Projekte

Schatzkiste mit LEDs

Erstellt: 2022

Beschreibung

Inspiriert durch das Video von atomic14 zu Wireless LEDs wollte ich unserer Kleinen eine Schatztruhe mit leuchtenden Edelsteinen bauen. Dabei gab es für mich eigentlich nur zwei Herausforderungen: Zum ersten Mal mit Epoxidharz arbeiten und selber ein 3D-Model für den Sockel entwerfen.

Durch recht einsteigerfreundliche Epoxidharz-Sets verlief das Gießen der Edelsteine mit den darin befindlichen LEDs komplett problemlos. Keine Ahnung, warum ich mir hierbei irgendwelche Sorgen machte. Das Ganze ist so einfach, wenn man die Sicherheitshinweise beachtet, dass ich direkt noch mehr Ideen habe.

Anders ging es mir mit der 3D-Modelierung. Die ersten Schritte wagte ich mit der Hobbylizenz von Fusion 360. Jedoch waren die Sorgen hier berechtigt, denn das Ausprobieren ohne Anleitung waren alles andere als erfolgreich. Somit musste ich wohl oder übel erstmal lernen, suchte mir entsprechenden einen Crashkurs auf YouTube raus und fühlte mich danach gerüstet für einen erneuten Versuch. Danach ging alles so einfach von der Hand, dass bereits zwei weitere Projekte, die in Warteposition standen, demnächst weiter gehen werden.

Alles in Allem ein sehr lehrreiches Projekt. Und die beste Belohnung ist, dass es unserer Kleinen auch super gefällt.

Einkaufsliste

• Wireless induktive LEDs
  Die LEDs eingegossen in Epoxidharz gespeist durch alltägliche Induktion. So magisch es wirkt, so normal ist es eigentlich.
• TP4056 LiPo Charger
  Zum Aufladen der LiPo per Micro-USB. Zur Sicherheit habe ich den Ladestrom durch Ersetzen des Widerstand 122 (1,2kΩ) durch einen 5kΩ Widerstand auf nur 250mA begrenzt.
• MT3608 Step-Up Modul
  Zieht die Spannung am Ausgang des TP4056 auf 5V hoch, um alle dahinterliegenden Komponenten betreiben zu können.
• 3,7V 1000mAh LiPo
  Für den Betrieb ohne Stromquelle, was für einige Stunden Laufzeit ausreicht.
• LED-Sortiment
  Ein paar normale LEDs als Fackeln auf dem Sockel, um zu zeigen ob der Sockel an oder aus ist.
• Schiebeschalter
  Ein simpler Schiebeschalter, um das Ganze an- und ausschalten zu können.

Kiste und Dekoration

• Piraten-Schatzkiste
  Natürlich durchsichtig, damit man auch was von den leuchtenden Edelsteinen hat.
• Piraten-Edelsteine
  Zusätzlich ein paar andere Schätze, um die Schatzkiste aufzufüllen.
• Epoxidharz und Formen-Set
  Das Harz in welches die LEDs eingegossen sind sowie entsprechende Formen.

GamePi15

Erstellt: 2021

Beschreibung

Ein kleines spontanes Projekt, denn eigentlich brauchte ich nur ein paar Bauteile für ein anderes Projekt und stieß dabei eher zufällig auf das GamePi15-Kit. Die winzige Größe hatte mich sofort überzeugt und mit der zu diesem Zeitpunkt erst kürzlich erschienenen Raspberry Pi Zero 2 würde das sicherlich ein wunderbares Spielzeug werden.

Der Zusammenbau war sehr einfach. Es in das 3D gedruckte Case zu bekommen etwas fummeliger. Dafür konnte ich viel Zeit bei der Einrichtung von RetroPie sparen, denn ich konnte sehr viel von der bereits fertig eingerichten Version im Wohnzimmer, welche auf einer Raspberry Pi 4 läuft, übernehmen. Neu hinzu kam nur eine selbstgeschrieben Offline-Synchronisierung von Spielen und Spielständen sowie die initiale Einrichtung der Screen-Treiber und Ansteuerung des Speakers. Doch mit der "fbcp-ili9341"-Library und dem "audremap"-Overlay ging es am Ende doch einfacher als befürchtet.

Einkaufsliste

• Raspberry Pi Zero 2 W
  Das Herzstück für die gesamte Emulation der diversen alten Konsolen. In dem Fall direkt die neue Zero 2 um auch problemlos PlayStation-Spiele spielen zu können
• GamePi 15 Kit
  Ein fertiges Gaming-Kit, welches Screen, Buttons und einen Speaker mitbringt
• GamePi 15 Case
  Das Case als 3D-Druck in verschiedenen Versionen
• 14500 Li-Ion Akku
  Zu guter Letzt noch etwas portabler Saft

Pimp My Wanduhr

Erstellt: 2021

Beschreibung

Ich wollte schon länger mal etwas mit adressierbaren LEDs machen, fand aber lange nichts, was nicht auch einen zumindest geringen praktischen Nutzen hat. Dann sah ich die neue Amazon Echo Wall Clock mit ihrer Timer-Funktion und dachte, dass könnte man doch fix selber bauen. Pimp My Wanduhr! Die meisten Bauteile hatte ich noch herumliegen, sodass ich eigentlich nur den LED-Streifen sowie ein unauffälliges USB-Kabel benötigte.

Wozu nun der ganze Spaß? Eingebunden im Home Assistant kann es alle möglichen Countdowns darstellen. Dazu wird ein Bereich innerhalb der nächsten Stunde farblich markiert und langsam mit jeder Minute eine LED ausgeblendet. Natürlich habe ich noch weitere Effekte hinzugefügt, die für diverse andere Ereignisse verwendet werden können.

Einkaufsliste

• ESP32 Mikrocontroller
  Natürlich ein Mikrocontroller zur Steuerung des LED-Streifens. Es reicht auch ein ESP8266 oder gar ein simpler ATmega.
• Logic Level Converter
  Um die Datenleitung auch auf 5V anzuheben, was wiederum flackern vorbeugt.
• Adafruit NeoPixel LED Streifen
  Das Herzstück dieses Projekts in grob passender Länge und seitlichen LED.
• Flacher Aluminiumdraht
  An diesem ist der LED-Streifen befestigt, wodurch das Projekt fixiert aber abnehmbar ist.
• Flaches weißes USB-Kabel
  Damit es an der Wand möglichst unauffällig ist.
• 3A USB-Netzteil
  Ein Netzteil mit genug Saft, sodass theoretisch jede LED voll weiß leuchten kann.

Digitale Weihnachtskugel

Erstellt: 2021

Beschreibung

Als ich eine recht alte kommerzielle Variante einer digitalen Weihnachtskugel wegen Neugier auseinandernahm, nahm ich mir auch vor das winzige 128×128 Display durch etwas größeres zu tauschen. Bei der Recherche nach geeigneten Displays fand ich aber schnell heraus, dass die Dimension der kommerziellen Kugel ungünstig waren. Also entschied ich mich dazu direkt eine ganz eigene Variante mit einer Acryl-Kugel aus dem Bastelladen umzusetzen.

Nach noch mehr Recherche fand ich dann ein rundes Display, welches hochauflösend genug für meinen Anspruch war. Basierend auf diesem runden Display mussten dann nur noch ein paar Komponenten ergänzt werden und schon war das grundlegende Projekt erledigt. Doch da ich am beiliegenden Treiber-Board einen Lautsprecher-Anschluss entdeckte, entschied ich mich dazu die Weihnachtskugel noch mit Ton auszustatten. Das mündete dann wie üblich in weitere Ideen, sodass die Weihnachtskugel schlussendlich nicht nur eine Bilder-Slideshow mit gelegentlichen Tönen ist. Sondern sie ist auch im Home Assistant integriert und kann damit auf diverse Ereignisse (bspw. die Türklingel) reagieren oder sich stumm schalten, wenn bspw. der Fernseher läuft oder es Nacht wird.

Einkaufsliste

• Raspberry Pi Zero W
  Als kleine Recheneinheit, die auch in die Acryl-Kugel passt. Aufgrund des HDMI-Anschlusses des runden Displays war es naheliegend eine Raspberry statt einem Mikrocontroller zu verwenden.
• 3,4″ 800×800 Rundes Display
  Der Kern des gesamten Projekts, inkl. passendem HDMI-MIPI-Board und Lautsprecher-Anschluss.
• 3W 4Ω Lautsprecher
  Die passenden Lautsprecher für das mitgelieferte Treiber-Board des runden Displays.
• DIY HDMI Flachbandkabel
  Aufgrund des begrenzten Platzes passten die üblichen Adapter-Kabel für Mini-HDMI schlichtweg nicht.
• BS 170 Mosfet, UV-LED und diverse Widerstände
  Um die UV-LED mit 5V und knapp 20mA ansteuern zu können, damit sie ordentlich "hell" ist, ohne viel Saft vom GPIO zu ziehen.
• MicroSD Klasse 10 A1 Karte

Acryl-Kugel und andere Dekoration

• Transparente Acryl-Kugel
  Direkt aus einem lokalen Bastelladen für einen schmalen Groschen und mit dem tollen Fenster vorn.
• Acrylfarben und nachtleuchtender Neon-Farben
  Für die schöne rote Farbe. Die nachtleuchtende Neon-Farbe der Schneeflocke hinten wird innen von der UV-LED angeleuchtet.
• Goldene Acrylfarbe und Goldener Basteldraht
  Damit die Kugel nicht ganz so einfarbig wirkt und um sie später an den Weihnachtsbaum hängen zu können.

Infra-Radio-Box

Erstellt: 2021

Beschreibung

Als kleiner Abwechslung dachte ich mir, ich baue mal wieder etwas nützliches für unser Smart Home. Ich wollte die Möglichkeiten eines LIRC zum Senden von IR-Signalen mit dem Empfangen diverser Radio-Signalen per DVB-T Stick in einer Raspberry Pi kombinieren. Wie üblich ist das Ganze dann doch recht schnell ausgeufert, allerdings vorallem im SDR-Bereich.

Für die IR-Fernbedienungen per LIRC habe ich einen simplen Parser geschrieben, der aus den üblichen LIRC-Konfigurationen eine Nachbildung des Tastenlayouts der Original-Fernbedienung erzeugt. In LIRC wiederum habe ich dann alle IR-fähigen Geräte vorkonfiguriert, sodass ich diese theoretisch alle per App-/Web-Oberfläche oder MQTT steuern kann, sofern die IR-LEDs das jeweilige Gerät erreichen. Damit werden auch ältere Modelle plötzlich Smart.

Mit dem DVB-T Stick, welcher per SDR in Kombination mit so mancher Software so einige Datenpakete auf diversen Frequenzen empfangen und dekodieren kann, wollte ich in erster Linie per rtl_433 klassische Funk-Wetterstationen und ggf. TPMS-Daten abgreifen und in unseren Home Assistant integrieren. Bei der Recherche fand ich aber noch so einige interessante Anwendungsmöglichkeiten, sodass ich schlussendlich sogar noch einen zweiten Stick angeschlossen habe. Einer sammelt nun dauerhaft ADS-B Flugzeug Trackingdaten für vier verschiedene Webseiten, während der andere Stick per rtl_tcp und rtlmux die Radio-Daten im lokalen Netzwerk bereitstellt und gleichzeitig mit rtl_433 ausliest. Damit kann ich mit dem bspw. mit HDSDR auch mal spontan durch die Frequenzen zappen und bspw. normales FM-Radio, CB-Funk oder Funksprüche der ISS hören. Einziger Haken ist, dass ich dadurch von dem Frequenzbereich 433,92 Mhz wegtunen muss und damit für diese Zeit rtl_433 gewissermaßen taub ist.

Einkaufsliste

• Raspberry Pi 3 B+
  Theoretisch reicht auch eine Raspberry Pi Zero W, wenn man sich auf einen der vielen Anwendungsfälle beschränkt.
• RTL-SDR USB Dongle
  Der DVB-T Stick mit Standard-Antenne zum Empfang von Radio-Signalen. Aufgrund des integrierten RTL2832U-Chip von Realtek, ist die ganze RTL-SDR Sache erst möglich. Je nach Ernsthaftigkeit, empfielt sich auch noch ein Bandpass-Filter bspw. für 403Mhz oder 1090Mhz.
• KY-005 Infrarot-Sender
  Die IR-LED zum Senden von Infrarot-Signalen. Kann angeblich direkt an den GPIO des Raspberry Pi angeschlossen werden, jedoch ist das definitiv nicht zu empfehlen.
• BS 170 Mosfet und diverse Widerstände
  Um die IR-LED mit 5V und knapp 60mA ansteuern zu können, damit sie ordentlich "hell" ist, ohne viel Saft vom GPIO zu ziehen.
• MicroSD Klasse 10 A1 Karte

Nistkasten / Birdbox mit Live-Stream

Erstellt: 2021

Beschreibung

Unser Nistkasten bzw. Birdbox mit Nachtsicht-Kamera und Live-Stream. Ähnliche Nistkästen gibt es zwar bereits fertig zu kaufen, aber wie üblich wollte ich natürlich etwas selbst basteln. Neben dem offensichtlichen Übertragen des Live-Bildes der Nachtsicht-Kamera, gibt es ein paar weitere Funktionen, die es so in normalen kommerziellen Produkten nicht gibt.

Ein solches Feature ist das direkte Live-Streamen zu Twitch bei gleichzeitiger Anbindung an unseren Home Assistant. Damit lassen sich die Vögel im Zweifel auch ohne den Live-Stream begutachten. Damit ist es nicht nur eine simple IP-Kamera, wie sonst üblich. Außerdem habe ich noch ein Mikrofon ergänzt, damit man die niedlichen kleinen Piepmätze auch mal zwitschern hört.

Ein weiteres Feature ist die Erfassung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck im inneren des Nistkasten. Diese werden direkt als Overlay auf das Video gerendert, aber gleichzeitig auch per MQTT in den Home Assistant geschickt. Das ermöglicht uns eine unabhängige Überwachung sowie ggf. weitere Automatisierungen.

Einkaufsliste

• Raspberry Pi Zero W
  Als kleine Recheneinheit, um alle Komponenten miteinander zu verbinden. Der Live-Stream inkl. Daten-Overlay wird komplett auf der kleinen Raspberry Pi Zero erledigt.
• Infrarot/Nachtsicht Kamera
  Damit lassen sich die Vögel am Tag sowie in der Nacht gut beobachten. Da es auch tagsüber ziemlich dunkel im Nistkasten ist, leuchten die Infrarot-LEDs fast dauerhaft.
• HC-SR501 Sensor
  Damit wir sofort Bescheid wissen, wenn ein Vogel zu Besuch kommt oder sich anderweitig etwas bewegt.
• I²C Mikrofon
  Um auch das Gezwitscher der kleinen Vögel hören zu können. Ist allerdings recht leise gestellt und nimmt nur relativ nahe Geräusche auf, damit man möglichst auch nur hört, was im Nistkasten passiert.
• GY-BME280 Sensor
  Zur Messung von Temperatur, Luftdruck und -feuchtigkeit im Nistkasten.
• Nistkasten
  Angemalt mit weißer Farbe, zudem innen mit Leinölfirnis lackiert und das Twitch-Logo mit normaler Acrylfarbe aufgemalt.
• MicroSD Klasse 10 A1 Karte

T-Watch 2020

Erstellt: 2021 - 2022

Beschreibung

Dieses Mal habe ich eine bestehende und wirklich gut durchdachte Firmware für die TTGO T-Watch 2020, einer SmartWatch mit einem ESP32-Mikrocontroller, erweitert. Die My-TTGO-Watch Firmware von Dirk Broßwick hat es mir wirklich einfach gemacht, ein paar Features zu ergänzen und eigene Apps zu erstellen. Es war und ist auch immer wieder sehr spaßig die eigene SmartWatch genauso programmieren und damit herumspielen zu können, wie bei den anderen Mikrocontroller-Projekten.

Entsprechend habe ich mir zahlreiche Apps und Features selbst ergänzt, die ich unten aufliste. Zudem fand ich in einigen anderen Forks weitere interessante Apps, die ich an die aktuelle Version angepasst und in meine T-Watch übertragen habe. Genaueres findet sich in meinem GitHub-Fork.

Vorhandene Apps/ Features

• App: Aktivität / Schrittzähler
• App: Kalendar und Erinnerungen
• App: IR Fernbedienung
• App: GPS, Navigation und OpenStreetMap
• App: Kurse für normale und Krypto-Währungen
• App: Stoppuhr / Wecker
• App: Wetter per OpenWeatherMap
• BLE-Benachrichtigungen und Musik-Player sowie weitere Features über die Companion-App "Gadgetbridge"
• WLAN inkl. optionalem Web- und FTP-Server

Neu hinzugefügte Apps/ Features

• App: 3D Drucker um den Fortschritt verfolgen zu können
• App: Kodi Fernbedienung für das MediaCenter "Kodi"
• App: MQTT Player für die Jukebox bzw. die Phoniebox
• App: MQTT Control für weitere Steuerungen und Werte aus meinem Home Assistant
• App: Pong ein kleines Spiel auf Basis des Beschleunigungssensors der T-Watch 2020
• App: Taschenrechner ohne besondere Features oder Komplexität
• App: TiltMouse eine Bluetooth-Maus auf Basis des Beschleunigungssensors der T-Watch 2020
• App: WeatherStation mit Daten aus meinen Wetterstationen
• Erweiterungen der IR Fernbedienung um mehrere Seiten/Fernbedienungen verwenden zu können
• MQTT Anbindung inkl. periodische Veröffentlichung einiger Daten
• Benutzerdefinierte Sounds bei BLE-Benachrichtigungen
• Zeitgesteuerte Stummschaltung damit die benutzerdefinierten Sounds mich nicht wecken

Useless Box für die Kleine

Erstellt: 2021

Beschreibung

Eine sogenannte Useless Box bzw. Useless Machine als kleines Spielzeug bzw. Spaßprojekt für unsere Kleine. Durch Betätigen des Kippschalters wird eine Routine ausgelöst, die als Ziel hat, den Kippschalter wieder zurück zu schalten. Damit das Ganze auch etwas niedlicher oder gar lebendiger wirkt, ist ein Kuscheltier darin verarbeitet und die Bewegungen mit möglichst vielen unterschiedlichen Abläufen oder Reaktionen implementiert. Über OTA-Updates lassen sich auch kurzfristig neue Bewegungsabläufe hinzufügen, falls uns da spontan etwas einfällt.

Natürlich konnte ich die Useless Box nicht ganz so simpel lassen und musste ein paar Spielereien ergänzen. Neben der vermutlich gut sichtbaren LED am Deckel sowie des im Video zu erahnenden Vogel-Sounds per Piezo-Buzzer, ist wohl der Mikrowellen-Radar die einzigartigste Idee. Der Mikrowellen-Radar erkennt mit Hilfe des Doppler-Effekts diverse Bewegungen in allen Richtungen sogar durch dünne Wände hindurch. Die standardmäßige Reichweite beträgt dabei ca. 6-7m, jedoch habe ich durch Auflöten von zwei Widerständen die Reichweite auf ca. 1m heruntermodifiziert.

Auch interessant und lehrreich war die Verwendung der Servo-Motoren. Im ersten Entwurf waren beide Servos günstige SG90, was sich aber beim ersten Test recht schnell als Fehlentscheidung entpuppte. Für den Deckel war der SG90 schlichtweg zu schwach und beim Arm sind mir alle drei bestellten SG90 nach ein paar Durchläufen kaputt gegangen. Deshalb der deutlich stärkere MG996R für den Deckel und der Kupplungsservo von DFRobot für den Arm.

Einkaufsliste

• ESP32 Mikrocontroller
  Natürlich ein Mikrocontroller zur Steuerung der verschiedenen Komponenten. Es reicht auch ein ESP8266 oder gar ein simpler ATmega, jedoch wollte ich gezielt Gebrauch von den zwei Kernen des ESP32 machen.
• TP4056 LiPo Charger
  Zum Aufladen der LiPo per Micro-USB. Zur Sicherheit habe ich den Ladestrom durch Ersetzen des Widerstand 122 (1,2kΩ) durch einen 5kΩ Widerstand auf nur 250mA für beide Batterien begrenzt. Zusätzlich habe ich über einen Spannungsteiler die Batterien an einen ADC-PIN des ESP32 gehangen, um den Batteriestand auslesen zu können.
• 2× 3,7V 1000mAh LiPo
  Für den Betrieb ohne Stromquelle, wobei man hier keine Wunder in der Laufzeit erwarten sollte.
• IRF520 Mosfet Driver Modul
  Zum An- und Abschalten der Motoren und des Mikrowellen-Radars während des Deep Sleep, um doch noch etwas Strom zu sparen.
• MT3608 Step-Up Modul
  Zieht die Spannung am Ausgang des TP4056 auf 5V hoch, um alle dahinterliegenden Komponenten betreiben zu können.
• Front-Kippschalter und Power-Kippschalter
  Der zentrale Schalter vorn sowie ein Power-Schalter hinten mit vermutlich offensichtlicher Funktion.
• MG996R Servo Motor (Deckel)
  Ein Servo-Motor mit viel Drehmoment, um den schweren Deckel anheben zu können.
• 9g 180° Kupplungsservo Motor (Arm)
  Ein Servo-Motor vergleichbar mit einem SG90, allerdings mit Kupplung, um den Motor im Zweifel vor externer Krafteinwirkung zu schützen.
• KY-006 Passives Piezo Buzzer
  Um dem Tukan auch eine vogelähnliche Stimme zu geben.
• RCWL-0516 Mikrowellen-Radar
  Zur Erkennung von Bewegungen mit Hilfe des Doppler-Effekts auch durch die Holzwände hindurch. Leicht modifiziert, um die übliche Reichweite von 6m auf ca. 1m zu begrenzen. Dazu einfach einen 300kΩ-Widerstand auf das RG-N Pad löten sowie den Widerstand 221 bzw. R9 (220Ω) durch einen 200Ω-Widerstand ersetzen.
• TOPK Magnetisches USB-Kabel
  Wie schon bei der Jukebox ein kinderfreundliches Ladekabel, was auch mal problemlos unachtsam abgerissen werden kann.

Holzkiste und Dekoration

• TY Tukan Plüschtier
  Um dem Arm auch eine gewisse Persönlichkeit zu geben ist der Kopf eines Plüschtiers am Deckel befestigt.
• Creative Deco Holzkiste
  Die gleiche Holzkiste wie schon bei der Jukebox. Ist doch etwas enger geworden als gedacht.
• McPaint Holzlasur und Acryl-Metallicfarbe Gold
• Miniatur Vogel-Figuren

Werkzeuge und Hilfsmittel

• Set mit Lötkolben, usw.
  Falls noch nicht im Haushalt, kann ich dieses recht günstige Set empfehlen. Reicht für den gelegentlichen Hobbygebrauch.
• Set mit Lochrasterplatinen, Widerständen, usw.
  Falls man einige Sachen am Ende löten möchte, helfen ein paar Lochrasterplatinen und Widerstände sehr. Zudem sind die LEDs und Taster immer mal beim herumprobieren hilfreich.
• Steckbrett/Breadboard mit Male-Jumperkabeln sowie zahlreiche Female-Jumperkabel
  Das Steckbrett hilft beim ausprobieren der Schaltungen und die Kabel sind natürlich für allerlei Verkabelung nötig.
• MK Forstnerbohrer
  Braucht man, um saubere Löcher in die Holzkiste zu bekommen.
• Abisolierzange
  Falls noch nicht im Haushalt und nicht genug Übung mit dem Messer, sollte man sich direkt eine mit bestellen.

Wetterstation im Garten

Erstellt: 2020 - 2022

Erste Station mit zahlreichen Sensoren

Unsere selbstgebaute Wetterstation im Garten. Mit Temperatur, Luftdruck und -feuchtigkeit sowie 2× Boden­temperatur für das große Beet und das Gewächshaus. Zudem habe ich mittlerweile auch zwei Sensoren für Boden­feuchtigkeit ergänzt, was nochmal eine kleine Herausforderung war.

Das Ganze verbraucht sehr wenig Strom und läuft hauptsächlich auf einem 1000mAh LiPo, der lediglich durch eine kleine Solarzelle regelmäßig aufgeladen wird. Der Mikrocontroller braucht nur einige mA und wird für die Messungen alle 5min für ca. 3-5s aus dem Deep-Sleep Modus erweckt. Innerhalb des Deep-Sleep Modus braucht er knapp über 800μA. Entsprechend ergibt sich eine theoretische Laufzeit von mehreren Monaten im Batteriebetrieb, in denen es recht wahrscheinlich zu mindestens 2h Sonne kommen sollte, um die Batterie durch die Solarzelle wieder aufzuladen. Aufgrund der Vielzahl der verwendeten Komponenten und des geringeren Ladestroms für die Batterie, ist es aber realistischer, dass der LiPo nur einige Wochen hält und das Aufladen ca. 5h in Anspruch nimmt.

Zur Übertragung wird das sogenannte LoRaWAN verwendet, wodurch ein niedriger Stromverbrauch bei gleichzeitig sehr hoher Reichweite (mehrere Kilometer) ermöglicht wird. Aufgrund der niedrigen Bandbreite sollte man die zu übertragenden Pakete klein halten, was ja aber bei ein paar Temperaturdaten kein Problem ist. Ein passender Empfänger, der zudem auf einem kleinen OLED-Display immer die zuletzt erhaltenen Werte anzeigt, hängt in unserer Wohnung. Die primäre Anzeige ist aber unser Dashboard im Flur, welches weiter unten auch aufgeführt ist.

Eine kleine Herausforderung war es, die Sensoren für die Boden­feuchtigkeit für den Betrieb im Garten wasserdicht bzw. wetterfest zu bekommen. Im oberen Bereich des Sensors ist ungeschützt Elektronik verbaut, die nicht feucht werden darf. Hierbei war eine handvoll Schrumpfschläuche, Plastik-Spray und viel Klar- und Nagellack hilfreich. Der Vorteil des kapazitiven Sensors ist, dass man ihn komplett in Plastik und Lack hüllen und er trotzdem noch die umliegende Feuchtigkeit messen kann.

Zweite Station mit OLED-Display und weiteren Sensoren

Als nächste große Erweiterung kam ein kleines Display sowie diverse weitere Sensoren hinzu, um noch mehr nützliche Werte zu erhalten. Außerdem konnte ich hier nun endlich einen passiven Buzzer anschließen, um das Klingeln an unserer Haustür sowie unserem Briefkasten auch im Garten hörbar zu machen.

Das OLED-Display zeigt die aktuellen Werte fast aller Sensoren an. Es empfängt die Daten gleichermaßen über LoRaWAN, wie auch der Empfänger in unserer Wohnung. Zudem hängen hier weitere Sensoren, wie bspw. 2× Temperatur-, ein Licht- und 2× Ultraschall-Sensoren zur Messung des Füllstandes unserer Wasserfässer. Das Display sowie der Buzzer bleiben dabei nur an, wenn es draußen hell genug und die Batterie noch nicht zu leer ist. Ansonsten wird auch hier der Deep-Sleep Modus verwendet, um die Batterie zu schonen und ein unterbrechungsfreies Messen der Sensorwerte zu ermöglichen.

Verwendete Bauteile

• 3× Heltec ESP32 Mikrocontroller
  Zwei Mikrocontroller für die Sensoren im Garten und einen als Empfänger der LoRa-Pakete bei uns in der Wohnung. In unserem Fall mit bereits verbautem OLED-Display, LoRa-Transceiver und WiFi-Modul.
• GY-BME280 Sensor
  Zur Messung von Temperatur, Luftdruck und -feuchtigkeit.
• 4× DS18B20 Sensor
  Zur Messung der Bodentemperaturen im Beet, Gewächshaus und Schuppen.
• 2× Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2
  Zur Messung der Bodenfeuchtigkeit. Ich habe gleich das 3er-Pack genommen, um direkt Ersatz zu haben, falls irgendwann die Maßnahmen zur Wetterfestigkeit nicht mehr reichen.
• GY-302 BH170 Sensor
  Zur Messung der Lichtintensität in lux. Der resultierende Wert wird auch verwendet, bei Dämmerung das OLED-Display abzuschalten und stattdessen den Deep-Sleep Modus zu verwenden.
• WH-1080 Anemometer Ersatzteil
  Mit Reedschaltern zur Messung der Windgeschwindigkeit. Die Zählung der Umdrehungen findet während des Deep Sleep aufgrund der Nutzung des ULP Co-Prozessors statt. Dadurch ist die Messung nicht nur auf die Zeit begrenzt, in welcher der ESP32 wach ist.
• WS-1080 Rain Gauge Ersatzteil
  Mit Reedschaltern zur Messung der aktuellen Niederschlagsmenge. Die Zählung der Kippungen des integrierten Löffels findet während des Deep Sleep aufgrund der Nutzung des ULP Co-Prozessors statt. Dadurch ist die Messung nicht nur auf die Zeit begrenzt, in welcher der ESP32 wach ist.
• 2× Ultraschall-Sensor
  Die Ultraschall-Sensoren zur Messung der Entfernung des Wasserspiegels zur Oberkante des Wasserfasses, wodurch der Füllstand ermittelt wird. Um die 5V der Echo-Leitung auf 3,3V herunter zu regeln, habe ich den Voltage Divider direkt auf dem HC-SR04 Sensor als Mod aufgelötet, den ich ursprünglich verwendet habe. Zudem habe ich zur parallelen und damit schnelleren Messung beider Ultraschall-Sensoren die HC-SR04 Bibliothek selbst neu geschrieben. Diese ist mittlerweile sogar offiziell in der Arduino IDE Bibliotheksverwaltung integriert. Später habe ich dann auf wasserfeste Ultraschall-Sensoren umgestellt und meine Bibliothek dahingehend angepasst.
• 2× 3,7V 1000mAh LiPo
  Für den Langzeit-Betrieb ohne Stromquelle. In unserem Fall gleich eine ganze Ladung für mögliche zukünftige Projekte oder als Ersatz.
• 2× 5V 500mAh Solarzelle
  Um die Batterie entsprechend in ca. 2-4h bei voller Sonne wieder voll aufzuladen.
• 2× MT3608 Step-Up Modul
  Um die Stromstärke für die Bodenfeuchtigkeit- und Ultraschall-Sensoren auch im Batteriebetrieb auf 5V zu halten.
• 2× IRF520 Mosfet Driver Modul
  Hatte ich noch herumliegen und daher für das An- und Abschalten einiger Sensoren verwendet, um die Batterielaufzeit zu verlängern. Für noch mehr Energieeffizienz und zur weiteren Optimierung, habe ich den IRF520 auf dem Modul durch einen IRLZ44N Mosfet ersetzt, der bei 3,3V noch besser durchschaltet.
• KY-006 Passives Piezo Buzzer
  Ein passive Buzzer, mit dem man unterschiedliche Töne erzeugen kann. Wird verwendet um das Tür- und Briefkasten-Klingeln auch im Garten hörbar zu machen.
• TFA Dostmann Schutzhülle

Werkzeuge und Hilfsmittel

• Schrumpfschlauch-Set
  Gleich mehrere Größen, um den Bodenfeuchtigkeit-Sensor optimal wetterfest zu bekommen.
• Isolierlack bzw. Plastik-Spray und Klarlack-Spray
  Um die Ränder des Schrumpfschlauchs und des Bodenfeuchtigkeit-Sensors vollständig in Plastik und Lack zu hüllen.
• Set mit Lötkolben, usw.
  Falls noch nicht im Haushalt, kann ich dieses recht günstige Set empfehlen. Reicht für den gelegentlichen Hobbygebrauch.
• Set mit Lochrasterplatinen, Widerständen, usw.
  Da man einige Sachen am Ende löten muss, helfen ein paar Lochrasterplatinen und Widerstände. Zudem sind die LEDs und Taster immer mal beim herumprobieren hilfreich.
• Steckbrett/Breadboard mit Male-Jumperkabeln sowie zahlreiche Female-Jumperkabel
  Das Steckbrett hilft beim ausprobieren der Schaltungen und die Kabel sind natürlich für allerlei Verkabelung nötig.
• Abisolierzange
  Falls noch nicht im Haushalt und nicht genug Übung mit dem Messer, sollte man sich direkt eine mit bestellen.

Jukebox für die Kleine

Erstellt: 2020

Beschreibung

Eine Jukebox zum Abspielen von Kinderliedern, Hörspielen und Podcasts für unsere Kleine. Gestartet wird es mit Hilfe von Figuren oder Karten, die einen RFID-Chip haben. Über große Arcade-Knöpfe und den Nasen-Drehknopf kann die Jukebox bedient werden. Eine Aufnahme-Funktion ist auch integriert. Zudem kann man sie aufgrund der eingebauten Powerbank herumtragen, das magnetische Ladekabel einfach abziehen und die ganze Jukebox per Web-App fernsteuern.

Die Jukebox-Software selbst kommt von MiczFlor. Inspiriert durch die aufgeführten Beispiele auf der Phoniebox-Webseite, haben wir die Jukebox selbst konzipiert und gebaut. Die größten Herausforderungen dabei waren für mich, das Löten des Elko, die Konzipierung und der Aufbau des Schaltplans sowie der handwerkliche Teil bei der Gestaltung der Holzkiste. Mit genügend Vorsicht und Recherche, lief es mit der Elektrotechnik ziemlich gut.

Einkaufsliste

• Raspberry Pi
  Ich empfehle den Raspberry Pi 3 aufgrund der höheren Geschwindigkeit und des integrierten WLAN. Es reicht aber auch, wie ich es selbst verwendet habe, ein Raspberry Pi 1 B+. Dann sollte man sich aber noch einen WLAN-Adapter dazu bestellen.
• Neuftech RFID-Kartenleser und RFID-Karten
  Erkennt die RFID-Chips und -Karten auch aus 3-4cm Entfernung, was für den dicken Deckel und die Grasmatte darauf recht hilfreich war. Die Innereien lassen sich auch problemlos aus dem Plastegehäuse herausholen.
• Trust Leto 2.0 Lautsprecher
  Die eigentlichen Boxen und die kleine Platine habe ich aus dem Plastegehäuse herausgeholt. Dazu einfach aufschrauben und mit dem Seitenschneider die Gehäuse zerschneiden.
• 3,5mm Klinke Entstörfilter
  Um das Brummen und Rauschen am Klinkenausgang zu entfernen.
• MicroSD Klasse 10 A2 Karte
• TOPK Magnetisches USB-Kabel
• USB-Mikrofon

Stromversorgung

• Jonkuu 10000mAh Mini-Powerbank
  Kann während dem Betrieb auch geladen werden und ist angenehm klein. Hat aber wie viele Powerbanks das Problem, dass beim Anstecken und Abziehen der Stromversorgung die Spannung auf den USB-Ausgängen für wenige Millisekunden einbricht, wodurch der Raspberry Pi resettet. Daher die nachfolgenden Bestandteile, um diesen kurzen Spannungsverlust abzufangen.
• RAD 10000μF 6,3V Elektrolytkondensator, L-07HCP 33μ Stehende-Induktivität und Widerstände
  Die Spule und der Elko in Reihe geschalten, fangen den oben genannten kurzen Spannungsverlust ab. Dabei ist die Spule nötig, damit die Powerbank den hohen Einschaltstrom des Elko nicht als Kurzschluss erkennt (siehe c't Raspberry Pi 2017).
  Der Haken bei der Sache ist, dass bei der Übertragung vom Steckbrett auf die Lochrasterplatine, aufgrund des fehlenden Eigenwiderstandes von ca. 2Ω des Steckbretts/ der Steckverbindungen, die Schaltung möglicherweise plötzlich nicht mehr funktioniert (siehe Powerbank-Problem). Das habe ich gelöst, indem ich 5 × 10Ω Widerstände zwischen die Spule und den Elko auf eine kleine Lochrasterplatine gelötet habe. Denn parallel geschalten summiert sich der Widerstand nicht, sondern wird durch alle Widerstände geteilt.
  Reihe: 5 × 10Ω = 50Ω | Parallel: 10Ω ÷ 5 = 2Ω
• Alternative: RPi UPSPack Standard v3 mit 10000mAh LiPo
  Jedem der sich etwas mehr zutraut, kann ich nur dieses Erweiterungsboard empfehlen. Damit umgeht man die typischen Probleme mit Powerbanks, wie die automatische Abschaltung oder den Neustart der Raspberry Pi beim Entfernen des Netzsteckers. Zudem lässt sich hiermit auch noch der Batteriestand sowie der Status des Netzsteckers auslesen.

Bedienelemente

• HOTSYSTEM 16mm Power-Schalter
• EG STARTS 30mm Arcade-Taster
  Sehen sehr gut aus und lassen sich gut öffnen um die Beschriftung reinlegen zu können. Habe ich gleich 2× bestellt.
• KY-040 Drehwinkelgeber
  Kann unendlich in beide Richtungen gedreht werden, was sehr nützlich für die Bedienung von Kindern ist.
• IRF520 Mosfet Driver Modul
  Habe ich verwendet, um die 5V LEDs des Power-Schalters und der Arcade-Taster mit den 3,3V GPIO Pins gezielt schalten zu können.

Holzkiste und Dekoration

• Creative Deco Holzkiste und Grasmatte
• McPaint Holzlasur und Artico Acrylfarben
• Baby-Groot Actionfigur
• ZJW Miniatur Fehengarten-Set

Werkzeuge und Hilfsmittel

• Set mit Lötkolben, usw.
  Falls noch nicht im Haushalt, kann ich dieses recht günstige Set empfehlen. Reicht für den gelegentlichen Hobbygebrauch.
• Set mit Lochrasterplatinen, Widerständen, usw.
  Falls man einige Sachen am Ende löten möchte, helfen ein paar Lochrasterplatinen und Widerstände sehr. Zudem sind die LEDs und Taster immer mal beim herumprobieren hilfreich.
• Steckbrett/Breadboard mit Male-Jumperkabeln sowie zahlreiche Female-Jumperkabel
  Das Steckbrett hilft beim ausprobieren der Schaltungen und die Kabel sind natürlich für allerlei Verkabelung nötig.
• MK Forstnerbohrer
  Braucht man, um saubere Löcher in die Holzkiste zu bekommen.
• Flachsteckhülsen mit Crimpzange
  Hilft sehr dabei, die Kabel an den Arcade-Tastern und dem Power-Schalter festzumachen.
• Abisolierzange
  Falls noch nicht im Haushalt und nicht genug Übung mit dem Messer, sollte man sich direkt eine mit bestellen.

Dashboard im Flur

Erstellt: 2020 - 2022

Beschreibung

Eine PWA die bei mir zu Hause im Flur auf einem fest an der Wand installierten Android-Tablet läuft. Es zeigt uns nützliche Informationen für den Alltag an und dient gleichzeitig als digitaler Bilderrahmen. Unter anderem wird die Uhrzeit, das Wetter, Verkehrsinformationen und einiges mehr angezeigt. Schau es dir ruhig selbst an. Manche Funktionen sind aber nur nach erfolgreichem Einloggen mit einem zugelassenen Google-Account verfügbar. Beachte jedoch, dass es keine Konfigurationsmöglichkeiten gibt, wodurch nur die Informationen (wie bspw. Abfahrtszeiten des ÖPNV) meines Wohnortes angezeigt werden.

Als kleine Übung habe ich hierbei, wie schon bei dieser Webseite, möglichst auf fertige Frameworks und Bibliotheken verzichtet. Es werden Service Worker, Web Worker, WebSocket, TTS und diverse weitere Features direkt verwendet.

Features

• Datum und Uhrzeit
• Bilder-Slideshow im Hintergrund per Google Photos API
  Aus einem Google-Album und nur tagsüber.
• Temperatur und Wetter per OpenWeatherMap API und Agro API
  Für das Wetter aus Dresden. Das Wetter aus dem Garten kommt von der Wetterstation im Garten, welche weiter oben auch aufgeführt ist.
• Klima-Informationen per DWD OpenData und NINA/Katwarn API
  Pollen, UV-Index sowie Wetter- und Katastrophen-Warnungen.
• Termine und Geburtstage per Google Calendar API
  Erinnerungen mit Sound und TTS.
• Abfahrtszeiten des ÖPNV per VVO WebAPI und Twitter API + Regex der DVB AG Tweets
  Mit Umschaltmöglichkeit von mehreren Haltestellen sowie Hinweisen auf Umleitungen oder Störungen.
• Stauinformationen und Sperrungen per Here Traffic API
  Der umliegenden Autobahnen und Bundesstraßen.
• Live- und Tabellenstand für Fußball per Football-Data API
  Für die 1. Bundesliga, Champions League, Europa- und Weltmeisterschaft inkl. Sound-Ausgabe für Tore und Spielstände.
• Türklingel- und Briefkasten-Log, Sound und Push-Notification per RSR-402 Ruf-Steuerrelais (Türklingel), Heltec ESP32 Mikrocontroller (Türklingel) und Heltec CubeCell Mikrocontroller (Briefkasten) und Home Assistant
  Um genau zu Wissen, ob und wann der Postbote wirklich geklingelt oder etwas in den Briefkasten gelegt hat. Die Öffnung wird per Reed-Kontakt und die Füllung per LiDAR-Sensor erkannt. Zudem werden die Signale per LoRaWAN auch an den Buzzer im Garten weitergeleitet, sodass es in der Wohnung und im Garten gleichzeitig klingelt.
• Automatische Abschaltung einiger Funktionen (bspw. Slideshow und Sound) zur abendlichen/ nächtlichen Stunde

XBMCee

Erstellt: 2012 - 2014

Beschreibung

Eine Windows 8 App zur Fernsteuerung eines XBMC (10+) oder einer Boxee (1.1+), also eines Media Centers. Dabei kann man seine Bibliothek durchstöbern, Playlisten erstellen, seine Quellen durchforsten und natürlich mit Hilfe der Suche nach Allem suchen.

Features

• Media Library
  Movies, TV-Shows, Artists, Albums, Files, …
• Playlists erstellen und verwalten
• Aktuellen Player steuern
• Angebunden an die Windows Suche
• Teilen verschiedener Inhalte
  Bspw. "Ich sehe gerade Scott Pilgrim vs. The World."

TS3-Bot

Erstellt: 2010 - 2014

Beschreibung

Du brauchst mehr Funktionen im TeamSpeak3-Server unter Windows? Dann probiere meinen TS3-Bot. Dieser ist performant und bietet besonders einfache Möglichkeiten zum Konfigurieren. Ändere mit einem Editor oder gar über ein angebundenes PHP-Skript die XML-Konfiguration und der Bot aktualisiert sich sofort vollkommen selbstständig. Keine manuellen Neustarts. Keine aufwendige Konfiguration. Zudem ist in naher Zukunft auch ein kleines Konfigurationsprogramm geplant.

Features

• Auto AFK Channel
• Auto Idle Channel
• Bot-Befehle
  !help, !files, !hours, !seen, !seengroup, !stick und !unstick mit einstellbaren Berechtigungen.
• Gewinnspiel-System
  Beliebige Anzahl und beliebiger Intervall.
• Mehrere Bot-Instanzen
  Auf unterschiedlichen Servern und mit individueller Konfiguration
• Namensfilter
• Punish bei Aufnahme
  Sticky-Channel, Channel-Kick, Server-Kick
• Sticky Channel
  Ist man einmal in diesem Raum, kommt man für einen einstellbaren Zeitraum nicht mehr heraus.
• Vote-System
• Verschiedene zeitgesteuerte Nachrichten
  Beliebige Anzahl und beliebiger Intervall: Willkommennachricht, Werbenachricht, Globale Werbenachricht.

GoogleSync Outlook Add-In

Erstellt: 2010

Beschreibung

Wie synchronisiert man seine Kontakte und Termine zwischen Outlook und Google ohne kostenintensive Add-Ins? Mit einem kostenlosen Add-In. Mein Add-In gibt dir die Möglichkeit dein Outlook mit der Google-Cloud zu verschmelzen. Dabei ist es möglichst simpel implementiert und vorallem schonend für den Geldbeutel. Freiwillige Spenden sind natürlich trotzdem gern gesehen.

Features

• Outlook-Addin
  Kein Zusatzprogramm! Kein Tray-Icon! Startet und Beendet sich automatisch mit Outlook
• Kontakte synchronisieren
  Zwei-Wege-Synchronisierung von Stammdaten, Bildern und Kategorien
• Kalender synchronisieren
  Zwei-Wege-Synchronisierung von Terminen und wiederholten Ereignissen

AntMe! d03n3rAmeisen

Erstellt: 2009

Beschreibung

Aus purer Langeweile ist dieses kleine Ameisenvolk entstanden. Obwohl AntMe! eher ein Projekt für Programmier-Einsteiger ist, fand ich es ziemlich interessant und anspruchsvoll die KI eines ganzen Ameisenvolks umzusetzen. Dabei ist es die Kunst trotz wechselnder oder schwieriger Umstände die größtmögliche Effektivität aufrecht zu erhalten.