Gingerlabs

Addressable LED Comparison

2022-05-29T00:00:00+00:00

A while ago I started collecting details of different addressable LED types. This list is by no means complete, nor 100% correct, but I never found a similar comparison overview elsewhere:

LED	PWM Frequency	ct/LED¹	All-white current	Quiescent Current	Colors	Voltage	Notes	Datasheet
WS2811	400 Hz	3		~1 mA	RGB	12 V²		PDF
WS2812B	430 Hz	5		0.6 mA	RGB	5 V		PDF
WS2812C	2 kHz		5 mA	0.3 mA	RGB	5 V		PDF
WS2813	2 kHz	8.5			RGB	5 V	- Backup data pin - Integrated capacitor	PDF
WS2815	2 kHz	7.5			RGB	12 V	- Backup data pin - Directly 12V compatible, although inefficiently	PDF
WS2816B	10 kHz			0.7 mA	RGB	5V	- Backup data pin - 16 bit resolution per color - Additional 4 bit gamma - Only available in small SMD packages and no strips currently available	PDF (English, auto translated) PDF (Chinese)
SK6812	1.1 kHz			1 mA	RGB	5 V		PDF
SK6812RGBW	1.1 kHz	9.5		1 mA	RGBW	5 V		PDF
SK6812WWA	1.1 kHz			1 mA	W/WW/A	5 V		PDF
APA102	19.2 kHz (RGB) 580 Hz (global)	10.5	24.5 mA	1 mA	RGB	5 V	- SPI protocol - Protocol Quirks	PDF
SK9822	4.7 kHz (RGB) CC (global)	11.5	20 mA	1 mA	RGB	5 V	- Constant current global brightness - APA102 Comparison	PDF
APA107	9 kHz				RGB	5V	- APA102 SPI protocol - Constant current global brightness (probably)	PDF
HD107S / NS107S	27 kHz			1 mA	RGB	5V	- APA102 SPI protocol - Constant current global brightness (probably)	PDF
HD108 / NS108	27 kHz			0 mA?	RGB	5V	- SPI protocol - 16 bit color + 5 bit CC per color	PDF

If you want to expand or correct this list, please send a pull request or issue.

Other niche LED types

UCS2904
- Like WS2811 IC, but RGBW and for higher voltages out of the box
- Probably SK6812 RGBW protocol
BS0815 / LC8808 / GS8205
- Like WS2815 (12V), but 12 bit PWM with internal gamma table (still 8 bit data)
- 8 kHz RGB PWM
- Internal test patterns
- LC8808 PDF
- GS8205 PDF

Rough estimation based on prices of 5m 60 LEDs/m IP20 strip on AliExpress ↩
When used in 12V-strip configuration (3 LEDs per IC), only addressable in groups of 3 LEDs ↩

DIY SmartMeter Part 1

2018-06-23T10:00:00+00:00

Wie bereits vor Jahren mal als Idee festgehalten kam ich nun endlich dazu, die Idee mit dem DIY SmartMeter umzusetzen.

Im vorherigen Artikel habe ich bereits angesprochen, das mySensors Netzwerk bei mir zuhause zu erweitern.

Nun ist den Stromzähler daran anzubinden der nächste logische Schritt, da mich die Stromverbrauchswerte schon immer interessiert haben.

Hardware

Bei diesem Projekt galt für mich nach dem eher hardwarelastigen letzten Projekt, der PDBox, ganz klar “Software first”.

Natürlich benötige ich trotzdem hardwareseitig einen Testaufbau. Hier daher ganz klassisch als Breadboard-Aufbau gelöst.

Komponenten

Reflexkoppler

Der CNY70 ist ein Infrarotreflexkoppler. Das bedeutet, dass er ähnlich wie ein Optokoppler aus einer Infrarot Leuchtdiode und einem Fototransistor besteht.

Während bei einem Optokoppler die beiden Komponenten jedoch im Gehäuse aufeinander zeigend verbaut sind, zeigen diese bei einem Reflexkoppler aus dem Gehäuse nach außen.

Das von der Leuchtdiode abgestrahlte Licht wird von der Oberfläche reflektiert und fällt zurück in den Fototransistor, der dann abhängig von der Lichtstärke einen gewissen Strom fließen lässt. Dieser Strom wird durch einen Widerstand in einen Spannungswert umgewandelt. Die Spannung kann anschließend mithilfe des Analog-Digital-Wandlers eines Mikrocontrollers gemessen werden.

CNY70 Adapterplatine

Der hier verwendete CNY70 benötigt noch zwei zusätzliche Widerstände, die ich zusammen mit dem Sensor auf eine eigen kleine Adapterplatine gelötet habe. Normalerweise hätte ich den CNY70 einfach mit Jumper Kabeln verbunden und die Widerstände erst auf dem Breadboard verbaut. Allerdings sind die Beinchen des Sensors ein bisschen dünner als normale Dupont Pins und die Kabel haben deshalb nicht gehalten.

Testaufbau

Für den Testaufbau habe ich dann einfach den Sensor mit Klebeband an den Stromzähler geklebt und das Breadboard in den Zählerschrank gelegt. Versorgt wird der Arduino mit einem normalen USB-Netzteil.

Software

Da nun die Hardware grundsätzlich erst mal steht kann ich mit dem spaßigen Teil beginnen.

Sensor auslesen

Die erste Hürde, an der ich vor ca. zwei Jahren gescheitert bin war, dass man mit dem Reflexkoppler ja diesen kleinen roten Strich auf der Zählscheibe erkennen muss. Wenn sich dieser am Sensor vorbei dreht, bewirkt er allerdings nur eine relativ geringe Änderung der reflektierten Lichtstärke, da sich der CNY70 nicht wirklich gut fokussieren lässt und infrarotes Licht nur bedingt von der roten Markierung absorbiert wird.

Als Größenordnung der geringen Änderung mal so viel: Beim Arduino tritt eine Änderung des gemessenen Analogwerts bei Erkennung des roten Strichs um ca. 5 Werte (von 1023) auf, während bei Ruhezustand bereits durch das Rauschen des Analog-Digital-Wandlers (ADC) der Wert schon um ca. 3 Werte schwankt.

Ein so geringes Signal müssten man nun entweder verstärken, oder man filtert das ADC-Rauschen mithilfe von Software aus dem Signal heraus. Letzteres ist der Weg, den ich gewählt habe, da eine Verstärkung auf der analogen Seite für mich deutlich komplexer wäre und den Messbereich des Sensors einschränken würde.

Filterung

Als Filterung nutze ich hier einen gleitenden Mittelwert. Bei diesem merkt sich der Mikrocontroller die letzten x gemessenen Werte und nimmt davon den Durchschnitt. Wird ein neuer Wert gemessen, so wird der älteste Wert verworfen. Durch diesen Filter beschränken sich die Schwankungen dann nur noch auf ungefähr einen halben ADC-Wert.

Den Messintervall habe ich mal auf 5 Millisekunden festgelegt. Damit sieht man ganz gute Kanten in den Werten und hat eine gute Reaktionszeit auf die rote Markierung.

Kalibrierung

Nun ist es allerdings so, dass der Fototransistor nicht nur auf das reflektierte Infrarotlicht von der Leuchtdiode reagiert, sondern auch auf anderes einfallendes Licht. Um den Sensor nicht jedes Mal manuell auf die Lichtverhältnisse im Zählerschrank kalibrieren zu müssen, habe ich hier erneut eine Filterung eingebaut. Dafür kommt ein sogenannter “exponentiell gewichteter gleitender Mittelwert” (EWMA) zum Einsatz.

Das hört sich jetzt sehr kompliziert an, heißt aber insgesamt eigentlich nur, dass der neu eingelesene Wert in einem Verhältnis zu dem bereits vorhandenen Durchschnittswert verrechnet wird. Das spart einiges an Arbeitsspeicher, da nur der aktuelle Durchschnittswert im Speicher gehalten werden muss.

Wird ein neuer Wert eingelesen, so wird von dem Durchschnittswert bspw. ein Hundertstel abgezogen und der neue Wert geteilt durch hundert dazuaddiert.

Somit wird immer errechnet, was der durchschnittliche Helligkeitswert ohne die rote Markierung ist, damit eine Abweichung akkurat ermittelt werden kann.

Sensorwerte

Im folgenden Screenshot sieht man nun die rohen Sensorwerte beim Vorbeidrehen der roten Markierung.

Die rote Linie ist der gleitende Mittelwert der Sensorfilterung, dort sieht man sehr gut, dass ein klarer Helligkeitsabfall auftritt, der recht gut in Software erkannt werden kann.

Die grüne Linie ist der EWMA von der automatischen Kalibrierung. Man sieht sehr gut, dass er sich immer sehr langsam dem aktuellen Wert annähert und immer maximal einen Wert vom gefilterten Eingangssignal abweicht.

Die blaue Linie ist ein Vergleichswert, was passieren würde, wenn man die kurzzeitige Filterung mit einem EWMA vornehmen würde. Die langsam abfallende Kante ist mir hier nicht eindeutig genug, weshalb ich den gleitenden Mittelwert (rot) bevorzuge.

Die ungefilterten Sensorwerte sind in diesem Diagramm nicht gezeigt, da man sonst die gefilterten Linien gar nicht mehr erkennen würde.

Momentanverbrauch

Da nun eine Umdrehung der Zählerscheibe sehr gut gemessen werden kann geht es darum, was man mit diesen Daten anfangen kann.

Auf dem Stromzähler steht immer, wie viele Umdrehungen pro gemessener Kilowattstunde anfallen. In meinem Fall sind es 375U/kWh. Das heißt man kann durch Zählen der Umdrehungen den Verbrauch in kWh erfassen und quasi den Zählerstand digital vorhalten, sofern der Sensor akkurat jede Umdrehung erkennt und keinen Ausfall erleidet.

Allerdings kann man zusätzlich auch die Zeit einer Umdrehung messen. Dadurch lässt sich dann nämlich der aktuelle Verbrauch in Watt berechnen. Dazu kann man einfach folgende Formel anwenden:

\[Watt=\frac{3600}{Intervall\ *\ \frac{375\ U/kWh}{1000}}\]

Ende Part 1

In einem eventuell folgenden zukünftigen Artikel möchte ich dann noch auf das Senden der Daten über MySensors und die Darstellung mithilfe InfluxDB und Grafana berichten. Außerdem erfolgt noch ein Umbau auf die modulare Platine SHMod24, um das Kabelgewirr im Zählerschrank zu reduzieren. Diese befindet sich aktuell noch in Entwicklung und es folgt hierzu hoffentlich™ bald auch ein Blog Artikel.

Blog Umzug

2018-06-13T10:00:00+00:00

Nach ca. dreiwöchiger Downtime ist der Blog nun endlich wieder online. \o/
Und das nicht nur in neuem Gewand, sondern auch mit neuem Unterbau.

Nach den Jahren war es mir mit WordPress aus diversen Gründen irgendwann genug. Dann trat am 25.05.2018 auch noch die DSG-Verordnung inkraft, für die ich meine WordPress Instanz einmal komplett überarbeiten hätte müssen. Da ich bereits seit mehreren Monaten mit dem Gedanken spielte, den Blog auf eine andere Technologie umzubauen, war das nun der perfekte Anreiz.

Ich habe den Blog nun nämlich einmal komplett neu gebaut, mit dem Static Site Generator Jekyll in Kombination mit dem Hydeout Theme.
Letzteres habe ich für meine Bedürfnisse angepasst und bin auch immer noch am Anpassen, da ein paar Kleinigkeiten in meinen Augen noch verbesserungswürdig sind. Beispielsweise, dass sich Bilder besser in den Text einpassen.
Außerdem habe ich aktuell noch keine Kommentarfunktion (das im Theme integrierte Disqus sehe ich nicht als akzeptabel an, weil Datenkrake), aber vermutlich werde ich in Zukunft etwas wie isso einbauen.

Durch den Umbau bin ich zusätzlich ins Überlegen gekommen, dass ich mal auch anderes ausprobieren möchte, like maybe shifting the language of my posts more toward English to address a bigger audience, but we’ll see.
Außerdem erscheinen auch ein paar Blog Artikel und Projektdokumentationen meinerseits auf dem Blog von Code for Heilbronn, wie bspw. das Telegram Klingel Projekt.

PS: In der Downtime war auf der Domain diese wunderschöne Abwesenheitsmeldung zu sehen:

Schaltbare Verteilerdose fürs 12V Netz - Teil 2: Bauen

2018-02-01T17:00:00+00:00

[Hier geht es zu Teil 1]

Ätzen der Platine

Nachdem das Layout geprüft war, ging es daran, die Platinen auch herzustellen. Hierfür hatte ich durch das FabLab Neuenstadt Zugriff auf die Werkzeuge und Hilfe, um eine eigene Platine zu ätzen.

Begonnen wurde damit, das PCB-Layout auf eine Folie zu drucken. Die Folie wird dann auf das Platinenmaß zugeschnitten und auf einer Platine mit Fotoschutzlack befestigt, die dann für ca. eineinhalb Minuten mit UV-Licht im Belichter belichtet wird. Dort, wo die Folie bedruckt ist, gelangt kein Licht auf die fotoempfindliche Schicht Nun wird die Platine für weitere eineinhalb Minuten in ein Entwicklerbad gelegt, das die Schutzschicht an den belichteten Stellen löst.

Nachdem die Platine kurz abgespült wurde, kommt sie in das eigentliche Ätzbad mit erwärmtem Natriumpersulfat. Das Ätzen dauert zwischen 10-30 Minuten und ist fertig, wenn sich alle belichteten Stellen des Kupfers vollständig aufgelöst haben. Zwischendurch wird der Zustand der Platine immer wieder überprüft, um zu vermeiden, dass der Prozess nicht zu weit voranschreitet und somit nicht zu viel weggeätzt wird.

Anschließend wird die Platine mit Handschuhen vorsichtig an den Haken aus dem Ätzbad genommen und mit Wasser und Aceton gereinigt.

Doch mit dem Ätzen ist bei Weitem noch nicht alles getan, um die Platine “fertig” nennen zu können. Es müssen noch die Löcher für die THT Komponenten gebohrt werden und die einzelnen Platinen aus der großen herausgetrennt werden. Dadurch, dass das Glasfasermaterial der Platinen sehr rau ist, habe ich zwei ganze billige Trennscheiben pro Platine benötigt, um sie zurechtzuschneiden. Nach dem Zuschneiden waren die Scheiben bis auf wenige Millimeter heruntergeschliffen.

Zum Schluss bin ich noch mit einem Schleifpapier über die Kanten gegangen, um scharfe Kanten zu entfernen.

Bestückung

Nachdem die Platinen nun fertig waren, ging es nun endlich daran, auch die Bauteile aufzubringen.

Ich begann mit der Power-Platine, da ich dort meine Konstruktion testen wollte.

Und zwar sollen die LEDs als “Stelzen” für die Taster fungieren, sodass man nur die LEDs drücken muss, um den jeweiligen Eingang zu schalten. Dafür habe ich die Einlötpunkte für die LEDs ein Stück von den Tastern entfernt im Platinenlayout eindesigned, damit der LED ein gewisser Bewegungsfreiraum geben wird. Unter jede LED kam noch ein Tropfen Heißkleber, damit sie besser auf den Tastern sitzen.

Danach erfolgte die restliche Bestückung der Power Platine mit SMD Komponenten auf der Unterseite, XT60 Stecker, Pin Header, MOSFETs und Drahtbrücken.

Damit die Metallrückseiten der MOSFETs nichts kurzschließen können, wurden sie noch in Schrumpfschlauch verpackt.

Als die Power-Platine fertig und getestet war ging es weiter mit der Logik-Platine. Diese war verhältnismäßig einfach zu bestücken, allerdings gab es noch eine kleine Hürde:

Da Arduino und NRF auf der Unterseite der Platine befestigt werden sollen, bzw. aus Platzgründen müssen, mussten sie auf die Kupferseite der Platine gelötet werden. Da das Einlöten von Buchsenleisten auf die Kupferseite fast nicht möglich ist, habe ich einfach die Buchsenleisten an Arduino und NRF angelötet und Stiftleisten auf die Platine.

Fertige Platinen

Nun sind beide Platinen bestückt und können endlich zusammengesteckt werden. Die Platinen halten durch die Steckverbindung schon besser als erwartet aneinander.

Gehäuse

Nun, da die Elektronik fertig war, galt es noch die Platinen in ein stabiles Gehäuse zu verpacken. Hierfür bietet sich, wie bereits früher einmal angesprochen, eine Verteilerdose aus der Elektroinstallation sehr gut an.

Die Aussparungen auf der Vorderseite der Dose wurden mit einem Lasercutter herausgeschnitten, damit diese so akkurat wie möglich sind. Das ist möglich, da die Verteilerdose aus Polypropylen (PP) Plastik ist und somit gelasert werden darf, denn PP enthält keine Chlorverbindungen, die beim Lasern Chlorgas freisetzen würden. Allerdings verdampft PP beim Lasern nicht wie bspw. Acrylglas oder Holz, sondern schmilzt nur, was die Schnittkanten etwas abrundet.

Außerdem habe ich auf der oberen Seite der Dose noch Löcher in die Kabeldurchführungen für die XT60 Stecker der Zuleitung geschnitten und diese mit Heißkleber fixiert.

Für die USB-Buchse des Arduinos habe ich auch noch ein Loch in die Seite der Dose gebohrt und mit einem Cuttermesser die Kontur verbessert. Allerdings ist das nicht ganz so schön geworden, wie erhofft.

Fertige Hardware

Um die Platinen an der Front des Gehäuses zu befestigen habe ich in die obere Platine und den Deckel der Dose noch sechs Löcher für Nylon-Abstandshalter gebohrt und diese am Deckel befestigt.

Mit Einbau der Platinen in das Gehäuse war die Hardware soweit auch fertig.

Fazit

Mit der fertigen Hardware erfolgten noch ein paar Anpassungen am Code und dann war die PDBox (kurz für “power distribution box”) auch schon einsatzbereit.

Den Code findet man wie üblich auf GitHub, sowie auch die [Platinendateien](“https://github.com/LeoDJ/HomeAutomation/tree/master/12V_DistributionBox_1/Hardware”.

Ausblick

Nachdem die Verbindung zwischen mySensors Testgateway und der PDBox recht gut funktioniert, kann man darüber nachdenken das Netzwerk zu erweitern.

In Planung sind den Stromzähler mit einem Sensor zu erfassen, diverse Temperatursensoren im Haus zu verteilten und jeweils über mySensors anzubinden.

Sobald alles über mySensors läuft, ist auch eine zentralisierte Anbindung an einen Controller wie bspw. Home Assistant denkbar, womit man dann Automatisierungen planen und auch andere Komponenten miteinbeziehen kann.

Schaltbare Verteilerdose fürs 12V Netz - Teil 1: Planung

2018-01-11T11:30:00+00:00

Wie bereits im letzten Artikel angekündigt, ist eine schaltbare Version der Verteilerdose geplant.

Verwendet werden sollen MOSFETs zum Schalten der Ausgänge, da viele Relais in dem kleinen Gehäuse der Verteilerdose schlecht unterzubringen sind. Außerdem haben sie den Vorteil, dass man damit LED Streifen dimmen kann.

Als Steuerung soll ein Arduino Nano in Kombination mit einem NRF24L01+ Funkmodul zur Kommunikation eingebaut werden.

Software

Wie es sich gehört, habe ich erst einmal an der Software geschraubt, bevor ich überhaupt eine konkrete Hardware vor mir hatte.

Hierfür habe ich die mySensors library gefunden, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Knoten für Home Automation sehr einfach macht. Zusätzlich war es die einzige Library, die ich in meiner ersten Suche gefunden habe, die einfach und ohne große Einrichtung ein Mesh-Netzwerk zwischen den NRF-Funkmodulen aufbaut, was die sonst eher geringe Reichweite der Module deutlich verbessert. Allerdings ist es kein echtes Mesh, da man lediglich einzelne Nodes als Repeater einstellen kann und diese dann die Nachricht an das Gateway weiterleiten.

Die Sicherheit der Lösung ist natürlich nicht die Beste. Die Befehle und Werte werden über die Funk-Pipe des NRF unverschlüsselt übertragen. Wer also die NRF Pipe-ID und das mySensors Protokoll kennt, könnte ganz nah am Haus Sensorwerte mitlesen und Verbraucher schalten. Aufgrund des geringen Angriffsvektors und eher unkritischen Informationen finde ich den Mangel an Verschlüsselung allerdings einen akzeptablen Negativpunkt.

Nachdem ich ein Hello World Beispiel kurz zusammengecodet hatte, habe ich zwei Arduinos mit jeweils einem NRF auf einem Breadboard zusammengesteckt, um ein Gateway und einen Node zum Programmieren zu haben.

Anhand dieser Breadboard Version konnte ich dann die erste Version der Software für die Verteilerdose entwickeln.

Planung

Als die grobe Testversion der Software stand, galt es sich an das Hardware-Design zu machen. Als maximaler Platinenplatz standen die Innenmaße der Verteilerdose zur Verfügung.

Meine Anforderungen an die Dosen waren:

Mindestens 4 Ausgänge, besser mehr
Solides Gehäuse, dass man Stecker ohne viel Biegen ein- und ausstecken kann
Schaltbare Ausgänge
Taster und LEDs zum manuellen Schalten der Ausgänge

Komponenten

Also stellte ich mir eine grobe Komponentenliste zusammen:

Aufputzdose aus dem Baumarkt
Arduino Nano
NRF24L01+
Spannungswandler 12V->5V
Spannungswandler 5V->3,3V
2x XT60 Buchsen als Spannungsversorgung / zum Weiterschleifen
XT60 Stecker als “Steckdosen”
MOSFETs
LEDs
Taster

Layout

Basierend darauf begann ich, den Schaltplan in Target 3001 zu erstellen. Das war schnell erledigt.

Daraufhin wandelte ich den Schaltplan in ein Platinenlayout um. Also habe ich angefangen, die Platine mit sechs schaltbaren Ausgängen zu zeichnen und stellte schnell fest, dass der Platz auf einer Platine doch sehr schnell knapp wird. Selbst wenn ich diese doppelseitig ausführen würde, was ich vermeiden will, würde ich nicht alle Komponenten unter bekommen.

Also habe ich die Logikkomponenten wie Arduino, NRF und die Spannungsversorgung auf eine zweite Platine verbannt, die ich mit Steckverbindungen mit der Power-Platine verbinden werde.

Aber selbst dann hatte ich nicht genug Platz, um alle sechs Ausgänge mit einem MOSFET zu versehen. So blieb es bei lediglich vier schaltbaren Ausgängen und zwei Dauerausgängen.

Auch mit der Limitierung auf vier schaltbare Ausgänge habe ich drei Design-Revisionen gebraucht um die Komponenten auf eine einseitige Platine platziert zu bekommen.

Als das Layout stand habe ich nochmal jemand drüber gucken lassen, dass ich keine groben Fehler eindesigned habe.

Somit wäre die Planung abgeschlossen. Im nächsten Teil des Artikels geht es dann um die Herstellung der Platine und Bau der finalen Box.

Zimmer 12V Netz

2017-11-10T19:00:00+00:00

Idee

Vor einiger Zeit fiel mir auf, wie viele Geräte ich im Zimmer rumstehen habe, die mit 12V versorgt werden. Z.B. Modellbauladegerät, Lüfter, LED Beleuchtung, etc. Natürlich hat auch jedes dieser Geräte jeweils ein eigenes Netzteil, was einerseits dafür sorgt, dass viele Steckdosen der Mehrfachsteckdosen dadurch eingenommen werden und andererseits, dass diese Netzteile auch während das Gerät ausgeschaltet ist ein klein wenig Strom verbrauchen. Daher die Idee: warum nicht einfach die 12V zentral umwandeln?

Die generelle Notwendigkeit für 230V Wechselspannung im Haus ist natürlich nachvollziehbar. Wechselspannung kann man leicht und mit (verhältnismäßig) wenigen Verlusten transformieren und die hohe Spannung innerhalb eines Hauses bzw. Wohnblocks hält die Leitungsverluste relativ gering.

Innerhalb eines Zimmers sind diese Eigenschaften jedoch nicht notwendig. Viele Geräte benötigen dieselbe Spannung und die Leitungslänge beschränkt sich auf wenige Meter, was bei moderaten Strömen die Verluste gering hält.

Bauteile

Als zentrales Netzteil soll ein altes Computer-ATX-Netzteil herhalten, da die Meisten sehr leistungsstark sind. Sie können über 20 Ampere bei 12V bereitstellen und da ich noch einige alte herumliegen habe, muss ich nicht extra eins kaufen.

Da alle LED Streifen und das Modellbauladegerät doch einige Ampere ziehen können entschied ich mich ein Kabel mit großem Querschnitt zuzulegen. Die Wahl fiel auf eine 30m Rolle 2x4mm² Lautsprecherkabel. Das besteht zwar nur aus verkupfertem Aluminium als Leiter, bietet aber den selben Leitungswiderstand wie 2,5mm² Vollkupfer für deutlich weniger Geld.

Da ich das System so modular wie möglich halten möchte werden die Kabelstrecken an den Enden jeweils mit XT60-Verbindungen ausgestattet.

Geplant sind aktuell zwei Versorgungspunkte, an denen jeweils eine Art “XT60-Mehrfachsteckdose” angebracht werden soll. Die Idee hier ist, diese in Aufputz-Abzweigdose einzubauen. An diese werden dann mit Adapterkabeln die Verbraucher angeschlossen.

Verbraucher

Wie oben bereits kurz aufgezählt hier noch eine ausführlichere Beschreibung der Verbraucher, die an das 12V System angeschlossen werden sollen:

In meinem Zimmer befinden sich diverse LED Streifen zur Beleuchtung. Über der Couch befindet sich ein RGB-LED-Streifen mit Fernbedienung zur Szenenbeleuchtung. Über dem “Werkbrett” im Regal kleben 3 parallele Streifen weißer LED-Streifen als Arbeitsbeleuchtung (der macht sehr schön weiches Licht). Geplant ist auch noch weitere RGB-LED-Streifen in den Schattenfugen an der Decke anzubringen.

Da meine Heizung sich hinter meinem Schreibtisch, unter dem Fenstersims, hinter den Monitoren befindet staut sich im Winter dort oft die Wärme, die so schlecht an das Zimmer abgegeben werden kann. Deshalb habe ich dort einen temporären, alten PC-Lüfter installiert, der die Luft unter dem Fenstersims herauspustet.

Außerdem befindet sich auf dem Werkbrett ein Buck-Boost-Modul als “Labornetzteil” für kleinere Testaufbauten.

Da ich in meiner Freizeit aktiv Quadcopter fliege müssen auch die Akkus entsprechend oft geladen werden. Das Ladegerät wird direkt mit 12V versorgt, und kann mit bis zu 80W laden. Verluste eingerechnet ergibt sich ein Stromfluss zwischen 7-8A bei 12V.

Als weitere Überlegung steht im Raum, auch den 3D Drucker über das 12V Netz zu versorgen. Der Vorteil wäre, dass nicht mehr das beigelegte Netzteil von fraglicher Qualität und Sicherheit genutzt werden müsste. Allerdings kann der Drucker durch das beheizte Bett bis zu 250W verbrauchen. Bei 12V wären das über 20A, wo es wiederum mit dem ATX-Netzteil knapp wird, sofern ich das Ladegerät gleichzeitig betreiben möchte. Außerdem entsteht bei diesen Strömen doch ein gewisser Leitungsverlust, der auch noch mit dem dicken Kabel merkbar ist.

Erweiterungsideen

Anstatt des ATX Netzteils könnte man auf ein Server-Netzteil ausweichen, von denen ich auch noch ein Paar da habe. Allerdings sind deren Lüfter auch auf niedrigster Stufe noch recht laut.

Man könnte das 12V Netz zu einem späteren Zeitpunkt perfekt an ein Solarsystem auf 12V Basis koppeln, das sich hauptsächlich aus den per Solar geladenen Akkus versorgt und bei zu geringer Spannung der Akkus ein Netzteil/Ladegerät zuschaltet.

Die passiven XT60-Verteiler könnten mit Arduino, Knöpfen und MOSFETs um schaltbare Ausgänge erweitert werden. Und als weiteren Gedanken eventuell auch an ein Home-Automation System angebunden werden. Diese Erweiterung befindet sich aktuell bereits in Planung.

Fazit

Ein 12V-Netz aufzubauen würde sich für die Anzahl der Verbraucher definitiv Lohnen und der Aufwand von Kabel verlegen und Verteilerdosen bauen hält sich auch in Grenzen.

Aktuell habe ich bereits Stecker, Kabel und Netzteil da und arbeite schon an den Verteilerdosen.

Es hat sich viel getan

2017-09-27T10:34:56+00:00

Nur ein kurzes Statusupdate. Wie man an der Artikelfrequenz bereits gemerkt hat, fehlt dieses Jahr doch ziemlich die Motivation Artikel für den Blog zu schreiben, obwohl es genug Themen gäbe…

Dies liegt unter anderem daran, dass ich nicht mehr nur alleine zuhause an meinen Projekten arbeite, sondern viel in Heilbronn während dem Coding Abend und im FabLab Neuenstadt. Durch den dort vorhandenen konstanten Austausch hält sich der Mitteilungsdrang für den Blog doch leider eher in Grenzen…

tl;dr Projekte

Es gibt genug Dinge, über die ich je nach Motivation Artikel schreiben könnte:

Ich bin seit Sommeranfang regelmäßig im Fablab Neuenstadt und dort auch Mitglied
Ende August war ich mit Code for Heilbronn auf der MakerFaire in Hannover mit einem eigenen Stand
Ich bin aktuell sehr aktiv im Bereich FPV Race Copter und war dadurch auch bereits auf zwei Renn-Festivals
Wir haben an Coding Abenden ein MateLight gebaut
Vale und ich haben ein altes Elektromobil auf Fernsteuerung umgebaut
Und viele weitere kleine Projekte und unzählige Projektideen

Sofern sich jemand meldet, der unbedingt einen Artikel zu einem spezifischen Thema haben möchte, dann würde das die Motivation wahrscheinlich schon ziemlich ankurbeln. Aber ich verspreche Nichts ^^

Banggood Compact Shopping Cart Bookmarklet

2017-06-25T10:00:03+00:00

Nur ein schneller Tipp: Ich shoppe sehr gerne auf Banggood nach Elektronikteilen und da mache ich auch gerne Screenshots von dem Warenkorb, um ihn z.B. mit Freunden zu teilen. Nun ist das Layout von der Seite aber so riesig, dass man nur wenige Produkte auf einmal in den Screenshot bekommen würde.

Das hat mich gestern genug geärgert, um schnell etwas CSS zusammenzupfuschen, um den Warenkorb kompakter zu gestalten. Geendet ist der Aufwand in 2 Bookmarklets mit unterschiedlicher Kompaktheit.

Die Benutzung der Bookmarklets ist ganz einfach. Bevor man einen Screenshot macht, einfach das Bookmarklet anklicken und wenn man wieder zur normalen Ansicht zurückkehren möchte, einfach die Seite neu laden

Um die Bookmarklets zu speichern, einfach einen der Links in die Lesezeichenleiste ziehen.

Den CSS Code in schönerer Formatierung gibt’s im GitHub Gist.

IoT in the Box v1.1 - Jetzt mit Temperaturfühler!

2017-03-29T10:50:04+00:00

Hm, jetzt steht da so eine IoT Box mit Knopf hier rum und so wirklich nützlich ist sie jetzt auch nicht, da durch die bereits angesprochenen Einschränkungen nicht outdoor-tauglich. Also was damit machen? Richtig, upgraden!

Ziel des Upgrades

Es sollen die Temperaturen innerhalb meines Zimmers und außerhalb auf dem Balkon gemessen werden und die Daten der Einfachheit halber zu Thingspeak zur Visualisierung geschickt werden.

So nun aber ab ans Projekt:

Temperatursensoren

Ich hatte vor langer Zeit mal die Dallas DS18B20 1-Wire Temperatursensoren bestellt. Diese Sensoren sind echt klasse, sie haben

Einen Messbereich von -55°C bis +125°C
Die Möglichkeit, über die Datenleitung mit Strom versorgt zu werden und benötigen dadurch nur 2 Anschlusskabel
Man kann mehrere Sensoren an den gleichen Bus hängen und diese anhand der bereits einprogrammierten UID auseinander halten

Hardwareerweiterung

Die Hardware aus Version 1.0 wurde nur minimal modifiziert. Ich habe eine Aussparung vorne in den Karton geschnitten und dahinter eine 2-polige Lüsterklemme geklebt. Einen Pol habe ich direkt mit der Ground-Rail verbunden und den anderen mit dem letzten freien GPIO Pin.

Um die Sensoren über die Datenleitung mit Strom zu versorgen, muss man an diese noch einen Pullup-Widerstand anschließen. Für diesen ist ein Wert von 4,7 kΩ empfohlen.

Es ist nicht so schön geworden, wie es sein könnte, aber solange es funktioniert bin ich zufrieden.

An die Lüsterklemme wurde nun ein Sensor für drinnen mit einem kurzen Kabel parallel zu einem 2-3m langen Kabel für den Außensensor angeschlossen.

Ich hatte zuerst bedenken, dass diese Kabellänge zu Störungen führen könnte, aber nach einigen Tests stellte sich heraus, dass der Sensor genau so zuverlässig arbeitet, wie der an dem kurzen Kabel.

Damit der Außensensor nicht so stark durch die Luftfeuchtigkeit in Mitleidenschaft gezogen wird, habe ich die Lüsterklemme, mit der er am Ende des Kabels befestigt ist, mit Heißkleber versiegelt.

Der Außensensor hängt nun unter dem Dach vom Balkon und das Kabel führt durch mein Fenster zur IoT Box.

Software

First things first, Link zum Code auf Github.

Die Software besteht hauptsächlich aus dem Auslesen der Sensoren und Senden der Werte zu Thingspeak.

Der Code könnte etwas besser strukturiert sein, aber dazu hatte ich nach all den Monaten bei weitem keine Lust mehr, daher release ich ihn as-is.

Fazit

Der Sensor sammelt nun seit September 2016 fleißig Daten und stellt diese auch auf der Thingspeak Seite schön dar. (Aktuell sind es ~72.000 Datenpunkte, Stand März 2017).

Da der Sensor sich leider auf dem Balkon, also nah am Haus, und auch noch auf der Südseite befindet, ist die Genauigkeit der Minimal-/Maximalwerte nicht so hoch. Denn im Sommer heizt sich die Luft unter dem Balkondach durch die Sonneneinstrahlung ordentlich auf und im Winter strahlen die Hauswände Wärme ab. Aber die durchschnittliche Temperatur ist im Großen und Ganzen okay.

Besonders nützlich sind die 2 Sensoren besonders im Sommer, dann kann man abends nämlich immer sehen, ab wann es draußen kälter ist, als drinnen und es sich lohnt, das Fenster aufzumachen.

Keepalive // Aktuelle Projekte

2017-01-31T14:15:49+00:00

Für alle, die sich wundern, nein, ich bin nicht tot. Ich hatte lediglich in letzter Zeit wenig Zeit (und Lust), aktiv an dem Projekt Blog weiterzuarbeiten.
In der Zwischenzeit hat sich viel getan…

Schulisch

Ich habe mein Duales Studium der Angewandten Informatik bei Lidl begonnen und stecke aktuell in der Theoriephase an der dualen Hochschule.

Freizeitlich

Außerdem habe ich eine super Community im Coworking Space Heilbronn kennen gelernt, die jeden Donnerstag Abend einen Coding Abend veranstaltet, bei dem man gemeinsam an Projekten rund um Open Data und mehr arbeiten kann.
Dort habe ich bereits an einigen Projekten, wie z.B. Farmbot, Materix und vielen weiteren kleinen Projekten mitgearbeitet und auch zeitweise an eigenen Projekten von mir gearbeitet. Alles in allem ist es ein schönes Beisammensein und ein guter Ort zum geistigen Austausch.

Projekte

Dadurch, dass ich jeden Donnerstag Abend die Möglichkeit habe, an vielen verschiedenen Projekten zu arbeiten, ist die Motivation, eigene Projekte zuhause weiter durchzuziehen eher gesunken, aber trotzdem kam über die Monate einiges zustande:

Ich habe zusammen mit einem Freund im Haus endlich mal LAN Kabel verlegt, um für den angekündigkten VDSL Ausbau Mitte November 16 vorgesorgt zu haben und endlich von diesem unzuverlässigen dLAN weg zu kommen. Nun befindet sich in jedem wichtigen Zimmer eine Gigabit LAN Dose.
Die IoT in the Box wurde um Temperatursensoren erweitert, um die Zimmertemperatur und die Außentemperatur zu messen und zu loggen. Dazu wird noch ein Artikel folgen.
Zu guter Letzt habe ich testweise einen Freifunk-Knoten eingerichtet, der nun bei mir zuhause kostenloses WLAN zur Verfügung stellt (auf 5/1 MBit/s abgeriegelt, natürlich)

tl;dr

Ich bin nun wieder aktiv und es werden einige Artikel zu den verpassten und aktuellen Projekten folgen.