Zusammen mit meinen Gruppenmitgliedern Annika, Maiwand & Christian bauten wir ein 8×16 LED-Dot Matrix Display auf dem wir Tetris spielen konnten:

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Von der Uni haben wir dabei ein Mikrocontroller Board als Leihgabe bekommen. Das ergänzten wir durch das selbst gelayoutete Display und einen umgebautes SNES Gamepad.

Wir haben dabei darauf geachtet durch geschicktes Hardware Layout die Programmierung zu vereinfachen. So haben wir die normalen 10 Blöcken pro Zeile auf 8 reduziert, um unser komplettes Spielfeld in einem  Integer-Array (uint8_t board[16]) speichern zu können. Vieles lies sich so recht realisieren:

• Stein verschieben: Logical Shift Left/Right (board[line] <<= 1)
• volle Zeilen erkennen: board[line] == 255

Während der letzten Vorlesung bekamen wir die Gelegenheit das Projekt unseren Kommilitionen und Prof. Roßmann vorzustellen.

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Der Sourcecode und die Eagle-Dateien der Displayplatine sind im git verfügbar.

Ich möchte hier nur einen kurzen Überblick über den aktuellen Stand geben. Du kennst das Projekt noch gar nicht? Weiß nicht was Smartmeter sind? Da steigst du besser auf unsere Projekt Website ein!

Für die Entwicklung am Projekt habe ich mir eine kleine Hutschienenbox gebaut. Sie eignet sich perfekt für den mobilen Einsatz und zum Testen neuer Firmware und Funktionen. Mal schnell den Verbrauch des eigenen Kühlschranks zu erfassen ist kein Problem. Derzeit ist mein Schreibtisch an die Box angeschlossen und liefert so aktuelle Daten für die Demo Installation des Projektes.

Die Box enthält folgende Komponenten:

• ~230V Eingang über Kaltgerätestecker (geerdet, max. 10 Ampere)
• ~230V Ausgang über Schukostecker (geerdet, max. 16 Ampere)
• Sicherungsautomat (Ein-/Ausschalter)
• B&G E-Tech DRS-154D S0-Zähler (einphasig, 2000 Impulse/kWh)
• Udo’s S0-Server (basierend auf ATMEL AVR’s & ethersex, 10 Mbit/s Ethernet, TFTP Bootloader)
• Knopf zum manuellen Triggern von Impulsen
• externer Anschluss von Zählern

Aktueller Stand

Der alte Prototyp wurde nun durch ein flexibleres und modulares System ersetzt. Praktisch jede Kombination von Sensoren, Zählern, Controllern und Frontends ist möglich. Hier sind keine Grenzen mehr gesetzt.

Du kannst das Projekt zum Erfassen des eigenen Strom-/Wasser-/Gasverbrauchs ebenso benutzen wie zur Abrechnung eines ganzen Studentenwohnheims.

Zur Visualisierung bist du nicht mehr an das Browser basierte Web-Frontend gebunden. Durch den modularen Aufbau können viele Frontends gleichzeitig verwendet werden: Smartphone, Laptop etc.. Gleiches gilt für die Sensoren/Zähler. Hier kannst du beliebig viele gleichzeitig auswerten. Sie müssen noch nicht einmal am gleichen Ort installiert sein.

So schwebt derzeit die Idee im Raum ein Sensornetzwerk von Geigerzählern zur verteilten Strahlunsmessung aufzubauen.

Screenshot des Frontends

Die Zählerbox

Ausblick

Die Ideen sprudeln nur so aus unser heraus. Es ist ein Jammer, dass ich gerade nicht mehr Zeit in das Projekt invertieren kann. Aber mein Studium hält mich derzeit sehr in Atem. Nach den Klausuren geht es dann wieder etwas schneller weiter.

Unsere Agenda ist endlos:

• erste stablie Version veröffentlichen
• Betriebsstundezähler unterstützen
• weitere Controller, wie den Flukso und “offizielle” Smartmeter unterstützen
• Radioaktivität messen
• Visualisierung für Smartphones
• Visualisierung über Moodlights
• Installation vereinfachen

Hast du weitere Ideen, Anregungen, möchtest etwas verbessern oder eigene Features hinzufügen? Dann bist du immer auf unsere Mailingliste willkommen! Wir freuen uns über jeden fleißigen Helfer

Das Multimeter besitzt einen Cyrustek ES51922P (P für Peak, Datenblatt ist verlinkt). Dessen Funktionalität geht etwas über die angegeben Features des UNI-TREND UT61E hinaus. So könnte man durch kleinere Modifikationen auch noch Temperatur messen, das Multimeter kalibrieren oder als Frequenzzähler nutzen.

Da ich derzeit diese Funktionen nicht benötige, entschied ich mich erst einmal hier nichts zu modifizieren. Aber vielleicht ist ja jemand Anderes auf der Suche nach genau diesen Features..

Das Datenblatt ist in verständlich in Englisch verfasst und enthält auch eine Spezifikation des seriellen Protokolls. Es ergänzt so die von Henrik Haftmann erarbeitete detaillierte Beschreibung des Protokolls,

Hier noch eine paar Bilder der Innereien (man könnte sie fast zum Nachbau verwenden

PS: Die serielle Ausgabe ist durch das Ziehen von Pin 111 auf Masse permanent aktiviert und lässt nicht auch nicht Abschalten. Höchstens das Durchtrennen der Leiterbahn um Pin 111 würde Abhilfe schaffen.

Während dieser Pflichtveranstaltung sollten wir die Lerninhalte der Vorlesung “Mathematische Methoden der Elektrotechnik” durch Steuerung von LEGO Mindstorms NXT Robotern unter MATLAB vertiefen. Das Projekt ist eine Pflichtveranstaltung im 1. Semester meines Studienganges (Elektrotechnik, Informationstechnik und Technische Informatik) und wird durch alle Lehrstühle unserer Fakultät als 10-tägige Blockveranstaltung vor Weihnachten durchgeführt.

Ich wurde dem Institut für vernetzte System (MOBNETS) zugeteilt. Etwas verwundert war ich dann am ersten Tag, als wir auf Englisch begrüßt wurden. Aber naja, später werden wir vermutlich sowieso dazu gezwungen werden.

Während der ersten Woche lernten wir die eigens für das Projekt entwickelte “RWTH Mindstorms NXT-Toolbox” kennen und haben an einigen vorgegebenen Versuchen gearbeitet.

In der zweiten Hälfte des Projektes durften wir dann in einem Wahlversuch selber kreativ werden und einen eigenen Roboter konstruieren.

Meine beiden Kollegen und ich haben uns für einen Roboter mit omnidirektionalem Antrieb entschieden. Das Prinzip dieses etwas außergewöhnlichen Antriebes wird das folgende Video deutlich.

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Die Konstruktion der “Omniwheels” war komplizierter als Anfangs angenommen. Dafür sind wir glücklicherweise recht schnell auf den nötigen Zusammenhang zwischen Fahrtrichtung und den drei Motorgeschwindigkeiten gekommen.

Als Projektabschluss mussten alle Gruppen ihren Roboter präsentieren. Unsere Präsentationsfolien gibts hier.

Features

• Omniwheel-Antrieb
  • Bewegungsfreiheit in 360°
  • Drehen auf der Stelle
• intuitive Fernsteuerung über zweiten NXT-Brick
  • durch Neigung des Controllers (Beschleunigungssensoren)
  • Schalter zur Steuerung des Programmablaufs
• Signal-Hupe
• akustischer Abstandswarner

Bilder

Last time, I showed you my new fnordlicht’s. Today, I’ve a little gift for you: I’ve written a small c program to control the lights according to the current peak level.

The software analyses the audio signal of my system (Ubuntu 10.10 with pulseaudio). So you can dance to everything that can play audio..

Update: As preparation for a exam, I added a discrete fourier analysis (DFT). Unfortunatly the serial bus is to slow to visualize the audio spectrogram in real time The bars are colored with their complex phase->hue (HSV) aquivalent.

The software uses and is distributed together with my fnlib (fnordlicht library) available under: http://web.git.0l.de/libfn.git

Some technical details (in german):

Ich benutze PulseAudio um mich in die Soundkarte des Systems einzuklingen. Das Programm tarnt sich als Recording-Tool. Und kann dadurch den kompletten Audio-Output oder nur bestimmte Programme visualisieren. Sogar das Mikrofon kann ich benutzen :p

PulseAudio liefert mir einen einfachen PCM Stream (44,1kHz Samplingrate, Mono & 16-Bit signed Integers). Derzeit addiere ich immer nur x Werte dieses Bytestreams und mittele diese Summe dann über einen kurzen Zeitraum.

Geplant ist noch eine FFT-Analyse um  die Amplituden verschiedener Frequenzen gemäß der “Ohrkurve”, der Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs, gewichten zu können. Der Schritt zur Spektraldarstellung (jedes meiner 10 fnordlichter als VU-Meter für ein bestimmtes Frequenzband) ist dann hoffentlich auch nicht mehr so weit.

Ohrkurve

Hints (for me)

• FFT lib to use: http://www.fftw.org
• Approximation for “Ohrkurve”

Im Fraunhofer ITWM veranstaltete Mathias Dalheimer, Leiter des Projekts “mysmartgrid“, das erste deutsche BarCamp zu den Themen:

• Smart Metering
• Demand-Side Management
• Home Automation
• Home Displays

Von Freitag bis Samstag trafen sich ca. 25, teils internationale, Teilnehmer und diskutierten fleißig über das aktuelle Themenfeld. Neben vielen neuen Gesichtern und interessanten Vorträgen bekamen wir auch die Möglichkeit uns das Gebäude und den Rechen-Cluster des ITWM zu besichtigen. Ach, und hierbei möchte ich mich gleich bei Mathias für die Organisation und das Catering bedanken War super!

Für alle, die es dieses Jahr leider nicht nach Kaiserslautern geschafft haben, sei gesagt, dass dies sicherlich nicht die letzte Veranstaltung dieser Art gewesen ist. Spätestens nächstes Jahr treffen wir uns sicherlich wieder. Ansonsten hat Justin das gesamte Event als Timelapse-Video in 2 Minuten zusammengefasst:

Die Ergebnisse dieses Wochenendes werden nun im Wiki und in der Google Gruppe gesammelt. Feel free to join us!

Schon länger habe ich nach einer Alternative gesucht. Kommerzielle Angebote sind meist recht teuer und in Europa nur schwer zu beziehen. Ich war auf der Suche nach einer günstigen und qualitativ hochwertigen Eigenbauvariante.

Meine Steckbrücken bestehen aus je zwei Stecknadeln mit farbigen Glaskopf und einer zwischen 7-25cm langen farbig codierten Ader einer LIYCY-Steuerleitung. Die Adern der Steuerleitung sind farblich gut voneinander zu unterscheiden. Sie werden einfach an die Stecknadeln gelötet und mit einem Stück Schrumpfschlauch gesichert.

Es empfiehlt sich die Ader mittig auf der Nadel an zu löten. So kann sie mit der Spitze einfach in das Steckbrett gesteckt und entfernt werden. Der blanke Hals kann so gut zum Messen mit einer Messspitze oder Klemmprüfspitze genutzt werden.

Für ca. 120 Brücken mit verschiedenen Längen habe ich insgesamt etwa 5 Stunden gebraucht.

volkszaehler.org ist ein freier Smart Meter (hier: intelligenter Stromzähler) im Selbstbau. Die anfallenden Stromprofile bleiben dabei unter der Kontrolle des Nutzers.

Seit dem 1.1.2010 müssen Stromversorger ihren Kunden für Neubauten so genannte “intelligente Stromzähler” (Smart Meter) anbieten. Der Kunde soll dadurch seinen Stromverbrauch analysieren und optimieren können.

Die dabei anfallenden Daten (“Stromverbrauchsprofil”) erlauben einen sehr detallierten Einblick in den Tagesablauf des Nutzers (wann steht er auf? wann geht er in’s Bett? wann kocht er? wie oft verwendet er seine Spülmaschine? verändert sich sein Verhalten? …). Darum sollten die Daten ausschließlich für den Nutzer selbst zur Verfügung stehen – und das geht nur, wenn man sich den Smart Meter selbst baut. Mit einem Materialeinsatz von ca. EUR 100, etwas Geschick und Zeit lässt sich das mit Hilfe eines Standard-µC-Moduls aufbauen.

Auf der SIGINT 2010 konnte ich mir den Vortrag von Justin Otherguy über das noch recht junge Projekt anhören und fand anschließen die Gelegenheit mit ihm über das Projekt zu sprechen. Schnell war für mich klar, dass ich hier helfen möchte.

Bisher gibt es nur einen funktionsfähigen Prototypen. In den letzten Wochen habe ich mit ein paar weiteren Entwicklern begonnen den Code des Prototypen neu aufzubauen. Volkzaehler.org ist dreigeteilt:

1. Die Controller und Sensor Ebene
   erfasst  mithilfe eines Mikrocontrollers die Daten leitet sie an den Backendserver weiter.
2. Der Backendserver
   besteht aus einem PHP-Skript und einer Datenbank. Hier werden die Daten weiter verarbeitet und ausgewertet. Er kommuniziert ausschließlich über eine standardisierte JSON API.
3. Das Frontend
   stellt die Daten für den Benutzer übersichtlich dar und ist für die Ausgabe der Analysen verantwortlich.

Diese Darstellung verrät uns auch, dass nur der Stromverbrauch erfasst werden kann. Geplant sind sämtliche Messgrößen (Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Strahlung, Niederschlag etc…).

Bisher gibt es noch keine stabile, lauffähige Version des Quellcodes. Im Wiki, der Mailing-Liste und GitHub findet ihr weitere Informationen zu meinem neuen Projekt.

Wir freuen uns über jede Unterstüzung Besonders Entwickler mit PHP und Javascript Kenntnissen wären hilfreich

Vorne weg: ich habe das Terratec PHASE 26 USB und das Cakewalk UA-1G getestet und mich schließlich für das Terratec entschieden. Meine Entscheidung habe ich nicht nach keinem bestimmten Gesichtspunkt getroffen. Hauptsächlich nutze ich das Interface aber zur Wiedergabe. Vielleicht gibt es demnächst auch mal wieder einen Audiobeitrag von mir .

Kriterien waren neben der Linux-Unterstützung ein digitaler Ausgang, ein Mikrofon- und Line-Eingang sowie herausragende Audioqualität.
Preislich habe ich mir eine Grenze von 100€ gesetzt.

Der Vergleich

Beginnen wir mit den Gemeinsamkeiten: beide Interfaces, die ich hier getestet habe, werden durch die verfügbaren Alsa-Treiber von aktuellen Linux-Distributionen gut unterstützt. Ich habe sie auf einer aktuellen Ubuntu 9.10 mit dem aktuellsten Mainline Kernel (2.6.33) getestet.
Auch Windows und Mac User haben hier keine Probleme. Für beide Geräte sind aktuelle Treiber (auch 64bit) verfügbar.

Die Interfaces besitzten beide einen USB 1.1 (USB 2.0 kompatibel) Anschluss und eine maximale Samplerate von 96khz bei einer Auflösung von 24bit. Zum Vergleich: herkömmliche Audio-CDs besitzen eine Samplerate von 44,1khz bei 16 Bit. Zugegebenermaßen bedarf es schon eines ziemlich guten Gehörs um diesen Unterschied heraus zu hören. Im Vergleich zur Onboard-Soundkarte ist dieser aber sofort bemerkbar.
Der USB 1.1 Anschluss stellt sich bei allen Einsteigermodellen als Bottleneck dar. Die Bandbreite des Anschlusses ist zu gering synchron 24bit/96khz aufzunehmen und wiederzugeben. Daher muss man je nach Anwendung hier zwischen verschiedenen Modi wechseln. Beide Geräte haben hierfür Schalter am Gehäuse.

Über diesen Anschluss werden beide Geräte auch mit Strom versorgt. Sollte der Laptop jedoch etwas schwach auf der Brust sein bietet die Terratec Karte noch die Möglichkeit eine externe Stromquelle anzuschließen.

Gerade zum Mixen und Auflegen sind die 6 Ausgänge der Terratec ein echtes Plus gegenüber dem Cakewalk-Adapter.
So kann man wahlweise intern per Software mixen oder beide Decks mit Hilfe eines externen Mixer mischen.
Besonders interessant finde ich die Möglichkeit Tracks vor zuhören oder getrennte Räumen unterschiedlich zu beschallen.
Dazu bietet sich ein Abspielprogramm wie Traktor von Native Instruments an. Alternativ kann man sich auch mit dem kostenlosen (OpenSource) Mixxx begnügen.

Zum Recording empfiehlt es sich in einen der Modi mit besserer Qualität zu schalten. Zwar stehen einem dann unter Umständen keine oder weniger Ausgänge zu Verfügung, dafür wird man aber mit einer erstklassigen Qualität belohnt.
Für Live-Auftritte und Aufnahmen, die sowohl einen Ausgang und einen Eingang benötigen sollte man unter Windows den ASIO Treiber nutzen.
Die Terratec Karte besitzt hierfür einen extra Modus. Der ASIO Treiber ermöglicht es die Latenzen, die durch die Signalverarbeitung entstehen, möglichst gering zu halten.
So kann man das Interface in Verbindung mit entsprechenden Programmen auch als Effektgerät oder zum schrittweisen Aufnehmen eines ganzen Tracks nutzen.

Ein Mikrofon- sowie ein Line-Eingang mit Studiopegel gehört zum Standard der Interfaces. Wie bei allen semi-professionellen Interfaces ist auch bei meinen beiden Kandidaten nur der Mikrofoneingang über einen Poti am Gehäuse regelbar.

Cakewalk UA-1G

Beim Cakewalk ist das kleine Gehäuse hervorzuheben. Das Interface lässt sich leicht mal schnell in die Jackentasche stecken. Leider besitzt es nur optische Digitalanschlüsse, die über die 3,5 mm Klinkenbuchsen erreichbar sind. Diese werden jedoch gleichzeitig auch für den Kopfhörer und das Mikrofon benutzt.

Eine Besonderheit des Cakewalk Gerätes ist der “Advanced Mode”. Dieser Modus benötigt für Windows einen speziellen Treiber und ist für die 24bit Auflösung und 96khz nötig.

Terratec PHASE 26 USB

Terratec geht hier einen anderen Weg. Die digitalen Ein- und Ausgänge sind separat mit je einem optischen und koaxialen Stecker verfügbar. Auch Mikrofon- und Kopfhörerbuchsen sind separat mit einer großen 6,35 mm Klinke erreichbar.
Diese Vielfalt an vergoldeten Anschlüssen fordert jedoch auch ein größeres Gehäuse. Dieses Metallgehäuse macht einen sehr robusten Eindruck. Im Gegensatz um Cakewalk UA-1G ist hier auch das USB Kabel für den Transport abnehmbar.

Das PHASE 26 Interface kann auch als Zuspieler für ein Surround-System fungieren.
Die dafür nötige Unterstüzung im Alsa-Treiber ist vorhanden. Auch ein AC3 SPDIF-Passthrough wird mit entsprechenden Abspielprogrammen unterstützt.

Im Cakewalk-Treiber habe ich dazu leider keine Möglichkeit gefunden. Dieser unterscheidet nicht zwischen analogen und digitalen Kanälen. Inzwischen wurden der Vertrieb und die Entwicklung aktueller Treiber (auch Windows 7 und 64 bit) vom Zweithändler musonik übernommen.

Fazit

Das recht neue Cakewalk UA-1G von Roland besticht durch seine sehr getreue Klangwiedergabe. Es ist super kompakt und ist durch den integrierten Gitarrenverstärker auch mobil für spontanen Gitarren-Sessions geeignet.
Die schon in die Tage gekommene Terratec PHASE 26 ist klanglich mit seinem Konkurrenten vergleichbar. Kann jedoch beim Funktionsumfang besser punkten. Gerade für DJs oder das kleine Homestudio ist diese Karte besser geeignet. Der integrierte Schallplatten-PreAmp macht es auch für Liebhaber von Vinyls interessant. DJs können ihn nutzen um ihre MP3s mit Hilfe von FinalScratch und Co. stilgerecht aufzulegen.
Preislich liegt die PHASE 26 USB ca. 25€ über der Cakewalk Karte, die mit 77€  bei dieser Qualität ein echtes Schnäppchen ist.
Neben dem Einsatz im Homestudio kann man beide Karten problemlos auch zum Filmegucken (AC3 und DolbyDigital) und Spielen nutzen. Hier muss man jedoch auf die Funktionen der Consumergeräte (EAX und THX) und eine Klickie-Buntie Treiberoberfläche verzichten.

Kaufen kann man beide Interfaces über den Online-Shop von Thomann oder im Kölner MusicStore, der ebenfalls einen Online-Shop besitzt.
Besonders hervorzuheben ist der MusicStore durch seine Geld-Zurück Garantie und die manchmal recht günstigen Angebote von Retourware.
Solltet ihr mal in Köln sein, lohnt sich der Besuch auf jeden Fall (mich dürft ihr natürlich auch gerne mal besuchen ).

Ohje jetzt ist das ganze schon wieder viel zu lang geworden :-S Das nächste mal wird es wieder kürzer. Versprochen!

Der Testaufbau

Seit ein paar Wochen habe ich schon nun mein neues Multimeter: ein UT61E von UNI-TREND. Bisher bin ich rundum zufrieden damit. Gekauft habe ich es über das Internet bei Pinsonne-Elektronik. Lieferung und Bezahlung verlief schnell und problemlos. Den Laden kann ich also nur weiterempfehlen.

Ein besonderes Highlight der neuen Messgeräte ist die RS232 Schnittstelle für die Auswertung am Rechner. Über diese per Optokopler isolierte Schnittstelle ist es möglich in aktuelle Messergebnisse am Rechner auszuwerten und weiter zu verarbeiten.

Leider haben die in China ansässigen Hersteller die Linux-Gemeinde aber mal wieder vergessen. Nach einigen Recherchen und etlichen Stunden später habe ich es dann jedoch geschafft ein kleines Tool für Linux zu entwickeln, welches mir die Messergebnisse im CSV Format liefert. In diesem Format kann ich sie nun in Open Office, MatLab und vielen anderen Programmen öffnen und auswerten.

Als besonderes Gimmick habe ich auch noch ein kleines Script geschrieben, das mit Hilfe gnuplot Graphen der Messergebnisse zeichnet. Diese werden dann 1-2 in der Sekunde aktualisiert. Mit einem Oszilloskop ist das jedoch lange noch nicht vergleichbar. Aber für Langzeit-Messungen durchaus sehr praktisch.

die Live-Darstellung der Messergebnisse mit gnuplot

Ich bedanke mich bei Henrik Haftmann für die detaillierte Beschreibung des Protokolls, welche mir beim Entwickeln dieses Tools unheimlich geholfen hat.

Update: Ich habe das Datenblatt es verwendeten IC’s gefunden. Es enthält auch eine Spezifikation des serielle Protokolls. Hier geht es zum neuen Eintrag mit Bildern des Chips und der restlichen Platine.

Das Tool sowie das gnuplot Script habe ich hier in einem Archiv zusammengefasst. Die Installation ist sicherlich nicht die einfachste. Aber die nötigen Kenntnisse setzte ich bei dieser Zielgruppe einfach mal voraus :p

Achtung: Das Binary, das ich im Archiv beigelegt habe, ist für 64bit Linuxe kompiliert. Benötigt dafür aber keine weiteren dynamischen libs.

Anregungen, Patches und Bugreports sind per Mail immer willkommen.

Hier noch ein kleines Beispiel wie die Daten von meinem Tool ausgegeben werden. Für das Verständnis hilft sicherlich ein Blick in den Quelltext.

1;0.0589;0.0589;0;0.0589;V;AC;Manual
2;0.07184;0.07184;0;0.06537;V;AC;Manual
3;0.12869;0.12869;0;0.0864767;V;AC;Manual
4;0.07876;0.12869;0;0.0845475;V;AC;Manual
5;0.06458;0.12869;0;0.080554;V;AC;Manual
6;0.09626;0.12869;0;0.0831717;V;AC;Manual
7;0.17355;0.17355;0;0.0960829;V;AC;Manual
8;0.17487;0.17487;0;0.105931;V;AC;Manual
9;0.13565;0.17487;0;0.109233;V;AC;Manual
10;0.10726;0.17487;0;0.109036;V;AC;Manual
11;0.16506;0.17487;0;0.114129;V;AC;Manual
12;0.14415;0.17487;0;0.116631;V;AC;Manual
13;0.15238;0.17487;0;0.119381;V;AC;Manual
14;0.17396;0.17487;0;0.123279;V;AC;Manual
15;0.11834;0.17487;0;0.12295;V;AC;Manual
16;0.2117;0.2117;0;0.128497;V;AC;Manual
17;0.18906;0.2117;0;0.132059;V;AC;Manual
18;0.17674;0.2117;0;0.134542;V;AC;Manual
19;0.08354;0.2117;0;0.131857;V;AC;Manual
20;0.053;0.2117;0;0.127915;V;AC;Manual
21;0.0688;0.2117;0;0.1251;V;AC;Manual
22;0.12796;0.2117;0;0.12523;V;AC;Manual
23;0.14954;0.2117;0;0.126287;V;AC;Manual
24;0.17535;0.2117;0;0.128331;V;AC;Manual
25;0.1381;0.2117;0;0.128722;V;AC;Manual
26;0.1588;0.2117;0;0.129878;V;AC;Manual
27;0.13258;0.2117;0;0.129979;V;AC;Manual
28;0.097;0.2117;0;0.128801;V;AC;Manual
29;0.04637;0.2117;0;0.125958;V;AC;Manual
30;0.06749;0.2117;0;0.124009;V;AC;Manual
31;0.09002;0.2117;0;0.122913;V;AC;Manual
32;0.07575;0.2117;0;0.121439;V;AC;Manual
33;0.0711;0.2117;0;0.119914;V;AC;Manual

Aber eine kleines Video sagt bestimmt mehr als 1000 Worte:

Click here to view the embedded video.

Das Spiel gibts mittlerweile ab ca. 18€ bei Amazon. Ich habe es noch nachträglich etwas getuned. Mit einem regelbaren und stabilisierten Steckernetzteil lässt sich so sogar die Geschwindigkeit von Louie regeln. Von den, bei Batteriebetrieb, normalen 18 Umdrehungen/Minute konnte ich die Geschwindigkeit auf 55 Umdrehungen/Minute mit dem Steckernetzteil steigern.

So entfällt das lästige Wechseln der Batterien. Trotzdem ist weiterhin der Festivaleinsatz mit Batterien möglich. Mithilfe eines Schaltkontakts in der Einbaubuchse wird beim Einstecken des Steckers die Batterie abgeklemmt. Zieht man den Stecker wieder, wird der Motor wieder über die Batterie gespeist:

Zusätzlich habe ich alle Kabel ersetzt und mit Schrumpfschlauch verpackt, da die Standardkabel mit dem erhöhten Stromfluss etwas überlastet sein dürften:

Verkabelung

Ich entschied mich den kompletten Buzzer inklusive Elektronik selbst zu bauen. Die Auswertung wird hierbei von einem Computer übernommen. Die Buzzer simulieren eine USB-Tastatur mit nur einer Taste. Dank des Projekts V-USB, ein Software USB Stack für Atmel AVR Mikrokontroller, der auch das USB-HID Protokoll beherscht, konnte die Platine recht übersichtlich gehalten werden. Es wird nur ein TinyAVR45 und etwas “Vogelfutter” benötigt Die Mikrokontroller Firmware konnte ich leicht abgewandelt von Flip übernehmen.

Der Taster an sich besteht aus zwei Plastik-Muffen und einer Plastikkugel aus dem Bastelbedarf, die rot lackiert wurde. Ein Stoßdämpfer aus dem Modellbau sorgt für die nötige Rückstellkraft.

Ich möchte an dieser Stelle keine ausführliche Bauanleitung liefern. Ich hoffe die Bilder sagen alles. Bei Fragen könnt ihr euch gerne über die Kommentarfunktion an mich wenden.

Meine Graupner MC-15 hängt noch am Ladegerät. So konnte ich heute leider noch keine Testfahrten unternehmen.

Solltet ihr Interesse an den frisch gewarteten Modellen haben, könnt ihr mich gerne kontaktieren. Ich würde sie für einen akzeptablen Preis abgeben. Eine einfache 2-Kanal Fernsteuerung habe ich auch noch.

Eine nette Kette von Adaptern

Mein Nokia N810 verfügt über einen USB OnTheGo Controller. Dieser ermöglicht es das N810 auch als USB Host zu nutzen. Man kann also seine Tastatur, Digicam, USB Stick, Drucker und andere USB Geräte anschließen. Tastaturen und USB Sticks werden automatisch erkannt und von Maemo eingebunden. Beim Rest bedarf es etwas Handarbeit. Besitzt man einen Seriel zu USB Wandler (mit PL2303 Chipsatz) kann man auch sämtliche Geräte mit einem seriellen Port am Tablet betreiben. Dazu benötigt man nur zwei entsprechende Kernelmodule.

Rechts seht ihr mein Tablet zusammen mit meinem Garmin eTrex. Zugegebenermaßen sieht diese Kette aus Adaptern etwas wagemutig aus, aber sie funktioniert bestens. Ich konnte bereits MaemoMapper dazu bewegen das Garmin GPS zu nutzen. Minicom und Avrdude sind bereits von mir portiert und müssen nur noch gepackt und hochgeladen werden.

Nach dem Laden der oben genannten Kernelmodule mit:

sudo gainroot
insmod usbserial.ko
insmod pl2303.ko

wird nach dem Einstecken des USB zu Seriell Wandler ein neues Device in /dev/ttyUSB0 angelegt. Dieses ist mit /dev/ttyS0 eines normalen Linux Rechners vergleichbar und kann somit von jedem Linux Programm angesprochen werden. Ich freue mich schon jetzt mein N810 zum Analysieren des Debug Outputs der AVRs Mikrocontroller meines Tetrabots benutzten zu können. Mit Webcam, GPS, Bluetooth, Audio IN/OUT wird sich das Tablet später vielleicht auch einmal ideal als Gehirn eines Roboters eignen.

Um die OTG Funktion nutzen zu können muss der Controller jedoch erst in den OTG Modus versetzt werden. Dies kann manuell durch den Kernel geschehen oder automatisch. Die OTG fähigen USB Stecker (Mini und Micro USB) verfügen über 5 Pins. Also einen Mehr als ihre größeren Geschwister. Wird dieser 5. Pin auf Masse gezogen schaltet sich der Controller automatisch in den OTG Modus. Leider gibt es für die automatische Variante noch keine entsprechende Adapterkabel im Handel. Also hab ich mich mal wieder selbst ans Werk gemacht. Inspiriert von einem Blogeintrag im Nokia Forum entschied ich mich das mitgelieferte Kabel (CA-101) umzukonfektionieren. Jedoch legte ich dazu den kompletten Micro USB Stecker aus seiner Gummihülle frei. Diese wurde später durch ein Stück Schrumpfschlauch ersetzt. Hier also jetzt die Anleitung für die automatische Version.

Warnung: Für die folgende Anleitung ist gutes Handwerkliches Geschick beim Umgang mit dem Lötkolben erforderlich. Die Abstände der Lötpunkte sind nur ca. 0,5 mm breit.

Werkzeug

• scharfes Messer
• Lötkolben
• Saitenschneider
• Pinzette

Materialien

• Lötzinn
• Schrumpfschlauch

Los gehts:

1. Wir schneiden das USB Kabel ca 10 cm vor dem großen USB-A Stecker und ca 1 cm vor dem Micro USB Stecker ab.
2. Die Gummihülle des Micro USB Kabels entfernen.
3. Die Metallschirmung des Steckers vorsichtig entfernen.
4. Die Farbbelegung des Steckers notieren
5. Das Kabelende des USB-A Steckers abisolieren und wieder an den Micro USB Steckers löten. Wahlweise kann man hier auch eine USB-A Buchse nehmen.
6. Jetzt wichtig: Von hinten auf den Micro USB Stecker gesehen müssen die zwei rechten der fünf vergoldeten Dräte durch einen kleinen Klecks Lötzinn kurz geschlossen werden. Falls ihr euch unsicher seit welche ich meine, könnt ihr euch hier nochmal das Bild anschauen.
7. So jetzt noch drauf achten, dass beim Anbringen der Schirmung kein Kurzschluss entsteht und das ganze mit einem Schrumpfschlauch überziehen.

Diese Version benötigt noch einen USB-A Female to Female Adapter. Das Kabel kann nicht mehr als Verbindungskabel zu einem Rechner benutzt werden. Dazu könnt ihr euch ja einfach ein neues kaufen. Ich habe meines für 30 Cent bei Amazon erstanden

So siehts dann aus:

Viel Spaß!

Seine gleichmäßige, geometrische Form, die einem Tetraeder ähnelt, gab ihm den Namen Tetrabot.

Auch die Elektronik soll redundant ausgelegt werden. Jede seiner vier “Tentakeln” wird durch einen Atmel AVR Mikrocontroller gesteuert. Zusätzlich bekommt jedes Bein noch eine spezielle Aufgabe:

1. Kommunikation
2. Navigation
3. Stromversorgung
4. Sensorik

Ein Bein besteht aus:

• 2 AAA Ni-MH Akkus
• Atmel AVR ATMega Mikrocontroller
• Taster
• LED’s
• Umgebungslichtsensor
• Servo + Omniwheel
• Gabellichtschranke
• Ultraschall Sensor

Hinzu kommen für die einzelnen Aufgabenbereiche individuelle Elemente:

• IR Sender + Empfänger
• Bluetooth
• Temperatursensor
• Mikrofon

Untereinander sollen die Beine über den I²C Bus verbunden werden und sich so im “multiple master” Modus gleichberechtigt austauschen.

Fast ein halbes Jahr ist jetzt seit meinen ersten Gedanken vergangen. Mittlerweile ist die Planung fast abgeschlossen.

Das Grundgerüst + Akkus und Antrieb des Roboters sind schon fertig. Trotzdem liegt noch viel Arbeit vor mir . Ich rechne erst nach meinem Abitur mit der Fertigstellung… Hoffentlich habe ich während meines Zivildienst dann mehr Zeit.

Hier meine ersten Ergebnisse:

Das war es mal fürs erste… Die entgültige Form und Funktionweise des Roboters behalte ich noch ein paar Monate für mich. Es jetzt zu beschreiben wäre sinnlos. Bilder sagen ja sowieso mehr als 1000 Worte…

Raul Rojas and Alexander Gloye Förster verfassten auch eine wissenschaftliche Arbeit zum omnidirektionalen Antrieb.

Kommerzielle Omniwheels gibt es hier: www.omniwheel.com. Preislich liegen sie aber nicht in meinem Bereich und sind wegen der hohen Portokosten auch gleich ausgeschieden…

Also hab ich mich selber ans Werk gemacht. Preislich bin ich mit meiner Variante bei ca 10 € für alle vier Räder gelandet.

Bauanleitung

Material

• Holzperlen mit Loch
• Schrumpfschlauch mit dem Durchmesser der Holzperlen
• dicker isolierter Draht mit dem Durchmesser des Innendurchmessers der Perlen
• dünnen Draht für die Speichen
• Lochrasterplatinen für die Radnarben
• Muttern und Abstandshalter

Werkzeug

• Schere
• Kerze
• feine Zange
• Seitenschneider
• Dremel
• Bohrmaschine

Los gehts

1. Wir beginnen mit dem Schrumpfschlauch. Dieser wird kleine Stücke geschnitten, die etwas solang wie der Durchmesser der Holzperlen lang sind.
2. Der Schrumpfschlauch wird über die Holzperlen gezogen und mit einer Kerze erhitzt.
3. Wir fädeln die Perlen auf ein entsprechend langes Stück des dicken Drahtes. Dies wird unsere Felge.
4. Durch das Herausziehen des Metalldrahtes aus der Isolierung können wir die Felge schließen.
5. Mit dem dünnen Draht werden je nach Perlenanzahl die Speichen gespannt.
6. Aus der Lochrasterplatine werden mithilfe des Dremels zwei kleine runde Radnaben geschnitten, die mit entsprechenden Löchern für die Achse und die Speichen versehen werden.
7. Speichen auftrennen und durch Anwinkeln der Enden in die Radnarbe einhängen.
8. Die beiden Platten der Radnarbe mit den Abstandshaltern auseinander drücken. Dadurch entsteht die nötige Spannung des Rades.
9. Fertig

Ich gebe diese Anleitung ist sehr kurz gehalten. Sollten noch Fragen aufkommen, würde ich mich über ein paar Kommentare sehr freuen…

Unterstellt man einem Hacker nun böswillige Absichten. Ist es für ihn nötig unerkannt zu bleiben. Ein Unterbrechen der Netzwerkverkabelung, wenn auch nur für Sekunden, würde ihn verraten.

Eine unterbrechungsfreie Variante dieser Sniffing-Technik lässt sich also nur ohne das Umstecken oder Durchtrennen von Kabeln realisieren. Hier stieß ich auf einen in der Ethernet Verkabelung sehr verbreitete Technik: Die Schneid- und Klemmtechnik. Auch unter der Abkürzung LSA bekannt. LSA steht für “löt-, schraub- und abisolierfreie Technik”. Sie kommt meist in Patchfeldern oder Netzwerkdosen zum Einsatz.

Lasst euch nicht von der Farbmarkierung irritieren. Es handelt sich um ein etwas älteres Kabel mit einer eher seltenerer Kodierung: IEC 189 und IEC 708.

Auf dem Bild kann man oben das angezapfte Twisted-Pair Kabel erkennen. Es wurde nicht durchtrennt. Sondern lediglich von seiner Isolierung und Abschrimung befreit. Es werden nur die Adernpaare 2 (Pin 3,6) & 3 (Pin 1,2) benötigt. Diese werden über den oberen LSA-Verbinder gelegt und können nun vom unteren entsprechend abgegriffen werden (siehe unten-rechts auf dem Bild).

Ich habe diese Technik erfolgreich getestet. Während ich live über mein Streaming-Client Internetradio hörte zapfte ich das Kabel an. Und konnte mit Wireshark den Netzwerkverkehr mitlesen.

Jedoch sollte man die Kabellängen möglichst gering halten. Bei größeren Entfernungen (> 8m) brach die Verbindung teilweise ab.

this is my first english blog entry. Excuse me for my hopefully not so bad english

During my reverse engeneering on the Terratec Noxon 2 Audio (read the past two blog posts) i had to sniff the network traffic between the Noxon and the Internet.

First i just sniffed the wireless traffic with a simple ARP spoofing attack in my switched network.

But i couldn’t be sure wheather I sniffed the whole traffic or if I just missed some “intranet” traffic in my net.

After some internet research, i decided to build my own passive ethernet tap to do a MITM (man in  the middle) attack.

Snort and Geekslunch have excellent instructions for this. Geekslunch hosts also a very good paper about receive only UTP calbes. Have a look on this!

Note that you can only receive data from the connection. Injection is impossible with a passive tap!

If you want do modify or inject packets you should use two network interfaces as a bridge.

For my tap I used two screened two-port RJ-45 connectors which I soldered together.

Finally here some pictures of my tap. It’s the smallest i found on the internet! It has a size of 4*3*1 centimeters!

At last a small tip if you want two sniff in both directions simultaneaously. For this you need two NICs. Link them together with the “bonding” kernel module. Here is a little howto and the documentation.

Heute sind meine 4 Servos für den TetraBot eingetroffen. Sie werden später dem Roboter zu einem omnidirektionalen Antrieb verhelfen.

Ich habe mich für folgenden Typ entschieden:

GWS IQ-220BB von Hype RC

- Stellkraft:
- 4,8V: 42 Ncm
- 6,0V: 48 Ncm

- Stellzeit (60°):
- 4,8 V: 0,10 s
- 6,0 V: 0,08 s

- Umdrehungen / Minute:
- 4,8 V: upm = 60 / (0,10 s * 6) = 100
- 6,0 V: upm = 60 / (0,08 s * 6) = 125

- Größe L x H x B: 30,86 mm x 28,5 mm x 16,2 mm
- Gewicht: 19 g
- Kunststoffgetriebe
- Kugellager

Um die Servos als Antrieb nutzen zu können, müssen sie für eine Rotation um 360° statt 90° modifiziert werden.

Hier ein kleines Howto dazu:

1. Servogehäuse öffnen

Wie jeder Servo lässt sich auch der IQ-220BB über die vier Schrauben am oberen Gehäuserand öffnen. Das Servogehäuse besteht aus drei Teilen. Jeweils ein Teil bedeckt die Elektronik bzw. das Getriebe. Das dritte Teil enthält den Motor und die Lagerung für das Getriebe.

Beim Öffnen des Servos sollte man sich ein sauberes Plätzchen suchen, um das Getriebe sauber zu halten.

2. Getriebe entfernen

Beim Entfernen des Getriebes sollte man auf die Anordnung der Zahnräder achten um diese beim Zusammenbauen wieder korrekt anordnen zu können. Lagert die Zahnräder am besten auf einem sauberen Papier. Achtet auch auf das Kugellager. Nicht vergessen!

3. Potentiometer entfernen

Nun zum ersten schwierigeren Schritt. Ihr müsst das Potentiometer des Servos durch das größte Gehäuseteil  drücken, sodass es aufbricht und sich entfernen lässt. Dazu kann es nötig sein etwas mehr Kraft aufwenden zu können. Achtet darauf, dass ihr die Motorwelle nicht beschädigt!

Der Rest des Potentiometers müsste noch an die Elektronik gelötet sein. Knipst das Poti am besten möglichst nah am Gehäuse ab um die Beine des Potis später als Lötstelle für die Widerstände nutzten zu können

4. Abtriebzahnrad modifizieren

Das Abtriebzahnrad besitzt zwei kleine “Nasen” die die Rotation um 360° verhindern. Diese müssen am besten mit einem scharfen Teppichmesser entfernt werden. Achtet darauf die Zähne nicht zu beschädigen und nichts überstehen zu lassen.

5. Widerstandsnetzwerk verlöten

Das Potientiometer wird durch ein einfaches Widerstandnetzwerk ersetzt. Der Gesammtwiderstand des Potis beträgt 5 kOhm. Zwei 2,5 kOhm Widerstände müssen also jeweils vom mittleren Poti-Pin zu einem der äußeren Pins verbunden werden. Die übrig gebliebenen Poti-Beinchen eigenen sich ideal als Lötstellen.

6. Servo zusammenschrauben & testen

Nun könnt ihr das Servo wieder zusammenbauen. Geht dabei genauso wie beim Öffnen vor.

Beim ersten Test an eurer RC Anlage solltet ihr genauer auf das Getriebe achten um eventuelle Geräusche und Schäden am Getriebe zu erkennen.

Fotos gibts weiter unten!

Die ersten zwei Wochen verbrachte ich mit meiner Familie + Cousins im Hotel in Spanien. Wir hatten ein unglaubliches Wetter und zwei sehr erhohlungsreiche Wochen mit genügend Kultur. Wir besuchten bei einer unglaublichen Hitze die Städte Sevilla, Cadiz und die weisen Dörfer.

Am vorletzten Tag bekam ich noch die Chance im ca. 80 km entfernten Tarifa meinen Freund Micha zu besuchen. In dieser Surf & Kite-Hochburg bekam man im Gegensatz zu unserer Hotelregion in Novo Sancti Petri nicht genug vom Wassersport. Ein Tag vor dem internationalen PKRA-Kitecup wurden dort die letzten Vorbereitungen getroffen.

Bereits in Spanien kamen mir einige gute Ideen, die ich in den letzten zwei Ferienwochen umsetzten möchte. Mehr dazu später.

Keine 5 Tage nach unsere Rückreise aus Spanien ging es für mich und meinen Cousin schon weiter nach Copenhagen und dann nach Grönland. Zusammen mit unseren Großeltern verbrachten wir eine Nacht in der Hauptstadt Dänemarks.

Um 15:40 gestartet landen wir 4 Stunden später in Kangerlussuaq (Grönland). Aus dem Flieger gehts direkt auf unser Expeditionsschiff, die MS Fram von Hurtigruten.

An jedem Tag unserer einwöchigen Schiffsreise machten wir einen Stopp in einer mehr oder weniger großen Stadt/Dorf in Grönland. Von Kangerlussuaq aus ging es nach Qeqertarsuaq, Uummannaq, Ukkusiat, Eqip Sermia, Ilulissat, Sisimiut und Evighedsfjord, bevor wir wieder von Kangerlussuaq aus das Inlandeis besichtigten.

Diesmal ohne längere Stops ging es wieder zurück nach Frankfurt. Unser Flieger ging Donnerstags um 21:40 und kam Freitags um 11:15 in Frankfurt an.

Während den Flügen nach Grönland und Spanien habe ich die ersten Grundzüge für mein nächstes Robotikprojekt entwickelt und mein TSP Algorithmus etwas verfeinert. Bei letzterem bin ich nun zum Schluss gekommen, dass sich die Implementierung für einen Rechner nur sehr uneffizient lösen lässt.  Nur ein Mensch kann die Problemstellungen des Algorithmus leichter lösen. Vielleicht wage ich trotzdem noch einmal eine Implementierung…

Zum dem Robotikprojekt will ich zunächst noch nichts detailliertes berichten. Der Roboter wird ein außergewöhnliches Antriebskonzept besitzen. Ansonsten möchte ich mich in der ersten Version vorerst auf die Mechanik und die Ansteuerung des Antriebs konzentrieren.

Eine KI oder jegliches autonomes Verhalten, Sensoren oder einen embedded Kern möchte ich erst in zukünftigen Versionen ergänzen.

In den verbleibenden zwei Wochen der Sommerferien werde ich mit dem Robotikprojekt beginnen. In ein paar Wochen werde ich sicherlich die ersten Ergebnisse präsentieren können.

Auch eine weitere Saison in der Handballoberliga steht wieder an. Paralell dazu sitze ich auch noch hoffentlich mein letztes Jahr auf der Schulbank ab. Nächstes Jahr im April stehen dann die Abi Prüfungen an.

Hier noch einige Fotos:

Die für mich interessanteste Neuerung war die Möglichkeit den GTR über ein Interfacekabel an den Rechner anzuschließen. Mit dem Kabel ist es möglich alle Ergebnisse, Graphen und Programme zu überspielen. Das sonst sehr umständliche Eingeben von Programmen und Spielen wird nun zum Kinderspiel. Im Internet gibt es bereits zahlreiche Sammlungen von GTR-Programmen. Die beste Quelle für Programme ist sicherliche die Casio Link List.

Der Preis für ein Kabel des Herstellers liegt nur knapp unter dem Preis, den wir für den Rechner bezahlen mussten (ca. 60€). Die Schaltung, die sich in dem Kabel verbirgt ist jedoch recht simpel aufgebaut und lässt sich recht einfach selbst nachbauen. Die Kosten für die Bauteile liegen bei ca. 5€. Auch das Verbinden von zwei GTRs ist möglich. Dazu wird sogar nur ein gekreuztes 2,5mm Stereo Klinke Kabel benötigt. Eine schnelle Ausbreitung von Programmen im Kurs ist so auch gewährleistet.

Hier noch zwei Screenshots die ich mir noch gebastelt habe. Sie sind genau auf den FX 9750G Plus angepasst. Mit dem richtigen Programm lässt sich so eine Reset Vorgang simulieren. Äußerst hilfreich bei Klausuren

Den erforderlichen Code dafür findet ihr in der Casio Link List.

Und für alle denen das Lernen schwer fällt:

Ein einfaches Programm mit dem Befehl

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PictRcl #Bild Nr#

läd das Bild.