Montag, 30. Januar 2017

Joule-Thief XXL

Im vorigen Post habe ich die Verwertung von leeren Batterien durch einen Joule-Thief thematisiert. Da die von mir vorgestellte Taschenlampe für den Alltag nicht wirklich taugt, habe ich noch etwas weiter experimentiert und eine weitere Idee - für den Alltag durchaus praktikabel.

Ich habe jede Menge leerer Batterien, die in keinem Gerät mehr verwendbar sind. Viele Geräte können bei 1.2V schon nicht mehr richtig arbeiten, das schließt sogar den Betrieb an NiMH-Akkus aus. Quartz-Uhrwerke laufen noch etwas länger, aber auch hier ist häufig bei 1.0V der Ofen aus. Und eine NiMH ist da schon tiefentladen, also eigentlich hier gar nicht sinnvoll einsetzbar:

  • ich habe mehrere dieser leeren Primärzellen hintereinander gehängt
  • die resultierende Spannung mit einem DC/DC-Wandler auf etwas über 15V transformiert
  • das Ganze über einen Vorwiderstand und eine Diode an einen Blei-Akku gehängt
  • und damit die leeren Batterien so lange leergesaugt, bis sie ohne Last unter 0.1V hatten
  • hintereinander diese, dann wirklich leeren Batterien, gegen etwas Bessere getauscht
  • und dieses Spiel solange wiederholt, bis ich alle Batterien so leer hatte, dass der Spannungswandler nicht mehr anlief.
  • diesen nun aus Abfall gefüllten Bleiakku  schloss ich über einen weiteren Spannungswandler
  • an eine USB-Powerbank
  • und kann damit mindestens 2x mein Smartphone laden
So habe ich dimensioniert:
  • 8 leere AA-Batterien in Reihe. Ich habe da eine ausgemusterte Batteriehalterung mit einem Tamiya Stecker dran.
  • das ergibt selbst bei nur noch 1V pro Zelle immerhin 8V! Unter Last sind's grad noch 4V.
  • als DC/DC-Aufwärts-Wandler habe ich den MT3608 gewählt. Bei ebay gibt es haufenweise Händler, die damit bestückte Platinen für wenige Euro anbieten. Die Ausgangsspannung kann man mit einem Poti stufenlos einstellen.
  • Einstellen auf 15.0V, damit der Vorwiderstand für den Bleiakku den Strom begrenzt. Ich habe etwa 50mA Ladestrom.
  • Wenn ich den Regler direkt anschließe (also ohne den Vorwiderstand), wird der Strom in den Blei-Akku so groß, dass die Spannung an den leeren Batterien gleich so weit zusammenbricht, dass der Spannungswandler wieder aus geht.
  • Am Akku habe ich einen Abwärtswandler, eingestellt auf 5.1V für USB
  • und daran ein abgeschnittenes USB-Verlängerungskabel, um USB-Geräte einstecken zu können


(Die Skale des Messgerätes im Bild hat die falsche Beschriftung. Der Endausschlag ist bei 60mA)

Der DC/DC-Abwärts-Wandler arbeitet mit einem LM2596. Auch hier gibt es für kleines Geld eine Menge Händler (auch aus Deutschland).


Messungen mit dieser Anordnung ergaben, dass ich noch mindestens 200mAh aus den, normalerweise bereits als Müll bezeichneten, Batterien ziehen kann. Man muss nur aufpassen, dass die so leer gesaugten Batterien gerne mal auslaufen, also nach der Benutzung nicht in der Halterung lassen und fachgerecht entsorgen - diesmal aber wirklich leer!

Samstag, 14. Januar 2017

sinnvolle Verwendung von leeren Batterien, Recycling einmal anders

jedesmal wenn ich in einem Gerät eine Batterie austauschen muss, ärgere ich mich, dass eigentlich noch reichlich Energie in der Primärzelle ist, die ich nun wegwerfen muss.
Vor einiger Zeit fand ich eine interessante Idee zu diesem Thema: Der Joule-Thief. Das ist eine kleine Schaltung, die mit Hilfe einer selbst gewickelten Spule und einem Transistor aus der eigentlich schon ratzeputz leeren Batterie auch noch mit weniger als 1V eine Spannung von über 3V erzeugt. Das reicht sogar für den Betrieb einer weißen LED.

Ich hatte damals etwas rumexperimentiert und die Bauteile in einen leeren Klebestift eingebaut.


 Die Batterie im Bild ist übrigens eine AAA mit 2 selbstgedruckten Ringen als Adapter zu AA.


Die Batterie hat eine Spannung von nur noch 0.85V und die Lampe leuchtet noch!
Eigentlich nur Spielzeug, eine Power-Taschenlampe ist das definitiv nicht. Aber das Experiment beweist, dass die Batterie noch Potential hat.

Dienstag, 17. November 2015

aktuelles Wetter aus der eigenen Wetterstation im Internet mit dem Raspberry Pi

Seit einiger Zeit läuft bei mir eine Wetterstation WS2800IT von Technoline. Die Station misst die Außentemperatur, die Luftfeuchtigkeit, die Wind-Stärke und -Richtung, sowie die Regenmenge. Die zum Teil solarbetriebenen Sensoren stehen auf dem Dach. Alle gemessenen Daten werden übersichtlich auf einem Drahtlos angebundenen Display angezeigt, welches bei mir im Wohnzimmer steht.














Das sieht nicht nur schick aus, sondern ist auch praktisch, da kein Drahtverhau rumliegt. Ein weiteres Feature ist die ebenfalls drahtlose Kommunikation über einen USB-Stick zu einer PC-Software zur Anzeige der von der Station gesammelten historischen Daten (maximal 1700 Messwerte, gespeichert jede 5 Minuten).
Hier müsste ich jedoch regelmäßig den PC anwerfen, um die Daten auszulesen, denn für mehr als eine Woche reicht der Speicher der Station nicht. Auf der Suche nach einer besseren Lösung, (die die Daten kontinuierlich in eine SQL-Datenbank schreiben kann) bin ich auf den Raspberry Pi gestoßen. Da ich ohnehin mal ein Projekt mit diesem kleinen Computer machen wollte, drängte sich die Wetteraufzeichnung geradezu auf.
Ich habe ein Starterpaket mit einem Raspberry Pi B erstanden, die Rechenleistung und Ausstattung reicht vollkommen.













Der Pi wurde mit einer SD-Karte geliefert, die NOOBS enthielt. Das ist ein grafisches Installationsprogramm für verschiedene Betriebssysteme des Pi. Also Maus, Tastatur und TV (über HDMI) angeschlossen und los geht's. Ich wählte Raspbian Jessie, eine aktuelle Debian-Distribution. Da ich für den späteren Betrieb keinen Bildschirm, Tastatur oder Maus benötige (Headless), muss Telnet und SSH laufen. Das ist standardmäßig aktiviert, also habe ich jetzt nur noch folgende Komponenten:
- ein Steckernetzteil
- der Raspberry Pi im Gehäuse
- ein Netzwerkkabel zur Fritzbox
- der USB-Stick der Wetterstation
Nun kommt die Installation des eigentlichen Wetterdaten-Abholprogramms. Ich habe mich für weewx entschieden, weil es schöne Übersichtsgrafiken für Tag, Woche und Jahr erzeugen kann.

Die Installation startete ich über die Anleitung von  Byte Insight, bin dann aber auf die Überholspur gewechselt und habe mir das vorgefertigte Debian-Paket vom weewx-Server gezogen. die Datei weewx_3.2.1-1_all.deb funktionierte tadellos und hinterließ ein funktionsfähiges System, das ohne angemeldeten Benutzer läuft.
Leider gibt es beim Raspberry Pi noch einen Fallstrick. Da die Hardware keine Echtzeituhr besitzt, ist nach dem Einschalten erst mal die falsche Uhrzeit im System. Die Installation von NTP reicht noch nicht, denn Weewx startet, bevor Ntp die aktuelle Uhrzeit hat. Weewxs Rasberry-Pi-Dokumentation geht darauf ein: einfach warten, bis die Uhrzeit aktuell ist. Der dort beschriebene Code muss nach /usr/share/weewx/user/extensions.py
Zur Bereitstellung als Website brauchen wir noch einen Webserver. Das erledigt lighttpd mit einer Portfreigabe von meiner dynamischen Internetadresse rainerbahr.no-ip.biz an den Pi.
Da die Wetterstation die Luftdruckdaten als relativen Luftdruck und nicht, wie von weewx erwartet absoluten Luftdruck sendet, ist dessen Anzeige schlicht falsch. Abhilfe bringt hier eine Änderung in der Konfiguration in /etc/weewx/weewx.conf:

[StdConvert]
target_unit = METRIC
[StdCalibrate]
pressure = pressure - 53

Dienstag, 21. Juli 2015

Freifunk - freies WLAN für Alle

neulich bin ich über ein interessantes Mitmach-Projekt gestolpert: Freifunk
Hier geht es um freie WLAN-Hotspots für Jeden. Die Knoten bieten einen unverschlüsselten Internetzugang, an den sich Jedermann anmelden kann.
In Deutschland ist solch ein Projekt rechtlich nicht einfach durchzuführen, denn jeder, der einen Internetzugang anbietet, haftet für das, was darüber an Daten ausgetauscht wird. Die sogenannte Störerhaftung greift auch dann, wenn man selbst nicht einmal weiß, dass illegale Daten über sein Netz gingen. Abmahnungen und Anzeigen wegen unerlaubtem Anbieten von illegalen Dateien sind wahrscheinlich.
Im Freifunk wird das umgangen, indem jeder Knoten die Daten, die darüber laufen, über eine verschlüsselte VPN-Verbindung zum Freifunk-Backbone leitet und dieser dann als Provider auftritt. Provider sind ausdrücklich von der Haftung ausgeschlossen, sonst wären ja auch T-Online und Konsorten in der Haftung. Durch diesen Trick bekommt derjenige, der sich am Hotspot anmeldet, eine IP-Adresse aus dem Pool des Freifunks, der eigentliche, physikalisch anbietende Knoten erscheint nicht in den Logs.
Bei solchen Projekten muss ich einfach mitmachen! Ihr findet meinen Knoten in der Freifunk-Gruppe Stuttgart als Knoten ffs-rutesheim02. Also, wenn Ihr mal in der Nähe seid, bedient Euch.

Sonntag, 28. Juni 2015

Stickmode ändern beim UDI U818A-1

nachdem ich mich in letzter Zeit viel um Nicht-Heli-spezifische Dinge gekümmert habe, will ich mal wieder etwas zum Besten geben:
Seit kurzem haben wir ein UFO in der Familie. Es ist eine UDI U818A-1 Drohne mit HD-Kamera. Das Teil soll unverwüstlich sein, aber das glaube ich erst, wenn es nach einem Jahr Kinder immer noch lebt...


Da ich nur Stickmode 1 fliege, es die Drohne aber nur mit Stickmode 2 zu kaufen gibt, habe ich mich entschlossen, die Fernsteuerung für meine Bedürfnisse anzupassen.
Ein erster Blick in's Innere der Funke offenbart eine übersichtliche Elektronik. Die Federn in den Knüppelaggregaten lassen sich leider nicht entfernen, es sind fest verbundene Potis für die X- und Y-Achse. Also musste ich die Aggregate auslöten, um sie an der anderen Position wieder einzulöten. Die eine Funktion, die vertauscht ist, lötete ich kurzerhand um. Hier ist das Design zum Glück sehr übersichtlich. Einfach die Leitungen für den Mittelpin des Potis and die andere Seite legen. Das wird auch für die anderen Modis funktionieren. Exoten mit vertauschten Knüppelrichtungen gehen natürlich nur mit größerem Aufwand.

Samstag, 30. Mai 2015

3DBenchy - eine harte Nuss für den K8200

nachdem ich meinen 3D-Drucker für den 3D-Hub optimiert habe, wollte ich mal sehen, was so in dem Drucker steckt. Mit welcher Maßhaltigkeit druckt er, wie meistert er Überhänge und wie sieht die Oberfläche aus? Um es vorweg zu nehmen: ich bin begeistert! Doch der Reihe nach...

Ich bin im Internet auf einen 3D-Drucker-Benchmark gestoßen. 3DBenchy ist ein zu druckendes 3D-Teil, an dem man die Maße aller 3 Achsen überprüfen kann. Außerdem hat das Teil ein paar Gemeinheiten: Das sind zum Einen runde Löcher, die gerne zugeschmiert werden. Dann haben wir Überhänge, die durchsacken, weil keine Stützen das heiße, noch weiche PLA-Filament in Position halten. Außerdem sind da ein paar Flächen, die mit nur 0,1mm sehr dünn sind und die Auflösung des K8200 überfordern. Zum Schluss ist die Standfläche im Verhältnis zur Höhe des Teils sehr klein und das halb fertige Teil löst sich vom Druckbett. Wie lange dauert der Ausdruck?

Nochmal zusammengefasst die Anforderungen:
  1. Maßhaltigkeit in X-, Y- und Z-Richtung
  2. zugeschmierte Löcher
  3. Überhänge
  4. Auflösung
  5. Qualität der Oberfläche
  6. Standfläche
  7. Druckdauer
 Wie schlägt sich nun der Drucker?

  1. Ich habe die Maße, mit den geforderten Werten verglichen und habe nur eine leichte Abweichung in allen 3 Achsen um etwe 0,1mm messen können. Wenn die Fläche überhängt, ist das Maß mit ca. 0,5mm deutlich schlechter, da sackt wohl das Material weg und das fehlt dann. Die Kreise sind rund, also ist auch das Zusammenspiel der 3 Achsen voll funktionsfähig.
  2. große Löcher werden durch dünne Fäden leicht "verspinnwebt". Der Extruder läuft etwas nach, wenn er eigentlich kein Filament fördern soll und das wirkt sich entsprechend aus. Kleine Löcher laufen zu, das Loch im Schornstein sollte 3mm haben, ist aber nur noch ca. 1,5mm. Für ein reales Teil finde ich das nicht so schlimm, denn diese Löcher kann ich ja hinterher auf das richtige Maß aufbohren.
  3. Ich hätte nicht gedacht, dass die Überhänge so gut gemeistert werden. Das Filament hängt etwa 1mm durch, aber selbst eine Freifläche von 15mmx15mm ist möglich. Spätestens nach der 3. Lage drüber ist die Fläche wieder eben.
  4. Die 0,1mm Flächen sind nur zu erahnen, der Drucker ist da definitiv überfordert.
  5. Durch den nachlaufenden Extruder gibt es immer wieder kleine Kleckse an der Außenwand. Man kann die einzelnen Lagen an senkrechten Flächen etwas erkennen, auf flachen Schrägen sieht man die Lagen deutlich.
  6. Die Haftung auf dem Bett konnte ich durch mehrere Maßnahmen verbessern. Das ist zum Einen eine Glasplatte, die sehr eben ist. Zudem habe ich die Platte mit Pritt Klebestift eingeschmiert. Außerdem ist die Temperatur der Platte mit 65°C etwas höher, als die Werkseinstellungen. Mit einer maximalen Beschleunigung von 200mm/s sind die Kräfte auf das Teil noch so weit im Rahmen, dass sich das Teil nicht mehr von der Platte löst. Bei kleinen Teile habe ich auch noch 5mm Brim dazugegeben. Das ist eine 1-lagige Fläche direkt um das Teil, so dass die Standfläche etwas größer wird.
  7. obwohl 3D-Benchy nur 31mm x 60mm x 48mm misst, dauerte es fast 2 Stunden! Also 3D-Druck ist nichts für Ungeduldige...
Damit Ihr Euch das nicht nur in der Theorie anhören müsst, habe ich noch ein paar Fotos geschossen.

während des Drucks

während des Drucks

fertig gedruckt, aber noch sehr roh

roh von rechts

roh von vorne

roh von links

roh von hinten

roh von oben

roh von unten (noch mit Brim)



mit dem Cutter von den Fäden befreit



mit dem Cutter von den Fäden befreit

mit dem Cutter von den Fäden befreit
mit dem Cutter von den Fäden befreit
zum Schluss noch etwas mit dem Heißluftfön geglättet

zum Schluss noch etwas mit dem Heißluftfön geglättet

zum Schluss noch etwas mit dem Heißluftfön geglättet

zum Schluss noch etwas mit dem Heißluftfön geglättet



Sonntag, 26. April 2015

3D-drucken von Privat zu Privat

neulich bin ich auf ein interessantes Projekt gestoßen: 3D-Printhub.
Da kann jeder sich Etwas mit einem 3D-Drucker ausdrucken lassen, auch wenn er keinen eigenen Drucker besitzt. Entgegen der professionellen Druck-Dienstleister, lebt dieses Projekt von den Mitgliedern einer Comunity. Jeder kann sich mit seinem Drucker registrieren lassen und fortan für Andere etwas ausdrucken. Die Kosten für einen Druck sind moderat, die Qualität der Drucke hängt vor Allem von dem Equipment des Druckenden ab.
Ihr findet mich dort unter https://www.3dhubs.com/stuttgart/hubs/rainer