Maker Faire 2014


Vom 5. - 6. Juli präsentiert das HLB-Labor auf der Maker Faire Messe in Hannover.

Wir möchten auf unserem Stand die Themen Software, Elektronik und
3D-Druck miteinander verbinden. Dazu zeigen wir mehrere Demonstratoren
und zeigen eine Präsentation zur Programmierung von 32 Bit
Mikrocontrollern mit einer selbstentwickelten, quelloffenen
Entwicklungsmgebung an. Wir wollen mit den Demonstratoren vor allem
junge Menschen für die Themen begeistern und zu eigenen Projekten
motivieren.
Falls der Platz reicht, bringen wir auch unseren X400 Drucker mit.


The ToolChain


Eine Open Source Entwicklungsumgebung für 32 Bit Mikrocontroller auf
offenen Betriebsystemen. Für aktuelle 32 Bit Mikrocontroller
existieren verschiedene Entwicklungsumgebungen unter Windows. Unter dem
quelloffenen Betriebsystem Linux müssen sich Entwickler ihre Umgebung
bisher nach langen unvollständigen Anleitungen aufwendig zusammenbauen.
The ToolChain ist eine automatisch installierende, komplette
Entwicklungsumgebung inklusive Compiler, Debugger, Treiberbibliothek
und Konfigurationssystem. Als Quelltexteditor kommt ein automatisch
konfigurierter QtCreator zum Einsatz. Das flexible, skripbasierte
Extensionsystem erlaubt es Anwendungen ohne Quelltextänderungen für
verschiedene Zielplatinen zu übersetzen.
Die Treiberbibliothek und das Konfigurationssystem unterstützen
aktuell Prozessoren vom Typ STM32F1xx, STM32L1xx und STM32W1xx (EM357).

Auf der Messe zeigen wir den Einsatz der ToolChain auf verschiedenen
Proto- und Discoveryboards, sowie eines selbstentwickelten 2,4GHz
Funkknoten auf Basis eines EM357 Chips (kompatibel zu STM32W108).


(Oben links nach unten rechts: WSN3 Funkknoten alleine, Funkknoten montiert auf Pulsoxymeter,
Programmieradapter OpenGLink, Programmieradapter mit aufgestecktem Funkknoten)


Desweiteren möchten wir die ToolChain als Entwicklungsplatform für
drahtlose Sensornetzwerke vorstellen. Ein Funkprotokoll existiert noch
nicht. Allerdings haben wir ein eigenes Hardware Referenzdesign für
einen Funkknoten samt eigenem JTAG Programmer. Der Funkknoten ist
akkugepuffert für einen autarken Einsatz. Auf den Programmieradapter
gesteckt, wird der Akku geladen und über eine eingebaute USB-serielle
Schnittstelle fungiert das Gespann dann als Funkgateway. Wir zeigen
einen Hardwaredemonstrator in Form eines SPO2 Pulsmessers sowie eines
Accelerometers aus dem Bereich der medizinischen Forschung.

Die Webseite zur ToolChain befindet sich noch im Aufbau, bietet aber ein
komplettes Readme als Schnelleinstieg sowie weitere Anleitungen:
The ToolChain

3D-Druckteile

Die 3D-Druckteile stehen sämtlich auf der Webseite 3dkram.de zum
Download bereit. Soweit vorhanden sind auch die CAD Sourcen
bereitgestellt. Die Webseite wird gerade als deutschsprachige
Tauschbörse für 3D-Druck Modelle aufgebaut. Die Webseite bietet noch
mehr Teile als hier aufgeführt. Wir bringen auch unseren X400 mit um
den Druck großer Teile zu demonstrieren.
  • GreeCopter
    Eine hochdetaillierte, dreimotorige Flugdrohne aus PLA. Als
    Besonderheit wird die gesamte Elektronik im Innenraum verstaut.
    Als Flugelektronik kommt ein Quanton Board der Firma Quantec
    Networks aus Hannover zum Einsatz. Der GreeCopter wird live und in
    Einzelteilen zu sehen sein.
    Vorschau:GreeCopter


    CAD Zeichnung GreeCopter von vorne


    Die Abmessungen des GreeCopters mit 13" Rotoren sind 960 x 930 mm


    Der detaillierte Innenraum nimmt zwei Akkus 3S 3000mAh und die gesamte Elektronik auf.

  • Cruising Board
    Umbau eines Onda Skateboards zu einem Elektroskateboard nach
    folgendem Rezept:
    • 1x Onda Skateboard
    • 3D-Druckteile (CruisingBoard)
    • Gewindestangen und Muttern
    • Motoren, Controller und Fernsteuerung aus dem RC-Modellbau
    Der Antrieb kann ohne Bohrungen am Skateboard befestigt werden.
    Webseite: CruisingBoard.com


    Cruisingboard mit zwei Motoren und einstufiger Untersetzung ohne Akku

  • Anbauteile für ein Flevo Racer Liegerad
    Flevo Liegeräder waren vor ungefähr zehn Jahren groß in Mode.
    Ihre einzigartige Rahmenkonstruktion erlaubt den Bau eines
    kompakten Liegerades mit großen Reifen. Der große Nachteil ist
    jedoch, das man das Fahren mit einem Flevo komplett neu lernen
    muss. Flevos sind daher das nerdigste aller Fahrräder.
    Die Firma Flevo gibt es nicht mehr. Im Netz werden jedoch immer
    noch Rahmennachbauten angeboten. Anbauteile für Flevos sind
    Spezialteile und nur schwierig zu bekommen.
    Daher entstand die Idee die Anbauteile für den 3D-Druck zu designen
    und zum Download bereit zu stellen. Das Fahrrad bringe ich mit und
    stelle es auf der Messe vor.
    1. Halter Frontlampe B&M Ixon IQ auf 40x40 mm Vierkantrohr
      Halter für Fahrradlampen am gewöhnlichen Fahrradlenker gibt es
      wie Sand am Meer.
      Ein Flevo-Racer verfügt jedoch über einen 40x40 mm
      Vierkantrahmen. Der hier vorgestellte Halter passt vorne per
      Klemmpassung auf den Vierkantrahmen. Die Schwenkeinheit kann
      direkt einen Ixon IQ LED Scheinwerfer von Busch & Müller
      aufnehmen. Adapter für andere Lampen können anhand der CAD
      Datei (FreeCAD) selbst gezeichnet werden.
      ->Frontlampenhalter


      Ixon IQ mit gedrucktem Lampenhalter und Frontreflektor auf Vierkantrahmen

    2. Halter Bowdenzug für vorderen 3x Umwerfer
      Eine Besonderheit von Flevos ist, daß das Tretkurbellager
      auf dem Vierkantrahmen verschiebbar ist. Dadurch läßt es sich
      einfach auf verschiedene Beinlängen einstellen.

      Das Bowdenzugkabel muss im richtigen Winkel zugeführt werden um
      ein gleichmäßiges Schalten über alle Gänge zu ermöglichen.
      Dieser Halter wird auf den, am Tretkurbellager befestigten
      Vierkantstab geschoben. Dadurch wird der Bowdenzughalter beim
      Verschieben des Tretkurbellagers immer passend mit verschoben.
      Wäre der Bowdenzug klassisch am Rahmen befestigt, könnte das
      Tretkurbellager nicht verschoben werden.
      -> Bowdenzughalter_vorn


      CAD Zeichnung des Bowdenzughalters vorne

    3. Halter Bremshebelmagnet für Elektroantrieb
      Ein Pedelec benötigt Sensoren an den Bremshebeln um den Antrieb
      automatisch abzuschalten, sobald eine Bremse betätigt wird.
      Die Halter sind speziell als lange Finger konstruiert um die
      Magnete schon bei leichtem Zug am Bremshebel abfallen zu lassen.
      Dadurch kann die elektronische Bremse aktiviert werden bevor die
      Scheibenbremse greift.
      -> Bremshebelsensor


      Bremshebelmagnethalter und Spiegelhalter am 600mm Bullhornlenker

    4. Halter Display und Bedieneinheit Pedelec Antrieb
      Wem sein Flevo noch nicht nerdig genug ist, der baut auch noch
      einen Elektroantrieb ein. Dazu muss unter anderem das zentrale
      Display mit Bedientasten irgendwo sichtbar montiert werden. Die
      originale Befestigung am Lenker ist beim Flevo ungünstig, weil
      von den Beinen verdeckt.
      Dieser Halter passt für ein J-LCD Display für 36V Pedelec
      Antriebe. Display und Tastereinheit werden nebeneinander
      montiert. Die Tastereinheit wird dafür zerlegt und nur das
      Oberteil mit den originalen Kunststoffschrauben im Halter
      montiert.
      -> Displayhalterung


      CAD Zeichnung einer Halterung für ein J-LCD Display mit Bedientasten

    5. Halter Tretkurbelmagnete
      Ein Pedelecantrieb soll nur dann Leistung erzeugen, wenn die
      Pedale betätigt werden. Dazu verfügt der Antrieb über einen
      Reedsensor, welcher die Umdrehungen der Tretkurbel messen soll.
      Dem gekauften Antriebset lag nur ein verkabeltes Reedrelais und
      ein paar Magnete bei. Die Magnete direkt auf die Tretkurbel zu
      stecken erwies sich als unpraktikabel. Die Magnete fielen oft
      herunter oder verrutschten und waren für das Reedrelais nicht
      mehr sichtbar.
      Die Idee war einen Kunststoffring zu entwerfen, welcher Magnete
      aufnimmt und diese auf einer Kreisbahn fixiert. Der Ring hält
      sich durch die Anzugskraft der Magnete selbstständig auf dem
      Kettenblatt.
      Der vorgestellte Halter verfügt über wesentlich mehr Aufnahmen
      als nötig um die Anzahl der Magnete optimal auf die gewünschte
      Trittfrequenz einstellen zu können.



      CAD Zeichnung eines Halters für bis zu 20 Magnete.
      Die großen Ausspaarungen nehmen Muttern am Zahnkranz auf.




Artikel: Gregor Rebel 2014