kann aber, wieoben geschi ldert, auch andere und sogardurchsichtige Farbstofe verwenden. Derfert ige Träger heißt Ph otoelektrode und bi l-det die Anode der Solarzel le . Der zweiteTräger wird auf der elektr isch leitfähigen

Seite mit Graphit oder Plat in beschichtet auch s ie dient al s Halb leiter. Er wird Gegen-elektrode genannt und bi ldet die Kathode.Bevor beide Träger au feina nder gesetzt wer-den, bringt man noch eine Schicht Elektrolytzwischen dem Graphit und dem Farbstofauf. Elektrolyte sind Materialien, die beweg-l iche Ionen entha lten und daher e lektri schleitfähig s ind. Wir verwenden hierfür eineIodKal iumiodidLösung namens „LugolscheLösung".

Wie Strom aus Licht entsteht

Sonne nlic ht ist, wie jegliches Lic ht, ein Stromvon Energiepaketen, die sich mit Lichtge-schwindigkeit bewegen. Diese Energiepake-te werden Quanten oder Photonen gena nnt.Trift Licht auf Materie, so kann es Energie inForm von Photonen übertragen. Absorbiertein Festkörper ein Photon, so kann es auseinem seiner Atome ein Elektron heraus-lösen. Das ist dadurch mögl ich, dass die El ek-tronen auf best immten Bahnen um denAtomkern kreisen. Photonen versetzen dieElektronen in einen erhöhten Energie-zustand, sodass die Elektronen auf weiter

vom Atomkern entfernte Bahnen springen.Sie vol lz iehen also einen sogenannten Quan-tensprung und können s ich dabei auch vomAtomkern lösen. Die Energie des Photons

2 h*v

Glas

+ 2e j Anode (Sn0)

f Il

T1ta

i�xid

t· Farbsto2 Fa* (Anthocyane)

rr

·1i "·,�,2e Graphit

Kathode (SnO,)

G las

Die häufigste Umschreib ung der Schichten in der Der Stromfluss in der Grätzelzelle

Grätzelzelle lautet: wie in einem Sandwich.

muss dabei so groß sein wie die Bindungs-energie des Elektrons. Dieser sogenanntephotoel ektrische Efekt tritt nur bei bestim m-ten Kombinationen von Licht und Materieauf.

In unserem Fa l l s ind d iese Kombinationdie Farbstofmoleküle (Fa) und das Sonnen-

licht. Trift es auf den Farbstof, so löst esElektronen aus ihm heraus. Die herausgelös-ten Elektronen treten in die Titandioxid-Schicht über. Jetzt sind die Farbstofmoleküleposit iv geladen (Fa*) . Die negativ geladenen,beweglichen IodidIonen ( ) aus dem Elek-trolyt geben je ein Elektron an s ie ab aus2 wird 3 . Daher b le iben d ie nun f re ienFarbstofElektronen auf dem Titandioxidund gehen nicht zurück zum Farbstof.Schließt man jetzt einen Verbraucher an, sowerden die freien Elektronen ü ber das Trä-germaterial oder die Anode an ihn abgege-ben. Über den Verbraucher gelangen dieElektronen zur Kathode und von do rt in dieGraphitschicht. Auch Graphit ist ein Ha lb lei-ter und leitet die Elektronen daher in dasElektrolyt, wo aus 3 wieder 2 wird. Damitist der Stromkreisla uf komplett.

Und wie geht's?

Wil l man eine Grätzelzel le selber bauen, sofindet man eine Vielzahl von Anleitungen,die s ich vor al lem darin u nterscheiden, wiepraktikabel s ie zu Hause am Küchentischsind. Von der Aussage, die Photoelektroden

müssten zwingend in einem Ofen gesintertwerden, und der Verwendung von speziel lbesch ichtetem Glas b is h in zu Ze l len ausSp iege lstücken und so lchen, be i dene n aufda s Sintern verzichtet wird, gibt es al l es. Wirhaben u ns angeschaut, wie groß der Unter-schied zwischen teuren Zel len mit Spezial-materia l ien und günstigen Zel len aus Haus-haltsmitteln ist.

Dafür haben wir unsere Zellen nach ver-schiedenen Methoden hergestel lt . F ür einenTei l der Zel len haben wir Bausätze verwen-det: Sie enthalten speziel le Glasträger ausTCOGlas. TCO steht hierbei für „transparentconductive oxide" eine der Seiten des Glas-plättchens ist also mit ein em l eitfhige n Oxidbeschichtet. Diese Oxidschicht absorbiert di eelektromagnetischen Wel len des Lichts innur se hr geringem Ma ße, sodass der photo-elektrische Efekt im Inneren der Zelle mög-l ichst nicht beeinträchtigt wird. TCOGlaswird in a l len hande lsüb l ichen So larze l lenund in F lachbi ldschirmen eingesetzt. Zwölfdieser Glasplättchen kosten zwischen 1 2 und1 7,50 Euro. Alternativ haben wir k leine Kos-metikspiegel a ls Träger verwendet. DerenRückseite ist mit einem Metal l beschichtet

und daher auch ele ktrisch leitfhi g.Die teureren TCOGlasSets enthalten

Plättchen mit einer bereits aufgetragenen

Make: 3/20 1 45



KT

R

O HEM I

�

�

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Leistungen der verschiedenen Zellen (hinter Glas)

frtig TiOPst bi Bwölkung mVbi Sonn 43,6 mV

frtig TiOPst bi Bwölkung 9 mV

bi Sonn mVDIY-TiOPst bi Bwölkung mVbi Sonn 40,7 mV

Spigl mit frtigr Ti-Pst bi Bwölkung 0, mVbi Sonn v

frtig TiOPst bi Bwölkung 300 mV

bi Sonn 4 mVDJY-TiOPst bi Bwölkung 0,4 mV

bi Sonn 8, mVSpigl mit frtigr Ti-Pst bi Bwölkung 0,3 mV

bi Sonn 0,3 mV

bi Bwölkung 273 mVbi Sonn

TiOSchicht. Wir habe n sowohl solche Pl ätt-chen ei ngesetzt a ls auc h sel bst Titandioxidaufgetragen . Dafür haben wir entweder einevorgefertigte TiOLösung verwendet oders ie selbst hergestel lt . 100 Gramm der fert i-gen Paste kosten knapp 1 0 Euro, während1 00 Gramm des Pig ments bereits für 3,50Euro erhält l ich s ind.

Entsprechend der unterschiedl ichen An-le i tungen haben wir d ie Sch icht ansch l ie

Obe n: ein e abgespülte Grätzelzelle mit selbst

hergestellter Paste

46 1 Make :3/205

362 mV

ßend auf e inem Tei l der Träger mit e i nemGasbrenner gesintert, i n einem Töpferofenbrennen oder gar trocknen lassen. Das Sin-tern im Töpferofen hat eine lokale Töpfer-werkstatt für uns durc hgeführt es ist rela-t iv teuer und lohnt s ich somit erst ab einergroßen Anzah l von Ze l len . D ie G lasp lätt -chen müssen näml ich in e inem e igenenOfen gebrannt werden, da die für das Sin-tern n otwendige Temperatur bei 450° C l ie

Färbeergebnisse auf den verschiedenen Pasten,

von oben nach unten: vorgefeigte Ti02-Schicht;feige Paste, selbst gesinte; DIV-Paste, selbst

gesinte und fertige Paste getrocknet

gen so l l te e ine Temperatur , d ie unter derübl ichen Betr iebstemperatur von Töpfer-öfen l iegt . Wir haben für einen Brand 30Euro bezahlt . E inen Gasbrenner erhält manbereits ab drei E uro.

D ie rest l ichen Zutaten s ind unabhä ng igdavon, ob man e inen Bausatz kauft oder

n icht , immer gün st ig . Den Farbstoff kan nman a us roten Früchten wie Johann isbee-ren, Himbeeren oder Früchtetee gewinnen .D ie Grap h i t s ch icht t räg t man m i t e inemweichen B le is t i f t auf und das E lektro lytkann e ine IodKa l iumiod idLösung aus derApotheke sein.

Teurer ist besser

Die Unterschiede zwischen den verschiede-nen Pasten und Brennmethoden s ind sehrgroß. Die sel bst hergestellte Paste ist wesent-l ich grobkörniger a ls das fert ige Produkt un dl iefert bei jeder Fo rm der Fix ierung schlech-tere Ergebnisse. Obwohl d ie getrockneteTioPaste in einer der Anleitungen, die wirzugrunde gelegt haben, scheinbar funktio-niert hat, müssen wir davon abraten. Mankann sie wesentlich schlechter einfrben alsdie gebra nnten Aufträge, und die getrockne-te, selbst angemischte Paste löst sich beimAuftrag des Farbstofes sogar komplett wie-der ab.

D ie über dem Ga sbrenner se lbst ges in-terten Träger färben s ich im Farbstoffbadschön du nkel . Mit Werten zwischen 3 1 ,4 mV

für die Photoelektrode mit der fert igenPaste und 23 mV für d ie m it der fert igenPaste luftgetrocknete l iegen wir noch ander unteren Skala . berraschenderweise istnicht die G rätzelzel le mit der bereits vorbe-schichteten Photoelektrode die le istungs-stärkste. S ie l iegt mit 0,2 V knapp hinter derZe l le mit der im Ofen gebrannten Photo-elektrode mit der vorgefertigten Paste, die0,2 5 V l iefert.

Erstaun l icherweise färben s ich d ie imOfen gebrannten Titandioxidschichtennicht so deut l ich ein, wie die selbst gesin-terten. Im Fa l le der se lbst gemischten TiOPaste s ind die Ergebnisse mit 2 mV sogarsch lechter a ls d ie a l le r se lbst ges intertenTräger. Es kann die Leistung einer Grätzel-ze l le zwar schon en orm verbessern , wennman s ie im Ofen brennt , das Ergebnis i s taber ganz deut l ich auch von der Qua l i tätder Paste abhäng ig .

Unsere mit Sp iege ln a ls Träger herge-ste l l ten Ze l len waren n icht messbar ihreWerte lage n beim Anlegen der Messspitzenimmer recht hoch, sanken dan n aber i nner-hal b von Sekunde n auf 0 V ab und bl iebendort . Keine unserer Grätzelzel len l ieferte

e inze ln messbare Ampere . Fü r das Betre i -ben e iner k le inen Dig i ta luhr braucht manetwa zehn in Reih e geschaltete Zel le n.



1 Spiegel lösen

Benutzt man Kosmetikspiegel al s Träger, so muss man siemeistens aus eine m Rahme n lösen. Das geht am besten, wennman die Außenseite mit einem Fön erhitzt und den Spiegeldanach vors ichtig mit einem Cutter heraushebelt . Wichtig ist

hierbei : n icht zu ung eduldig sein und lange erhitzen. DerKlebstof, der den Sp iege l fixiert, ist gerne stärker als d as Gla s,wenn er nicht wirkl ich heiß gemacht wurde. Für den Bau einerGrätzelzel le braucht man zwei solcher Spiegel . E i nen alsPhotoelektrode (Anode) und ei nen als Gegenel ektrode(Kathode)

2 Spiegel vorbereiten

Die Spiegel s ind meist mit einer deckenden Lackschicht auf derRückseite lackiert. Die muss ma n i n jedem Fal l entfernen, um dieBeschichtung a us Metal l freizulegen. Das geht mit Acetonbeziehung sweise Nage llackentferner. Danach mu ss man beieinem der beiden Spiegel die Metallbeschichtung noch zum Teilabreiben. Dafür braucht man zuerst ein wenig Geduld sobalds ich die Schicht aber zu lösen beginnt, muss man Vors ichtwalten la ssen. Meist löst sie sich mittig vollstän dig ab. Das istnotwendig, um Licht durchzulassen. Um den Übergang derElektronen auf die Anode aber zu gewährl eisten, muss die

TitandioxidSchicht später noch Kontakt zur Metall beschichtun ghaben können. Nach de m Ablösen sol lte man das Spiegelstückmit Alkohol grün dl ich säubern.

3 Anode: Titandioxid auftragen

Vor dem Auftrag der Paste muss ma n eine Quer und beideLängsseiten mit Klebeband a bkleben. An der Querseite hältman so einen Streifen für den Kontakt der E lektrode frei.An den Längsseiten die nen di e Klebestreifen al s Tropfschutz.Die Tiand ioxidpase läss man vorsichig auf den Träger ropfenund zieht sie dann mit einem Träger von der gleichen Größeglatt . Die Beschichtung muss g leichmäßig und le icht durch-s ichtig sein. Wenn die Vertei lung d er Paste nicht gut gel ingt,kann ma n sie mit Alkohol wieder abl ösen und von vornebegin nen. Stel lt man di e Paste selbst her, so muss manTitandioxid in einem Mörser mit mögl ichst reinem Alkohol(95 %) vermischen. D ie selbst gemachte Paste ist wesentlichgrobkörnige r als das fertige Produ kt.

Make: 3/201 5 l 1 4 7



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4 Sintern mit dem Gasbrenner

Wil l man die Träger mit dem Gasbrenner s intern, so benötigt

man neben dem Brenner noch ein Drahtnetz und eine Zange.

Dann hält man das Drahtnetz mit dem Glasplättchen über

beziehung sweise in die Fl amm e. Das Titandi oxid verfärbt sich

in der Hitze zuerst gelb-bräunl ich und wird nach circa dreiMin uten wieder weiß. Sobald da s geschieht, ist das Sintern

abgeschlossen . Brennt m an di e Träger i n einem Töpferofen, so

sollten sie bei 450°C zwanzig Mi nuten lang gebran nt werden.

5 Photoelektrode färben

Die Photoelektroden (Anoden) werden in ein er kleinen Schal e

mit Fruc htsaft ode r Früchtetee gerbt. Dabei variieren d ie

Zeitangaben für die Färbu ng i n verschiedenen Anleitungen

zwischen zwei und fünfzehn Mi nuten. Wir haben unsere

beschichteten Träger zehn M in uten in starkem Hi biskustee

(5 g auf 1 00 ml Wasser) eingefrbt. Nach dem Färben muss

man die überschüssige Farbe ausspülen. Auch das haben wir

vorsichtshalber in einem Schälchen un d nicht u nter f l ießend

Wasser gemacht. Nach dem Ausspülen sol lten die Träger auf

einem Papiertuch trocknen. Auf der Rückseite kann man das

nicht eingefrbte Ende mit einem Minu szeichen ma rkieren.

6 Gegenelektrode färben

Während di e gefrbte Photoelektrode trocknet, kan n ma n die

Gegenelektrode einfrben. Dazu bra ucht man, wenn man mit

TCO-Glaspl ättchen arbeitet, einen weichen Bleistif. Mit d iesem

Bleistif schrafiert man die elektrisch leitfhige Seite gründ lich

und lässt wie auch bei de r Photoelektrode einen Streifen frei.

Verwendet man Spieg el, ist die Gegenel ektrode dan n schon

fertig, wenn ma n die Lackschicht auf der Metall beschichtun g

(siehe Schritt 1 ) entfernt hat. Den nicht ein gefrbten Streifen

kann man auf der Rückseite mit einem Pluszeichen markieren.



7 Zusammensetzen

Wenn die Ph otoelektroden getrocknet sind, kann man sie mit

den Gegenelektroden zu einer Grätzelzelle zusammensetzen.

Die Plä ttchen oder Spiegelscheibe n setzt man so aufeinand er,

dass di e nicht e ingefrbten Streifen jeweils frei l iegen (siehe

Bild ). Jetzt verbindet man die b eiden Träger du rch festeKlemmen wie zum Beispiel F oldback-Klammern oder mit

Tesafi lm. Bei Letzterem muss m an da rauf achten , das Klebeband

mögl ichst nicht auf der klebenden Seite anzufssen, da so

entstehende Fettflecken den Lichteinfll behindern können.

8 leitfähig machen

Zul etzt gibt man auf eines der beiden ü berstehenden Enden

di rekt dort, wo beide Träger aufeinander l iegen, mit ein er

Pipette einen Tropfen des El ektrolyts. Es lo hnt sich, vorher

schon ein Mu lt imeter anzuschl ießen, damit man sehen kann,

wie durch diesen Schritt die Spannung ansteigt. Die Spannu ng

sollte a uf einen Bereich zwischen 200 u nd 400 mV ansteigen.

Eine sel bst gebaute Grätzelzell e, die 300 mV erzeugt, ist bereits

ein sehr gutes Ergebnis.

Make: 3/201 s 1 49



INTERVIEW

,,Man hat uns schon

oft totgesagt."Im Jahr 2010, als Professor Michael Grätzel den reno mmierten Mil l enn iumTechnology Preis gewann, entstanden viele Interviews, in de nen er über dietechnischen Mög lich keiten seiner Erfind ung s prach Wir haben nachgefragt,wie es um deren U msetzung steht und wie die Grätzelzell e zu einem sobelie bten Selbstbau-Produ k geworden ist.

I nterview von El ke Schi ck

50 1 Make :3/2



Make: Es gibt verschiedene Anbieter, die

Grätzelzellen-Selbstbau-Kits r den Unter

richt anbieten. Hatten Sie von Anfang an ge

plant, Ihre Erfindung auch für die Wissens

vermittlung einzusetzen?

Michael Grätzel: Ich hatte in den Neunzi-

gerjahren zwei Doktoranden, Herrn Greg

Smestad aus den USA und Andreas Kai

mit ihnen habe ich angefngen, natür l iche

Farbstofe für d ie He rstell ung der Sola rzel-

len zu verwenden. Vorher hatten wir unsere

eigenen Synthesen gemacht

und Farbstofe entwickelt. Und

dann haben wir gemerkt, dass

es mit e inigen Naturrbstofen

verblüend gut ging. Vor al l em

mit den Betainen und Antho-

cyanen das sind d ie Far bstoe,

die in Erdbeeren, Blaubeeren,Him beeren und Hib iskustee ent-

halten sind. Und dann ha ben wir

gesehen, dass man daraus Zel len selber

bauen und doch eine beträcht l iche Leis-

tung herausbekommen kann. Danach kam

die Idee a uf, das a ls Baukasten für Lehrzwe-

cke anzubieten. Herr Smestad hat in den

USA ein Unternehmen, über das man sol-

che Kits beziehen kann und es hat auch in

Europa eine Reihe von Unternehmen gege-

ben, die das a ufgegrien haben.

Make: 2070, nachdem Sie den Millennium

Preis gewonnen hatten, haben Sie in Inter

views von der Entwicklung von stromspen

denden Wänden und Fenste mit Grätzel

zellen gesprochen. Gibt es solche Prdukte in

der Zwischenzeit?

Grätzel:Ja, die Glasssa den gi bt es bereits.

Eine erste Großanwendung ist hier in Lau-

sanne das neue SwissTechKongresszen-

trum. Dort besteht die Westssade au s un-

seren F arbstofsolarzelle n. Auf der Expo in

Mai land wird ein österreichisches Unter-

nehmen den Pavil lon des Landes mit Farb-

stosolarzellen bestücken. Die haben Tau-

sende von Quadratmetern produziert und

auf Jah re hin schon verkauft. Das sin d wun-

derschö ne Produkte. Am Genfer Fl ughafen

und im Grazer Projekt „Smart City" werden

sie auch eingesetzt. Dort entsteht ein Glas-

turm mit 9000 Quadratmetern Fläche .

Make: Es ist aber noch nicht so, dass ich sol

che emente einsetzen könnte, wenn ich mir

privat ein Haus baue, oder?

Grätzel: Doch, doch, es gibt ja verschiedene

Anbieter weltweit, die Hunderttausende

Quadratmeter produzieren. Wenn Sie sol-

che Firmen a nrufen u nd sagen, Sie möchten

zwei Quadratmeter haben, ist das unge-

wöhnlich, aber es geht. Ich werde selber in

meinen Wintergarten solche Paneele hin-

stellen, um damit mein Elektroauto aufzu-

laden. Es gibt auch noch die flexiblen An-

wendungen eine Firma in Wales hat einen

Rucksack entwickelt un d eine Hül le für das

pad sowie selbst aufladende Tastaturen.

Diese Produkte sind keine Konkurrenz zu

den Sil iziumSolarzellen, es sind neue Märke.

Der Engpass ist nicht der Markt, sonder n die

Notwendigkeit, die Produktion jetzt aufzu-

stocken. Im A ugenblic k werden

Megawatts produziert. Wenn d ie

Produktion mit u nseren Zellen i n

die Gigawatts gehen sol l , müs-

sen da erst einmal Mil l ionen in-

vestiert werden. Es gibt ein

schwedisches Unternehmen,

das hat eine Produktionsreihemit 20 Megawatt gestartet. Also

industriel l tut sich da einiges. Es

ist letztendlich genauso gekommen, wie ich

das gedacht hatte. Sie dürfen nicht ver-

gessen, dass die gesamte Photovoltaik-

Industrie in der Zwischenzeit durch eine

schwere Krise gegangen ist . Man hat uns

schon se hr of totgesagt i n de n l etzten fünf

Jahren. In Deutschland sind ja al le Si l izium-

firmen pleite gegangen. Wir waren prak-

tisch schon abgeschrieben. Jetzt sind die

flexib len Zel le n seit 2009 a uf dem Markt

und die Glasfssaden seit einem Jahr. Mit

denen werden jetzt erst einmal Großkund en

bedient, sodass man zeigen kan n, dass das

al les bestens lä uf. Das heißt nicht, dass man

sie als Privatperson nicht bekommen kann,

man muss dann die Firmen halt kontaktie-

ren. Also wenn es um Glaszel len geht die

flexible n, die könne n Sie ja sofrt bestell en.

Make: Was wünschen Sie sich für die nächs

ten nf Jahre für die Grätzelzelle?

Grätzel: Dass das Baby groß u nd stark wird

(lacht) es ist ja schon kein Baby mehr, aber

Die Glaspaneele am Swiss Tech Convention

Center von außen

imm er noch ein junges Gewächs. Dass da-

raus e in sehr starker Baum wird . Wie d ie

Bäume, die ich gerade in Kalifrnien gese-

hen habe. Die s ind tausend Jahre alt so

lange sollte sich die Technologie auch halten

und d urchsetzen. Wie gesagt, wir sehen un s

nicht als Konkurrenten zum Si l iz ium, denn

wir ha ben a ndere Anwendungsbereiche.

Make: Sagen Sie damit, dass Siliziumzellen

auf dem Dach nicht ersetzt würden durch die

Farbstosolarzellen in Glasfassaden?

Grätzel: Das sage ich nicht. Ich sage nur,

wenn Sie die Gla sfssaden dazu nehmen ,

dann kriegen Sie noch mehr Strom. Und

vor al lem bei wolkigem Himmel funktionie-

ren unsere Zel len ausgezeichnet und in

Deutschland scheint ja nicht immer die

Sonne . Und in der vert ikalen Ausrichtung,wie ich sie bei einer Gebäu defssade habe,

da fun ktionieren un sere Zell en besser als Si-

l iziu mzellen. Die Winkelabhä ngigkeit ist ge-

ringer, die Fassadenel emente fngen Licht

von al l en Seiten ein. Von hinten und von

vorne. Und vor al lem bei difusem Licht,

wenn es bewölkt ist, dann funktionieren

unsere Zel len ideal .

Make Aber Silizium-Solarzellen produzieren

doch auch noch Strom bei Bewölkung, oder

nicht?

Grätzel: Ja, gut, aber vie l weniger derenEfizienz sackt ab. D ie Kurven ü berschnei-

den sich, bei vollem Licht sind sie etwas

efizienter als unsere, aber bei difusem

Licht s ind u nsere besser. Und das kann ei n

gewalt iger Unterschied sein. Wenn ich in

e inem Innenraum Strom aus L icht produ-

ziere, sind un sere Zellen d reimal efizienter

als Si l iz iumzel len. Deswegen s ind I nnenan-

wendungen auf Möbeln oder Trennwän-

den auch ein interessanter Markt. Es gibt

auch Architekten, die schon Tische entwi-

ckeln, die photovoltaisch aktiv sind. esk

Make: 3/20 1 5



REINGES H UT

autsprecher

.

MobileKofferwaagePasst die Hose noch in den Koer oder ist er dan nzu schwer? Vor krit ischen Situationen am Flu ghafenbewah rt ein e mobil e Waage. Darin ist Maßar beittatsächlich Mil l im etersache.

von Helga Hansen

LC-Display

Hintergrundbeleuchtung

52 1 Make: 3/0

Grif



Vor dem Ur laub kommt es auf jedes Gramm an, denn

vol le Koffer können bei F lugreisen teuer werden.

Abhilfe schaft eine Waage, die auch im Kofer mitge-

nommen werden kann für den Rückflug. Statt zu wie-

gende Gegenstände a uf eine Plattform zu stel l en, hängt

man s ie an d ie Waage. I m I nneren funktionieren statio-

näre und mobi le Waagen aber gleich.

Herzstück der Waage ist eine Wägezel le . Das Stahl-stück ist vier Zentimeter lang und befindet s ich zwi-

schen Grif und Gurt. Wird ein Kofer eingehängt und

der Grif festgehalten, dehnt s ich d ie Wägezel le d urch

die Zugkraft des Kofers . Die Veränderung misst der

Dehnu ngsmessstre ifen, d er a uf der Wägeze l le aufge-

klebt ist . Auf dem Streifen ist ei n Widerstandsdraht i n

Sch langen l in ien aufgebracht , durch den der Strom

fl ießt.

Dehnen sic h Wägezell e und Messstreifen, ändert sich

der Widerstand des aufgebrachten Drahts. Er nimmt zu,

da der Draht läng er wird und a n Dicke verliert. Nach dem

Ohmschen Gesetz fl ießt jetzt weniger Strom. Wird der

Draht gestaucht, also kürzer und breiter, nimmt der

Widerstand dagegen ab und es fl ießt mehr Strom.

Die Veränderung verarbeitet der Chip im Grif und

berechnet aus der Krafteinwirkung das Gewicht. Ste-

hende Waagen messen durch Druck statt Zug. Ins-

gesamt gehören Waagen zu den Kraftsensoren und eig-

nen s ich nicht nur zum Wiegen. Eisenbahnfans nutzen

mobi le Waagen beispielsweise, um die Zugkraft ihrer

Model lbauLoks zu bestimmen. -hch

In das Acrylglas der Hi ntergrundbel euchtung si nd an der Unterseite Punkte

eingravie. Sie lenken das Licht, das von der Seite strahlt, an die Ober-

fläche. Um gleichmäßige Helligkeit zu erzeugen, sind die Pun kte umso

größer, je weiter enernt sie von der Lichtquelle sind.

Der Metallbügel steckt im Gri und sollte möglichst ruhig gehalten werden. Das

schwarze Band wird am Koer befestigt, dessen Gewicht an den Metallteilen zieht.

Unter der weißen Schutzschicht

verbirgt sich ein Dehnungs-

messstreifen. Er ist gerade

einen Zentimeter groß, sodass

Veränderungen im Zehntelmill i-

meterbereich gemessen werden

können.

Make: 3/201 s 1 53



sonders angetan, da s ich die Kl inge

eine m Kl ick aushren und einziehen lsst. Es

Dein Lieblingswerkzeug

Welches Werkzeug macht Di r das Leben

leichter? Schick uns Deine Idee an:[email protected]

Feder

um d ie K l inge

verschwinden zu lassen

Klinge

scharfes Teil

Druckknopf

fährt die Kl inge a us

Geriffelter Griff

damit man

nicht abrutscht



Make: 3/2015



KURZVORSTELLUNGEN I

wakutuku

.

com/shop/

6

ake:3 2015

KLEIN ABER OHO

Das minimale pyboard

Dieses Board verschenkt keinen Platz,

weder auf der Platine noch beim Pro

grammieren. Auf 33 mal 42 Milli

metern verbergen sich ein

STM32F405-Mikrocontroller,

eine 168-Megahertz-CPU, ein

Megabyte Flash-ROM und 192

Kilobyte RAM sowie ein Micro

SD-Slot und ein

USB

-Mikro-Anschluss. Neben

30 unbelegten Kontakten gibt

es

einen

Be-

schleunigungssensor, eine Uhr, vier LEDs drei

Analog-Digital- und zwei Digital-Analog

wandler.

Extra für das Projekt erschien mit Micro

Python

eine

sehr effiziente Implementie-

rung

von

Python

3.

Die Kommunikation

kommt ohne

Entwicklungsumgebung

aus,

stattdessen können Python-Skripte auf der

SO-Karte gespeichert werden. Auch

die

Übertragung

von

Befehlen oder Skripten

über

die

serielle Schnittstelle

ist

möglich.

Neue Firmware kann

mittels

DFU-Boot

loader eingespielt werden.

Wer das Board

vor

dem Kauf testen

möchte, kann das

im

Internet

tun.

Ein Bei

spielaufbau mit LC-Display, Neopixeln und

Motoren kann mit eigenen

oder

Beispiel-

DATENDIENST FÜR

programmen

bespielt werden.

Dokumen-

tiert werden die Ergebnisse im Livestram.

Zusätzlich erhältlich sind speziell entwickel

te Erweiterungen: ein Audiomodul ein

Modul mit LC-Display und Berührungssen

so

r

und

Prototypen-Skins. h

ersteller

istributor

Preis

George

Robotics

Limited

mcropython.org

28f

DAS INTERNET DER DINGE

Temboo

e

in

ander

es

, stehen zur Verfügung. Mögli

che Projekte sind etwa das

Tra

cking von

Sonnenschein und Feuchtigkeit

auf

dem

Balkon oder twitternde Pflanzen.

Über Bluetooth, Ethernet,

GSM

oder

WLAN

will Temboo Hardware über die Cloud ver

binden. Die Launchpads von Texas Instru

ments, die Arduinos Yun

und

Tre sowie

Samsungs Artik-Module

sind für den Dienst vor-

konfiguriert.

Als freie Grundaus

stattung gibt

es

250 Ab

rufe pro

Monat

, danach

reichen di e Kosten von

erzeit haben über 70 1

.._..

Firme

n von

Amazon

über lnstagram bis Yelp, ihre

API

bereitge

stellt. Neben der Schnittstelle gibt es je

weils die sogenannten Choreos - vorberei

tete Programmteile, die das Abrufen oder

Senden von Daten erleichtern. Auch eini

ge allgemeine Chore

os

, etwa zur Konver

tierung von Daten von einem Format in

7 US-Dollar fü r den

Makerplan bis 349 für den Epic-Tarif

mit

einer Million Abrufen. hch

ersteller

UR

Preis

T

embo

o

lnc

t

em

boo .

com

Gr

un

dv

ers

on

grati

s

so

ns ab7US$proMona t



LUFTSTATIV

Phantom 3 Professional

Was

sucht ein Fertigprodukt wie

die

Phan

tom 3 Professional unter den Kurzvorstellun

gen in der Make? Eigentlich nichts, aber

Maker stellen ja gerne Vergleiche an zwi

schen dem, was sie haben, und dem, was ge

rade „heißer Scheiß ist. Als Erbauer diverser

Quadrokopter nehme ich mich da nicht aus -

und habe nun ein neues Ziel vor Augen.

Denn die Phantom 3 setzt einen neuen Mei

lenstein

im

Consumer-Segment der Luft foto

grafie,

an

dem man sich abarbeiten an.

Der Hersteller DJI

hat

der Phantom viel

Technik spendiert,

um

sie

mit

vollem Akku

über 20 Minuten wie angenagelt in der Luft

stehen zu lassen. Dazu gehören neben dem

GPS

-Modul (das auch Glonass kann),

dem

Bodensonar zur Höhenmessung

nun

auch

ein Vision-Positioning-System, das bislang

nur

in dem wesentlich teureren Modell ln

spire 1 zum Einsatz kam. Das funktioniert im

Prinzip wie eine Computermaus: Die Kamera

erkennt eine Verschiebung des Geländes

unter dem Quadrokopter. Anders a ls eine

Maus steuert der Kopter der Verschiebung

entgegen, um seine Position zu halten. Das

funktioniert auch in Gebäuden zuverlässig,

wo

kein GPS-Signal hineingelangt.

Im Test flog die Phantom dann auch wie

an einem Seil geführt die Steuerung er

innert

ein wenig an das

Po

sitionieren einer

3D-Fräse

in

ihren 3 Achsen. Anders als bei

herkömmlichen

Fernbedienungen hat

der

linke Stick eine Neutralposition, in

der

der

Kopter seine Höhe hält. Zieht man den Stick

runter, senkt sich die Phantom, schiebt man

den Stick nach oben, s

teigt

die

Ph

antom.

Lässt man alle Sticks los, schwebt sie an

der

letzten Position und man kann das Kamera

bild genießen.

Selbiges wird über das integrierte Video

übertragungssystem Lightbridge auf die mit-

gelieferte Fernbedienung fast verzögerungs

fr

ei

üb

ertragen. Über ein per USB ange

schlossenes Tabiet kann man zusammen mit

der DJl-Pilot-App nicht nur das Live-Bild

(720p) anzeigen, sondern auch alle Status

daten der Phantom, etwa Höhe, GPS-Daten

und Akku-Stand. Grundsätzlich lässt sich das

Bild aus der DJl-App auch direkt zu YouTube

live streamen,

in

Deutschland allerdings

noch nicht.

Über die

App

kann man Videoaufnah

men starten,

die die

4K-Kamera lokal

auf

eine SD-Karte speichert. Zusammen mit

dem

fein

abgestimmt

en 2-Achs-Gimbal er

gibt das Aufnahmen, die man eher von er

heblich teureren Systemen erwartet

hätte

.

Die vertikale Neigung der Kamera lässt sich

an

der

Fernbedienung über ein Rollrädchen

einstellen, sodass

die

Kamera ganz nach

vorne oder ganz nach unten schauen kann.

Wie schon die Vorgängermodelle

unter-

stützt

die Phantom 3

div

erse Sicherheits

modi

, etwa einen Auto-Piloten zum autono-

men

landen

bei niedrigem Batteriestand,

Auto-Takeoff, Orientation Control und vie

les mehr. Damit ist die Phantom 3 so sicher

und

leicht

zu bedienen, dass sie auch von

Neueinsteigern problemlos zu fliegen ist.

Ins

be

sondere wer keinen Wert a

uf

fliegeri

sche Herausforderungen

legt und nur

an

faszinierenden Bilder aus der

Luft

interes

siert ist, findet in dem DJl-Produkt die Erfül

lung

seiner Träume. Die knapp 1400 Euro

sind zwar eine ordentliche Ansage, aber

verglichen mit dem, w

as

man sonst in die

s

er

Preisklasse bekommt, ist es schon fast

ein Schnäppchen.

d b

Hersteller

D

istributor w

dji

co

m

Preis 399€

Mak

e:

3/2

1s

57



KURZVORSTELLUNGEN I

KINDERWERKSTATT

Unimat Basic

Ich habs probiert Laubsägevorlagen mit

Kindermotiven beschafft, Laubsäge mit

Blättern gekauft, Sperrholz besorgt

und

an

schließend versucht,

dem

8-jährigen Sohn

mit Engelszünglein das Basteln mit Holz

schmackhaft

zu

machen. Resonanz: ver

ständnisloser Blick.

Als ich dann aber den Unimat 1 Basic zum

Testen bekam, konnte ich gar

nicht

genug

Holz nachreichen, so sehr machte

es dem

Sohn Spaß zu sägen

und

zu drechseln. Das

Besondere daran: Der Unimat ist kinder

sicher, sodass die Finger auch bei Fehlern

heil bleiben. Verkantet sich ein Werkstück,

bleibt

der Antriebsmotor einfach stehen.

Gerät ein Finger in die Säge vibriert die Haut

dank des kurzhubigen Vibrationsschnitts ein

fach

nur

mit, ohne verletzt

zu

werden.

8 1Make:3 2015

Das

modulare Werkzeug lässt sich

auf

Wunsch

je

weils in eine Stichsäge, eine

Schleifmaschine, Drechselbank oder Bohr

maschine verwandeln. Die Kraft des 12-V

Motors reicht laut Hersteller für Vollholzsäge

reien bis 7

mm

und Balsaholz bis 20 mm aus.

Um Rundhölzer zentrisch

auf

dem Reitstock

zu

plat

zieren (sonst eiert s), muss man den

Mittelpunkt genau markieren; dafür liegt

dem K

as

ten eine Anzeichenhilfe be

i.

Vor

dem

Werkeln muss man das

jeweili-

ge Gerät erst zusammenbauen. Da zu än-

dert

man im Wesentlichen nur

die

Anord-

nung

des Motors

auf

dem Profil (Maschi

nenbett),

fügt

etwa einen Reitstock für die

Drechselbank

oder

den Sägeaufsatz hinzu

und bef

e

stigt

alles

mit

speziell en Metall-

spreizelementen.

Als einziger, allerdings ziemlich nerviger

Kritikpunkt erwies sich im

Pra

xistest eine feh

lende Befestigungsmöglichkeit des Unimat

auf

dem Tisch.

Bei

etwas höherem Kraftauf

wand reichte die Standfestigkeit des großen

Längsprofils nicht aus und die Maschine

kippte

immer

wieder

um

. Abhilfe

br

achten

zwei Schraub- beziehungsweise Klemmzwin

gen, mit denen sich der Unimat am Tisch

(temporär) befestigen ließ.

Alles in allem erspart

der

Kasten Eltern

viele Worte, wenn sie ihre Kinder fürs Sel

bermachen begeistern

wollen

- Mission

acco

mpli

shed.

dab

Hersteller

UR

Preis

The

o

ol

Tool

www

thecooltool

co

m

5€



DAUS FOTOS

Autodesk Memento

Aus Fotoserien mit bis zu 250 Bildern, die ein

Objekt aus allen erdenklichen Winkeln ein

fangen, erzeugt Autodesk Memento 3D-Mo

delle mit fotorealistischen Oberflächentextu-

ren, die man anschließend in verschiedene

Dateiformate exportieren kann - etwa um

sie

in 3D

zu

drucken. Das Verfahren dahinter

heißt Pho

tog

r

ammetr

ie (siehe auch S. 72 ,

wobei die eigentliche Rekonstruktionsarbeit

im Fall von Memento auf einem Server er

folgt. Dafür braucht man ein kostenloses Be

nutzerkonto bei Autodesk.

Nachdem man die Fotos hochgeladen

hat, heißt es allerdings warten: Offenbar ist

die Kapazität des Cloud-Dienstes begrenzt,

sodass man manchmal für längere Zeit die

Meldung „Waiting in Queue sieht, bevor das

3D-Modell zur Verfügung steht. Ist es soweit,

kann man

es

mit einer Handvoll Werkzeuge

glätten, vereinfachen, retopologisieren, von

störenden Fragmenten freistellen und Ober

flächengitterfehler reparieren. Für den

Export stehen die Date ifo rmate PLY STL

OBJ

FBX

und das proprietäre RCM zur Wahl.

Mit Ausnahme von FBX

öffnet

Memento

auch 3D-Dateien all dieser Typen; außer

dem soll sich die Software auch mit Daten

von Handscannern der Firma Artec füttern

l

as

sen.

Au

ch wenn die eigentliche Photo

gramme

tr i

e nicht

auf

dem eigenen Rechner

erfolgt, sollte der nicht

zu

schwach auf der

Brust sein, sonst macht die 3D-Darstellung

und -Bearbeitung keinen Spaß. Die genann

ten

12

Gigabyte

RAM

sind unserer Erfah

rung aber eine Empfehlung, kein Muss, die

die Bearbeitung von

un

gewöhnlich kom

plexen Modelle erleic

ht

ert. ek

WEITERE KURZTESTS

ONLINE

auf make magazin.de

In d er Make

-R

edaktion probieren

wir

vie

les au s - mehr, als auf die

Se

iten

für

die

Kurzvorstellungen

im

Heft passt. Zu man

cher Konstruktion

und

manchem Gerät

gibt

es

aber mehr zu sagen und

vor

allem

auch mehr Bilder zu zeigen. Deshalb lesen

Si

e auf unserer Webse

it

e un ter anderem,

wi

e sich der 3D-Drucke r

Creator

HS von

Leapfrog bei

un

s im Testlabor geschlagen

hat. Außerdem hatten wir mit d

em Ulti-

maker

Extended

sowie Ultimaker 2 Go

die

frisch hinzugekommenen

Mitglieder

der Ultimaker-Familie zu Gast die auf dem

Familie

nfoto

rechts un

se

rem Redakt ions

dru

cker (Mitte)

vorüb

ergehend Gesell

schaft leisten.

Auch die lkea-Kollektion „Kabelloses

Laden haben wir getestet: Die

Docking-

Station Jyssen kann man in Möbel ein

bauen

um

Smartphon

es

und Tablets

kabellos zu laden. Alle diese Kurztests

erreichen Se üb

er

den Link rechts. pek

Hersteller

URL

Systeman

forderungen

Preis

pe<.uesi .l - D X

Autodesk

htp://

memento.

au

todesk.com

64-Bit-Windows 7

ab

SP1,

Gr

aikkarte

ab 2

GByte

VRAMund

Ope

nGL 2

DrectX 0, 12

GBy

teRAM

als

Beta

kostenlos

1

Links und Foren

• make magazin de/x9mu

Make: 3/2

01 s1159



BÜCHER

6 1Make:3/2

015

MUL TICOPTER SELBER B UEN

Grundlagen - Technik - eigene Modelle

Obwohl das Interesse

an

Multikoptern derzeit

rasant zunimmt, gibt

es

kaum vernünftige

Fachliteratur

zu

dem Thema. Insbesondere

Selbstbauer bleiben auf der Strecke und müs

sen sich viele Informationen aus Foren und

Blogs zusammensuchen.

Christian Rattats Buch besetzt hier eine

Nische. Es liefert fundierte Grundlagen und

praxistaugliche Bauprojekte zugleich. Es be

ginnt mit einem allgemeinen Überblick über

den Stand der Dinge und rechtliche Belange.

Es folgen Kapitel über Werkstoffe und Werk

zeuge sowie die Komponenten eines Multi

kopters und wie sie funktionieren. Die restliche

Hälfte des Buchs befasst sich mit der Planung

und dem Bau jeweils eines Einsteiger-Quadro

kopters, FPV-Hexakopters und Videokopters.

Sprachlich ist das durchgehend farbig

bebilderte Buch kein Meisterwerk, insbe

sondere die Erzählweise bei den Projekten

aus der Ich-Perspektive ist gewöhnungsbe

dürf tig. Der Inhal t macht dieses Manko aber

wett. Man merkt dem Buch an, dass der

utor

fest

im

Stoff steht

und

selbst alles

minutiös ausprobiert hat.

Damit

ist das

Buch sowohl für den Einstieg als auch zum

Nachschlagen geeignet.

dab

Autor

Verlag

Umfang

ISBN

reis

Chris

ian

Rattat

dpu n

kt.Yerlag

404 Seiten

978-3-86490-247-5

3

4

99

OPENCV FOR SECRET GENTS

Use OpenCV in six secret projects

OpenCV ist eine leistungsstarke Bibliothek zur

Bildverarbeitung, für die wi r in der Make

2/1

S

bereits einige Anwendungen vorgestellt

haben. Das Buch zeigt die Implementierung

von

sechs

mehr oder minder praktischen An

wendungen, beispielsweise wie man Katzen

gesichter erkennt, Brustbewegungen beim

Atmen visualisiert, die Entfernung entgegen

kommender Fahrzeuge auswertet und ein

Augmented-Reality

-S

piel in Kombination

mit

Unity und einem Smartphone umsetzt.

Das Buch erklärt alle zur Implementierung

eines Projekts erforderlichen Grundlagen,

etwa Haar-Cascades und FFT. Zudem ist er

klärt, wie man OpenCVaufverschiedenen Be

triebssystemen

an

den Start bekommt, sogar

die Grundeinstellungen für den Raspberry Pi

finden Erwähnung.

Autor

Verlag

Umfang

ISBN

reis

Joseph Howse

Packt Publishng

290 Seite

n

978

-1-7

8328

-

737

-6

35 99

US / EBook 26 16 US-

Man muss allerdings sehr gut in Python

programmieren können, um den detaillier

ten

Ausführungen folgen zu können. Wer

sich tiefer in OpenCV einarbeiten möchte,

findet interessante Anregungen und Beispie

le im Buch, Anfänger werden mit dem sehr

textlastigem englischsprachigen Buch nicht

glücklich. dab



ALLES ÜBER SAALFLUG

Vom Gummiantrieb bis zum Micro RC Modell

Die Saalfliegerei ist die Kunst, aus Materialien

wie

Balsaholz, Depron, Borfäden und mikro

meterdünnen Kunststofffolien Flugmodelle

zu bauen,

die

nur wenige Gramm wiegen

und im Schritttempo in großen Hallen flie

gen - denn draußen ist für diese filigranen

Gebilde

immer

zu viel Wind. uf klassische

Art von einem

Gummimotor

angetrieben, er

reichen solche Modelle Flugzeiten, die bei

Weltmeisterschaften deutlich über einer hal

ben Stunde liegen.

Lange hatte es kein aktuelles deutsches

Buch über Saalflug mehr gegeben. So ist es

Heinz

Eders

erklärtes Ziel,

mit

seinem Buch

diese faszinierende Spielart der Modellfliege

rei vor dem Vergessen zu bewahren. Folge

richtig nehmen

die

Einsteigermodelle eini

gen

Raum im

Buch und unter den 20 enthal

tenen Bauplänen ein. Zudem erklärt

der

utor systematisch, wie ein Saalflugmodell

entsteht und setzt dabei nur

wenig

Vor-

Einführung

in

die Welt der LEDs

kenntnisse voraus. Die beschriebenen einfa

chen Saalflugmodelle sind auch von Schüle

rinnen

und

Schülern relativ schnell

zu

bauen,

sie kosten kaum etwas und führen schnell zu

Erfolgserlebnissen. Doch auch

für

die zuge

geben sicher

nicht

zahlreichen) Leser

mit

eigener Saalflug-Vergangenheit

bietet

das

Buch neue Impulse: Der technische Fort

schritt macht inzwischen auch RC-Scale-Mo

delle

für

die Halle oder elektrische Antriebe

mit Superkondensatoren als Energiespeicher

möglich. Diese Idee

hat

uns so begeistert,

dass wir Heinz Eder direkt baten, ein solches

Modell

für

diese Make-Ausgabe

zu entwi-

ckeln siehe S 54).

pek

Autor

Verlag

Umfang

IS N

Preis

e

i

nz

d

er

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168 Se

iten

ISBN 78

3 88180 455 4

24 80

€

llnzlder

lles über Saalflug

Vom

Gummiantrieb

bis

zum Micro RC Modell

Mit2 laupllimm filr SaalllugmodeUe

Mak

e:

3/2

01 s

1161



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s,

Martina Fredr ich, lnes

Ge

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Gonnermann,

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ttsc

halk,

Bi

rg

it

Graff, A

ng

ela Hilberg, Anja

Kr

eft,

Martin

Kr

e

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, Astrid

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ert, Edith Töt

sc

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Make_ Magazin Juli No 03 2015