News: Mai 2021 – Aktuelle Projekte und Entwicklungen

Im Moment ist es hier auf Nerdiy.de etwas ruhiger geworden. Das lag daran, dass ich verstärkt an der Entwicklung von ein paar neuen Projekten gearbeitet habe.

Leider leidet darunter dann oft die Betretung der Webseite bzw. die Erstellung von neuen Beiträgen. Da die gröbsten Planungen nun aber abgeschlossen sind wird sich das aber bald wieder ändern. 🙂

Bis dahin möchte ich Euch im folgenden Artikel einen kurzen Überblick über die aktuellen Projekte geben.


WinDIY_2

Letztes Jahr habe ich mit „WinDIY“ eine Windturbine vorgestellt, welche sich zum Großteil aus 3D druckbaren Teilen herstellen lässt. (Infos dazu findet Ihr hier: WinDIY – Die Wind-Turbine aus dem 3D Drucker)

Relativ schnell nach dem Bau des ersten Prototypen war klar, dass ich eine neue Version bauen werde. Die Konstruktion der ersten WinDIY-Version funktionierte zwar im Prinzip, aber es gab an einigen Stellen Optimierungsbedarf.

Diese Optimierungen will ich nun mit einem komplett neuen Entwurf umsetzen. Dazu wird nicht nur das Design der Flügel überarbeitet. Auch der 3D gedruckte Generator wird komplett neu entworfen. Zusätzlich plane ich auch einen Teil der etwas komplexen Mechanik zu vereinfachen. Letztlich soll der Aufbau leichter sein, die Turbine Effizienter laufen und dabei auch noch etwas kompakter werden.

Für die Entwicklungsphase und den Bau des ersten Prototypen konnte ich dazu ein paar Partner gewinnen, welche ich im folgenden Kurz vorstellen möchte.

Danke

Die Magnete für den Generator wurden mir von Supermagnete.com kostenlos zur Verfügung gestellt. Geplant ist ein Generator in dessen Rotor bis zu 40 Neodym Magnete mit den Maßen 40x10x10mm in einem Halbach-Array verbaut werden können.

Um die Mechanik von „WinDIY_2“ zu vereinfachen setze ich an verschiedenen Stellen auf Schneckengetriebe. Leider lassen sich die Schnecken dieser Schneckengetriebe aufgrund der Überhänge nur sehr schwer auf FDM-3D-Druckern drucken.

Um dieses Problem zu lösen kann ich seit kurzem auf einen Mars 2 Pro SLA-Drucker von Elegoo.com zurückgreifen. Mit diesem können 3D-Bauteile mit einer sehr hohen Auflösung und auch mit Überhängen gedruckt werden. Ein erstes Resultat könnt Ihr im weiter unten folgenden Video sehen.

Zum Bau einer 3D gedruckten Windturbine benötigt man natürlich Filament. 🙂

Diesbezüglich freue ich mich über die Unterstützung von 3dPrima.com welche die Entwicklung von WinDIY_2 mit ihren Filament- und Resin-Produkten unterstützen.

In der ersten Version von WinDIY habe ich Schraubverbindung größtenteils mit eingefassten Muttern hergestellt. Dies machte den Zusammenbau oft zusätzlich kompliziert.

Um dies etwas zu vereinfachen werde ich beim Bau von WinDIY_2 auf Gewindeeinsätze setzen, welche in das 3D gedruckte Bauteil eingeschmolzen werden können. Die Firma Ruthex unterstützt mich dabei mit zur Verfügung gestellten Gewindeeinsätzen.

An dieser Stelle schonmal vielen Dank für die Unterstützung, welche die Umsetzung von WinDIY_2 erheblich vereinfacht. 🙂

Erste Ergebnisse

Mein erstes Teilprojekt für den Aufbau von WinDIY ist der Aufbau eines Schneckengetriebes. Davon sollen drei Stück in der Nabe von WinDIY verbaut werden um darüber letztendlich den Anstellwinkel der Flügel einstellen zu können.

Das Problem dabei war, dass die Reibung zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad zu groß war, wenn beide Bauteile mithilfe des FDM Verfahrens gedruckt wurden. Die aus dem Verfahren resultierenden rauen Oberflächen haben sich dabei immer wieder verkeilt, was letztendlich dazu führte, dass das Schneckengetriebe nicht verlässlich funktionierte und blockierte. Auch ließ sich die Schnecke aufgrund der Überhänge nur sehr schwer auf einem FDM Drucker drucken.

Letztendlich hat sich die Kombination aus FDM gedrucktem Schneckenrad und SLA gedruckter Schnecke als sehr passend gezeigt. Das Ergebnis könnt Ihr im folgenden Video sehen.

Ansicht des Test-Schneckengetriebes.

Im folgenden Bildervergleich sind die Unterschiede in der Oberflächenstruktur nochmal ganz gut zu erkennen. Ich denke dieses Beispiel zeigt sehr gut wo die Grenzen des FDM-Druckverfahrens liegen und was man im Vergleich dazu mit der höheren Druckauflösung eines SLA-Druckers erreichen kann.

Ein paar weitere Bilder des Aufbaus und der Bauteile könnt Ihr in der folgenden Galerie sehen.


3D-Druck von Aluminumbauteilen

Während der Arbeit an einem Projekt zudem ich aktuell noch nicht Zuviel verraten will, stand ich kürzlich auch vor einem Problem mit meinem 3D Drucker: Er war einfach zu klein um das Modell zu drucken.

Mit 276mm Breite passte das Modell einfach nicht auf das Druckbett meines 3D-Druckers. Dank einer Kooperation mit PCBway.com konnte ich dieses Problem aber lösen.

Dazu habe ich das Bauteil das erste Mal mithilfe des Rapid-Prototyping-Services von PCBway.com fertigen lassen. Dank des dort angebotenen SLM Verfahrens hatte ich das Bauteil ein paar tage später aus Aluminium gefertigt auf meinem Schreibtisch liegen. Mehr Infos und Bilder des Ergebnisses seht Ihr in der folgenden Galerie und in dem Artikel 3D-Druck – Der Rapid-Prototyping-Service von PCBWay.com


Das „Noch geheime“ Projekt

Zur Umsetzung meines noch geheimen Projekts benötige ich aber nicht nur eine 3D gedruckte Halterung (siehe vorheriger Abschnitt). Die Elektronik dazu wird natürlich auf PCBs untergebracht welche ich schon fertig stellen und testen konnte. Leider arbeite ich gerade noch an einem Problem mit dem ESPEasy-Framework, weshalb ich die Platine noch nicht so wie gewünscht in Betrieb nehmen konnte.

Auf der zweiseitigen Platine werden neben ein paar WS2812 LEDs auch die folgenden Komponenten verbaut

  • ESP32 Wrover-B
  • DS3232M RTC
  • USB-C Anschluss inkl. Programmiermöglichkeit
  • BME280 Klima Sensor
  • Micro-SD-Karten-Slot
  • TSL2591 Helligkeitssensor
  • MPR121 Touchsensor für bis zu 12 Touchelektroden
  • MAX98357 3W I2S DAC

Gerade die Kombination aus Micro SD-Karten-Slot, MAX98357 I2S 3W Verstärker und ESP32 eröffnet hier spannende Möglichkeiten. So lassen sich zum Beispiel MP3 Dateien von der SD-Karte oder auch über WLAN gestreamte Webradio-Stationen über den MAX98357 auf einem Lautsprecher abspielen.

Die Platine habe ich bei dem Platinenhersteller PCBWay.com fertigen lassen, welcher mir diese kostenlos zur Verfügung gestellt hat.


pxlBlck_multiPCB

Eines meiner anderen PCB-Projekte ist das „pxlBlck_multiPCB“. Wie der Name schon erahnen lässt soll diese Platine das Herzstück mehrerer geplanter pxlBlck-Varianten werden. Dazu können auf der Platine mehrere Komponenten verbaut werden.

Ähnlich wie bei der vorherigen Platine sind das die folgenden Komponenten

  • ESP32 Wrover-B
  • DS3232M RTC
  • USB-C Anschluss inkl. Programmiermöglichkeit
  • BME280 Klima Sensor
  • Micro-SD-Karten-Slot
  • TSL2591 Helligkeitssensor
  • MPR121 Touchsensor für bis zu 12 Touchelektroden
  • MAX98357 3W I2S DAC
  • ADXL345 Beschleunigungssensor

Zusätzlich ist auf der Vorderseite der Platine aber auch noch Platz für eine 10×10 LED-matrix aus SK6812 3535 LEDs.

Weitere Sensoren lassen sich außerdem über den QWIIC-Anschluss anstecken.

Leider kämpfe ich auch bei der Software für diese Platine mit Software Problemen. Frisch bewaffnet mit einem JTAG-Debugger werde ich denen aber nun bald auf den Grund gehen. 🙂

Die Platine habe ich bei dem Platinenhersteller PCBWay.com fertigen lassen, welcher mir diese kostenlos zur Verfügung gestellt hat. An dieser Stelle nochmal vielen Dank für den tollen Service. 🙂


ePaper_display

Ein anderes Projekt ist das ePaper_Display, welches schon eine ganze Weile auf meinem Schreibtisch liegt. Nachdem ich nun kürzlich eine praktische Firmware gefunden habe mit der sich individuelle Daten auf dem Display darstellen lassen, habe ich damit begonnen ein eigenes Info-Zentrum über die Daten meines SmartHome aufzubauen.

Dazu habe ich ein 3D gedrucktes Gehäuse erstellt in dem das 7,2″ große ePaper Display inkl. Akku und ESP32 verbaut werden kann. Den Aktuellen Stand dazu seht Ihr auf den unten gezeigten Fotos.

Die Firmware die ich dazu verwendet habe findet Ihr unter folgendem Link: https://github.com/sidoh/epaper_templates


Ich hoffe Euch hat der kleine Einblick in meine aktuellen Projekte gefallen. Falls Ihr Fragen oder Anregung habt könnt Ihr mich gerne über die Kommentarfunktion kontaktieren. 🙂


Beste Grüße
Fab

2 Kommentare

  1. Hallo,

    deine Projekte sind wie immer Genial!

    Wegen dem ESP32 mit I2S –> können die auch von einem Squeezebox (Logitechmediaserver) als Audio Renderer benutzt werden und so ein Open Source Multiroom Audio System erweitern?

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