Modellbau mit dem 3D Drucker

Vorgeschichte

Das man mit einem 3D Drucker mehr anfangen kann, als nur Gehäuse und Funktionsteile zu drucken, ist glaube ich landläufig bekannt. Durch die großen Online-Sammlungen an 3D Objekten hat man auf der einen Seite die Möglichkeit von Fahrzeugen über Häuser, Boote, Flugzeuge bis hin zu Einrichtungsgegenständen für Puppenhäuser, verschiedenste Objekte drucken zu können, ohne selbst das 3 Modell erstellen zu müssen. Auf der anderen Seite kann man natürlich auch noch nicht verfügbare Gegenstände per CAD-Software verkleinern und so ein maßstabsgetreues Abbild der realen Welt schaffen.

Da unser leitender Prüffeldmeister Ende Mai 2019 in seinen verdienten Ruhestand gegangen ist, wollten wir ihm zum Abschied ein Geschenk machen, welches ihn an seine Arbeit erinnert und seinen langjährigen Leistungen würdig ist. Da er am Entwurf und der Entwicklung eines unserer Prüfstände maßgeblich beteiligt war, hatten wir die Idee diesen Prüfstand* (https://patents.google.com/patent/DE102007057052B4) mit allem was dazu gehört nachzubauen. Eine Aufgabe, welche mir ca. 500 Stunden Arbeitszeit und einige graue Haare beschert hat.

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Der Weg zum 3D Druck

Vorgeschichte

Nachdem ich schon länger elektrische Schaltungen bastelte, stand ich immer wieder vor ein und demselben Problem, irgendwo mussten die Schaltungen nach ihrer Fertigstellung untergebracht werden. So war ich ständig auf der Suche nach passenden Gehäusen. Zum Einsatz kamen bis zu diesem Zeitpunkt meist Abzweigdosen, Fertiggehäuse oder Kunststoffverpackungen (z.B. Ferrero Rocher oder auch Tic Tac). Das Problem dabei war meist, dass diese entweder zu hoch, zu breit, zu lang oder auf irgendeine andere Art nicht genau passend waren. Wollte man in diese Gehäuse dann noch irgendwelche Displays oder Schalter integrieren, war das nur mit dem Einsatz von Bohrmaschine, Schleifbock oder Dremel möglich und das Ergebnis nicht immer wie gewünscht. Aus diesem Grund fing ich Ende 2015 an nach einer Alternative zu suchen und landete recht schnell bei den 3D Druckern.

 

Der erste Drucker – Prusa I3 Hephestos

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SLSS CarNet

Vorgeschichte

SLSS CarNet ist ein Projekt, welches im Winter 2019 seinen Anfang genommen hat. Ich und einige meiner Freunde sind begeisterte US-Car Fans. Außerdem spielte ich schon länger mit dem Gedanken mir einen Kleinbus zuzulegen um mit meiner Frau, unseren beiden Kindern und den Großeltern den einen oder anderen Ausflug unternehmen zu können, ohne immer auf 2 Fahrzeuge aufgeteilt sein zu müssen. So kombinierte ich die Schwärmerei für US-Cars mit dem Wunsch des Kleinbusses und kaufte im Dezember einen amerikanischen Chevrolet Express, welcher von der Explorer Van Corporation zu einem „rollenden Wohnzimmer“ umgebaut wurde.

Nach dem Kauf des Vans kam mir recht bald die Idee, diesen um ein paar Funktionen zu erweitern. So gibt es zum Beispiel in der vorderen Deckenverkleidung ein Bedienpanel auf dem 3 Schalter für die Steuerung der verschiedenen Beleuchtungen im Innenraum des Van angebracht sind. Diese Beleuchtung, wozu auch ein Sternenhimmel gehört, macht den hinteren Teil des Vans zu einer Chill-Out-Area, welche für nüchterne, deutsche Verhältnisse fast schon ein wenig übertrieben anmutet, für mich als Fan aber einfach dazu gehört. Leider sind diese Schalter aber eben nur Schalter. So ist es nicht möglich das Licht zu dimmen, sondern nur ein- oder auszuschalten. Was beim Sternenhimmel noch ganz in Ordnung ist, sieht beim Schalter für die Lesebeleuchtung schon anders aus. Betätigt man diesen, so erstrahlen ganze 8 Leseleuchten, welche von vorn bis hinten über die ganze Fahrzeuglänge verteilt sind, mit voller Leistung. Dies ist so hell, dass der Vorbesitzer bereits alle 5W Glassockel-Lampen durch orange Leuchtmittel, wie sie zum Beispiel für Seitenblinker verwendet werden, ersetzt hat. Leider ist das orange Licht nicht wirklich dunkler und so kam mir die Idee die Beleuchtung mittels Pulsweitenmodulation zu dimmen. Eine weitere Idee war, dem Van aufgrund seiner Größe eine Rückfahrkamera zu spendieren. Da ich das originale Radio nicht durch ein Doppel-Din Gerät mit Kameraeingang ersetzen wollte und mir die Monitore für die Nachrüstkameras eher nicht gefallen, musste also eine Individuallösung her. So stand der Entschluss fest ein eigenes System zu entwickeln, was all diese Funktionen in einer grafischen Oberfläche vereint.      

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Basti Kalender – Der Ersatz für den Microsoft Date and Time Picker

Warum ein eigener Kalender

Ich musste beim Erstellen vieler meiner VBA* Anwendungen dem Nutzer die Möglichkeit geben das aktuelle Datum oder auch ein bestimmtes Bearbeitungs- oder Zieldatum eingeben zu können. Um die Eingabe etwas komfortabler zu gestalten, nutzte ich dafür bis 2018 in allen Formularen den „Microsoft Date and Timer Picker“, welchen man durch die Auswahl von „Extras“ –> „Zusätzliche Steuerelemente“ den Steuerelementen der VBA* Toolbox hinzufügen konnte. Diese tolle Erweiterung öffnet beim Klicken auf die Dropdown Box einen „Mini Kalender“, mit welchem man durch Monate und Jahre navigieren kann. Beim Klicken auf einen bestimmten Tag wird dann das ausgewählte Datum in die Dropdown Box übernommen, wo es vom VBA*-Code ausgewertet werden kann.

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Bilder mit VBA (Excel) verkleinern

Vorgeschichte

Dieses kleine Tool entstand als „Arbeitserleichterungsmittel“ für meine Arbeitskollegen. Auf unseren Prüfstands-Rechnern in der Arbeit ist es aus Sicherheitsgründen leider nicht gestattet Fremdsoftware, welche nicht explizit von der IT-Sicherheit freigegeben wurde, zu installieren. Nun müssen wir aber von diesen Rechnern aus des Öfteren Bilder von diversen Prüfstandsaufbauten auf eine datenbankbasierte Softwareplattform übertragen. Leider hat diese Plattform den Nachteil, dass es eine Beschränkung für die maximale Größe der hochzuladenden Dateien gibt. Diese Grenze ist hierbei so niedrig gewählt, dass selbst Fotos welche mit der niedrigsten einstellbaren Auflösung von unserer Digitalkamera aufgenommen wurden sind, noch zu groß waren.

Diese beiden Fakten zusammen führten dazu, dass wir anfänglich die Fotos noch einzeln mit MS-Paint verkleinerten, was bei mehreren Fotos natürlich mühsam und auch ein wenig nervig war. Zum Glück verfügten aber auf alle Rechner über eine Microsoft Office Installation und so bastelte ich in VBA* für Excel ein Tool, mit welchem die Bilder auf der Festplatte ausgewählt, prozentual verkleinert, und anschließend als neue Datei mit auswählbarer Dateierweiterung gespeichert werden konnten. Leider ist dies nicht gerade das wofür Excel eigentlich genutzt wird, doch dank VBA* ist auch diese „Zweckentfremdung“ ganz praktikabel geworden.

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Visual Basic for Applications

Was ist VBA und wozu braucht man es

VBA*, kurz für „Visual Basic for Applications“, ist eine Scriptsprache welche zur Steuerung und Erweiterung von Programmabläufen in Microsoft Office Produkten (Excel, Word, PowerPoint, Access, etc.) entwickelt wurde. Sie ist seit Excel 95 fester Bestandteil der Office-Produktreihe und leitet sich, wie der Name es schon sagt, von Microsofts Visual Basic ab.

Mit VBA* ist es möglich Excel- oder Worddateien so zu erweitern, dass sie annähernd den gleichen Funktionsumfang wie klassisch programmierte Software bieten. Es verfügt über einen Formulareditor, mit welchem Formulare mit Buttons, Listboxen und vielen weiteren Ein- und Ausgabetools per Drag & Drop erstellt werden können. Des Weiteren kann mit VBA* auf die Funktionalität der Office-Produkte direkt zugegriffen werden. So ist es zum Beispiel möglich, aus Word oder Excel heraus, via Outlook Emails zu versenden ohne dieses dafür öffnen zu müssen. Der Funktionsumfang ist durch Verweise erweiterbar und bietet eine fast schon unüberschaubare Anzahl an Funktionen. 

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SLSS Sidebar

Vorgeschichte

Dieses kleine Tool hat eigentlich als „How-To“ – wie programmiert man C# unter VS angefangen. Während meines Fernstudiums zum Informatiker haben wir 2 Semester lang C#-Programme erstellen müssen, in welchen es von unterschiedlichen Datentypen bis hin zur Datenbankprogrammierung mittels SQL-Schnittstelle so ziemlich alles umzusetzen gab. Für das Erstellen nutzten wir eine kostenfreie Studentenversion von Microsoft Visual Studio*, eine der umfangreichsten IDE*s die es wohl auf diesem Gebiet gibt.

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SHAS-Radio Musik mit dem Raspberry Pi

Vorgeschichte

Nachdem ich mich ein wenig in die Handhabung der Raspberry Pi* eingearbeitet hatte, dauerte es nicht lange und ich kaufte mir eine 2. Raspberry Pi* fürs Wohnzimmer. Diese sollte dort einige Schalt- und Messaufgaben (Helligkeitsmessung, Schalten von Geräten mit IR-Empfängern wie HiFi-Decoderstation, TV-Receiver, etc.) übernehmen, damit diese platzsparend auch im Schrank untergebracht werden konnten. Diese Funktionen waren recht zügig umgesetzt und nun lag dieser auch damals schon recht leistungsfähige Mini-Computer hinter dem TV. Da wir viel und gern Radio, vorzugsweise Rockmusik, hören und ein Teufel Soundsystem besitzen auf dem sich diese auch super anhört, kam mir die Idee die sich langweilende Raspberry Pi* um ein Web-Radio zu erweitern, mit welchem wir einfach und bequem zwischen verschiedenen Internet-Radiosendern auswählen können. Das Ganze sollte sich natürlich, wie soll es auch anders sein, nahtlos in die selbstgebaute GUI (englisch: graphical user interface) meiner DIY-Hausautomatisierung* einbinden lassen. Der Startschuss zur Entwicklung des SHAS-Radio war damit gefallen.

Hinweis: Da dieses Projekt mittlerweile doch recht umfangreich geworden ist und Programmierkenntnisse sowohl in HTML, PHP, JavaScript als auch Python erforderlich sind, möchte ich hier keine detaillierte Nachbauanleitung, sondern viel mehr eine Anregung, respektive einen Wegweiser aufzeigen, um technikinteressierten Bastlern vorab eine grobe Richtung beim Start der Umsetzung eines ähnlichen Projektes zu geben. Bei Bedarf gebe ich aber auch gern die zur Installation nötigen Dateien weiter.

KOMMENTAR DES AUTORS

 

Version 1 – Headless SHAS-Radio für die Hausautomatisierung (2014)

In seiner ersten Version sollte das Radio ohne direkte GUI erstellt werden und ausschließlich über das Netzwerk fernsteuerbar sein, da die Radiofunktion auf der Raspberry Pi* im Wohnzimmer genutzt, aber über die Oberfläche meiner DIY-Hausautomatisierung*, welche wiederum auf einer anderen Raspberry Pi* läuft, bedient werden sollte. Der Plan war den Aufbau so zu gestalten, dass ich bei Bedarf auch weitere Räume mit einer Raspberry Pi* ausstatten und somit um ein Webradio erweitern hätte können. Da die Hausautomatisierung größtenteils in HTML, Javascript und PHP umgesetzt wurde, lag es nahe, dass SHAS-Radio auch mit diesen Sprachen umzusetzen, da damit die Kommunikation zwischen Hausautomatisierung und Radio einfach zu realisieren ist.

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Funk – Temperatursensoren mit dem Arduino

Vorgeschichte

Nachdem ich meine DIY-Hausautomatisierung* um viele Softwarefunktionen erweitert hatte und der Umstieg auf die Raspberry Pi* mich neugierig auf die Welt der Elektronikbasteleien gemacht hat, empfahl mir ein guter – ebenfalls technikaffiner – Freund, doch mal einen Blick auf das Micro-Controller-Board namens Arduino* zu werfen. Zu diesem Zeitpunkt hatte ich auf Grund meiner Ausbildung zwar bereits ein Grundverständnis von Elektrik und Elektronik, doch Micro-Controller waren komplettes Neuland für mich. Da das Thema aber so interessant war, bestellte ich mir das empfohlene Starter-Kit mit dem Namen Fritzing Creator Kit*, in welchem neben einem Arduino* Uno R3 auch einige elektronische Bauteile, ein Breadboard* und eine Handvoll Verbindungsleitungen zum Anschluss der Bauteile enthalten war. Nach ein wenig Rumspielerei mit den enthaltenen Bauteilen kam mir die Idee dem Micro-Controller eine sinnvolle Aufgabe zu geben. Einen Funk-Temperatursensor für meine Hausautomatisierung hatte ich schon länger auf meiner Nice-To-Have-Liste, doch leider gab es nichts passendes zu kaufen. Jetzt war die Zeit gekommen, es anzugehen diese selbst zu bauen. 

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DIY – Hausautomatisierung

Eines meiner älteren aber immer noch aktuellen Projekte ist meine DIY-Hausautomatisierung mit dem treffenden Namen SHAS für Sepp Home Automation Systems. Die Idee dahinter war unsere Mietwohnung ohne bauliche Veränderungen ein wenig „smarter“ zu machen. Das Verlegen von Bus-Leitungen oder installieren von Unterputz-Schaltaktuatoren war hierfür keine Option, das diese bei einem evtl. Wohnungswechsel zurück gebaut werden müssten. Der Einfall hierzu kam mir im Jahr 2010, als ich einen Bericht über „Das Haus der Zukunft“ im TV gesehen habe. In diesem konnte man per Tablet alle möglichen Funktionen wie Beleuchtung, Jalousien, Kamin, etc. bequem von der Couch aus steuern. Die Steuerung wurde durch einen eigenen Hausserver samt daran angeschlossenen Schaltaktuator realisiert. Ich fand das Thema total spannend, wusste aber sofort, dass so ein Aufbau für eine Mietwohnung schlichtweg nicht praktikabel ist.

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