Lego mit Motoren

Die kurze Version dieses Posts ist, ich hab’ Legomotoren gemacht und eine passende Steuerung und so sieht das aus:

Man braucht für Lego Motoren. Sowas kann man auch selbst basteln. Wenn man nur einen Propeller antreiben möchte, klebt man einen vorhandenen Motor auf einen Legostein, fertig. Wenn man Zahräder antreiben möchte, muss man darauf achten dass die Achse des Motors im Zahnradraster liegt. Das ist auch machbar.

Dann muss man den Motor mit Strom versorgen. In diesem Projekt habe ich dafür auf USB-Strom zurückgegriffen der über einen Arduino Nano zwei Motoren mit geregeltem Strom versorgt.

Rückseite der Steuerung:

Hier mal die USB-Tanks rausgebaut:

Und die Elektrik, ich meinte Elektronik, zentraler Bestandteil ein kleiner Joystick, Motor 2 wird mit oben/unten geregelt und Motor 1 mit rechts/links. Je grösser die Auslenkung desto schneller läuft der Motor. Die Leuchtdioden die in den Bildern oben schon zu sehen waren zeigen die Drehrichtung von Motor 1 an. Grün = vorwärts, rot = rückwärts.
Dann, und das ist ein nettes Feature, haben wir noch einen Taster, wenn man den drückt dann werden die Motoren gemäss der aktuellen Joystickstellung weiterbetrieben und man kann den Joystick loslassen:

Noch etwas näher ran, man sieht den Nano und die MOSFETs für die Motoransteuerung und allerlei Drähte:

Fazit: das war eine nette Bastelei, bei Legoprojekten ist nett, dass man leicht ein Gehäuse gemacht bekommt.

Neopixel-Würfel

Die kurze Version dieses Posts ist, ich hab’ einen elektronischen Würfel gemacht und so sieht er aus:

Für viele Gesellschaftsspiele braucht man einen Würfel. Die Standardform mit Zahlen von eins bis sechs ist weit verbreitet, es gibt aber auch Spiele die z.B. einen Würfel mit Farbflächen verwenden. Wenn so ein Würfel verschwindet, dann muss man sich anders behelfen.

Wenn man das Würfelproblem durch Elektronik löst, dann kann man in einem Gerät alle möglichen Würfel vereinen. Also war für mich nur noch die Frage, wie man das mit den Farben lösen könnte.

Da stiess ich dann auf Neopixel in LED-Bauform:

Es entstand erst einmal ein Protoyp mit 7 Neopixeln, die durch einen Arduino angesteuert wurden.

Wie immer!
Also, ich steuere nicht immer 7 Neopixel mit einem Arduino an, aber ich mache stets einen Prototypen.

Da das Neopixel-Datenübertragungsprotokoll ein genaues Timing brauchte und ich einen Standalone-328P einsetzen wollte, musste ich dann noch zusätzlich einen Quarz verbauen.

Dazu ein formschönes Gehäuse (oben Eichenfurnier, an den Seiten Buche massiv), wo alles reinpasste:

Die Software ist so, dass man durch Drücken des roten Tasters den Würfel startet, der dann sehr schnell alle Möglichkeiten durchzählt. Mit einem weiteren Druck stoppt man und sieht sein Ergebnis.
Mit dem schwarzen Taster wechselt man vom Zahlen- in den Farbmodus und zurück.

In der Praxis ist der Würfel ganz praktisch, er ist zu gross um einfach “weg” zu sein und wenn man gerade keine richtige Würfelfläche hat, dann kann man trotzdem würfeln.
Natürlich hätte ich da auch einfach eine App machen (oder herunterladen) können, aber so ein Einzweckgerät hat auch seinen Reiz. Und mir hats Spass gemacht, das zu basteln 🙂

Neopixel-Landebahn mit Anflugbefeuerung

Die kurze Version dieses Posts ist, ich hab’ zum Spielen eine Landebahn mit Beleuchtung gemacht und so sieht sie aus:

Ich hatte ja schon ein Projekt zum Thema Flughafen und Befeuerung gemacht.
Nun war ich aber auf Mikrocontroller und Neopixel gestossen und dadurch wurde vieles einfacher.
Reste aus der Küche hatte ich auch wieder, diesmal betonfarbener Vinylboden, ideal für eine Landebahn!

Neopixel sind LEDs wo man Farbe und Helligkeit einstellen kann. Und dann kommen sie normalerweise als Streifen wo jeder Pixel mit seinem Nachfolger verbunden ist.

Ich habe also festgelegt an welcher Stelle auf der Landebahn Pixel sein sollten:

  • vor der Landebahn ein Streifen von 10 Pixeln die sowohl die gelben Lampen als auch den weissen Laufblitz darstellen, Neopixel können ja die Farbe wechseln
  • dann am Beginn der Landebahn eine grüne Schwelle aus 5 Pixeln, die weiss aufblitzt wenn der Laufblitz ankommt.
  • die Mittellinie der Landebahn, 15 weisse Neopixel
  • die Ränder der Landebahn, je 7 blaue Neopixel
  • das Ende der Landebahn, eine rote Schwelle aus 5 Pixeln (da hätte man jetzt noch wieder einen 10er-Streifen ranhängen können, um einen Wechsel der Landerichtung machen zu können)

Und dann an den mit Excel berechneten Pixelpositionen von oben ein 4 mm-Loch gebohrt und von unten das Loch ein Stück weit auf 7 mm aufgeweitet, damit ein Neopixel reinpasst.

Aus einem Neopixelstreifen mit 60 Pixeln pro Meter habe ich dann 39 Pixel abgeschnitten (beim 60er sind die Stücke kürzer als beim 30er, das ist besser zu verlegen), passend zum Abstand auf der Landebahn verdrahtet und dann in die Buchten geklebt. Das letzte Pixel am Ende der Landebahn wurde dann mit einem Arduino Nano verbunden.

Der Rest war Software.

Wenn ich nun die beiden Flughafenlichtprojekte vergleiche, so muss man sagen dass die Neopixellandebahn schon wesentlich cooler rüberkommt als die LED-Anflugbefeuerung (und ich hab’ die noch im Regal liegenden Aufkleber für 17, 35 und zwei Klaviere noch nicht angebracht).
Die Neopixel-Lösung war auch schneller fertig und weniger anspruchsvoll als die LED-Version. Es haben beide Projekte Spass gemacht und auf das Meistern der Verkabelung bei der LED-Version bin ich glaubich ein bisschen stolzer.

Lichterketten mit USB-Antrieb

Die kurze Version dieses Posts ist, ich hab’ Lichterketten von Batterie- auf USB-Stromversorgung umgestellt und so sehen sie aus:

Bei LEDs bin ich Fan von kalten Farben. Warum soll man den Farbton existierender Glühlampenbeleuchtung nachahmen, wenn man stattdessen Tageslichtfarbe haben kann?
Das Schöne an LEDs ist ja der geringe Stromverbrauch. Aber dann ist er wieder so gering, dass man LED-Lichterketten auch mit Knopfzellenbetrieb angeboten bekommt.
Für mich sind Batterien in der Kindheit ein knappes Gut gewesen und Knopfzellen für Dekobeleuchtung, das widerstrebte mir, obwohl ich die Ketten schön fand.
Ich hatte auch schon Ketten in warmweiss die mit 3 Mignon/AA-Batterien versorgt wurden.

Was konnte ich da tun?

Vielleicht konnte man die Ketten ja mit USB-Strom betreiben. Der hatte allerdings 5 Volt, was die Ketten zerstören würde, die konnten maximal 3 Volt Eingangsspannung ab.
Das musste man also umwandeln. Ich fand dann kleine Gleichstromwandler:

Da konnte man für eine gegebene Eingangsspannung die gewünschte Ausgangsspannung einstellen.

Sowas besorgt.

Und dann wurde eingangsseitig ein USB-Stecker angelötet und ausgangsseitig die Lichterkette:

Ich brauchte ein Gehäuse für die Platinen und glücklicherweise passten die diagonal in einen Kasten aus 16 mm Buchenleisten die ich noch rumliegen hatte. Der wurde noch mit durchbohrten Deckeln für die Kabel verschlossen.

Beim Montieren musste man erst beide Kabel durch die Deckel und eins durchs Gehäuse ziehen und dann die Platine verlöten. Habe ich für eine Zugentlastung gesorgt, falls mal jemand zu sehr an den Leitungen zieht?

Ja, das sind sehr fest angezogene Kabelbinder mit einem Tropfen Superkleber:

Ich wurde dann ein bisschen Kettensüchtig und wollte immer mehr von den Dingern machen. Gleichzeitig war ich ständig auf der Suche nach nicht mehr benötigten USB-Kabeln um da die Stecker wiederzuverwenden. Stellenweise habe ich Kabel wiederverwendet, wo ich es im Nachhinein bereut habe. Egal!

Deshalb habe ich dann mehrere Ketten an einen Spannungswandler angeschlossen, drei Ketten ging gut, darüber wird es etwas warm.

Das sieht man hier zusammen mit der Endmontage, also dem Verleimen der Deckel (danach wurden noch die Kanten weggeschliffen):

Was man zur der Spannungskonvertierung noch erwähnen muss, also in diesen USB-Stromtanks sind 3,7 Volt-Akkus verbaut. Wenn man die mit 5 Volt lädt, dann werden die erstmal intern auf 3,7 Volt herunterkonvertiert. Beim Entladen werden die 3,7 Volt zu 5 Volt hochkonvertiert und im Lichterkettenwandler wieder auf 3 Volt herunter. So ist das nun einmal.

Ich habe eine Menge Lichterketten verbaut. Für die unbenutzten Knopfzellen samt Gehäusen habe ich eine eigene Schublade gebastelt.

Anflugbefeuerung

Die kurze Version dieses Posts ist, ich hab’ zum Spielen eine Anflugbefeuerung gemacht und so sieht sie aus:

Ich hatte zu der Zeit gerade wieder mit dem Löten angefangen und hatte Lust zum Spielen mit Legoflugzeugen ein “Lauflicht” so wie man es am Flughafen sehen kann zu Basteln.
Die Lampen sollten Leuchtdioden (gelb und weiss) sein und ich wollte die Helligkeit regeln und auch die Laufgeschwindigkeit. Als ich dann die ersten Prototypen verdrahtete, fielen mir noch blaue LEDs in die Hände. Blaue Lichter hatte ich am Flughafen auch schon gesehen, also kamen da dann noch blinkende, blaue LEDs dazu.

Ich hatte noch Reste von grauen Küchenfronten die ich farblich ganz geeignet fand. Da habe ich dann zwei aufeinandergeklebt, die untere war vorher ausgesägt worden, um Platz für die Elektronik und Verkabelung zu haben. Dann überlegte ich wie ich die LEDs befestigen sollte, Masten und so etwas kamen nicht in Frage das Ding sollte stabil sein. Letzten Endes kam ich dann auf Aluwinkelleisten die jeweils drei Löcher bekamen.

Es sollten dann zehn weisse “Blitz”-LEDs sein, 20 gelbe Beleuchtungs-LEDs und noch vier blau Blink-LEDs. Für die Regelung hatte ich zwei Drehwiderstände, einen für die Helligkeit der gelben LEDs und einen für die Laufgeschwindigkeit. Die Stromversorgung sollte über USB sein, das fand ich praktisch.

Aber wie sollte man so etwas elektronisch aufbauen? Zu der Zeit hatte ich noch nichts mit Mikrocontrollern gemacht, also wurde es diskret aufgebaut.

Die Elektronik bestand aus:
– Einer Verteilerplatine die die 5 Volt USB-Strom an die einzelnen Baugruppen verteilte
– Einem Blinkschaltkreis mit einem NE555-Taktgeber für die vier blauen LEDs
– Einem PWM-Schaltkreis mit einem NE555 und einem Drehwiderstand zur Helligkeitsregelung der gelben LEDs
– Einem Lauflichtschaltkreis mit einem Lauflicht-IC, einem NE555 und einem Drehwiderstand für die weissen LEDs

Das habe ich alles auf Lochrasterplatten gelötet und dann verkabelt und am Ende mit Heisskleber fixiert.

So sieht die Elektronikseite aus:

Da war schon einiges zu Verdrahten und trotzdem hat es gleich funktioniert. Mit dem Ding haben wir dann beim Spielen viel Spass gehabt.

Streulichtblende

Mein Balkonstandort ist aufgrund eines sich in der Nähe befindlichen Busbahnhofs stark durch Streulicht geplagt. Garagen mit Bewegungsmelderbeleuchtung gibts auch noch. Es fällt jede Menge Streulicht in die Optiken und das sieht man auch auf den Aufnahmen. Zunächst habe ich deshalb die Taukappe des ED100 mit Velours ausgekleidet, damit wurde es schon etwas besser. Trotzdem schwebte mir eine Verlängerung der Taukappe vor. Nur womit? Also mit der abgeschraubten Taukappe in den Baumarkt, Sanitärartikel. Verschiedene PVC-Rohre ausprobiert und Bingo!, ein WC-Abflussrohr, wenn man die Dichtung herausnahm, passte es genau, fast etwas zu schwergängig auf die Taukappe. Gabs verschieden lang, ich habe sicherheitshalber zur etwas längeren 40cm-Version gegriffen.

Dann noch Velours rein, so sieht das dann aus.

 

Die Aussenseite könnte man optisch noch etwas aufpeppen, das ist aber sekundär. Ich kann jetzt jedenfalls kein Streulicht mehr auf den Aufnahmen feststellen. Der freie Durchmesser des Rohres beträgt 103 mm, kann sein, dass ich den Refraktor damit etwas abblende.

RA-Achse mit Kugellagerung

Mit dem Lidl auf der Astro 3 gings ja noch.

Als ich dann aber den 10cm-Refraktor draufklemmte, der deutlich grösser und schwerer ist

war die Grenze überschritten. Der ganze Kram wackelte schon ohne äussere Einwirkung. Für eine neue Montierung wollte ich kein Geld ausgeben, also erstmal so. Dann ergab sich aber dass beim Schwenken des Teleskops in Richtung Osten die obere Verschraubung der RA-Achse löste.

Das Gehäuse der Montierung war meines Erachtens stabil genug, nur war innen drin dieser ganze Plastikkram.

Da musste was gemacht werden…

Hinweis: Hier gehts nur um einen Erfahrungsbericht. Die vorgenommenen Modifikationen sind irreversibel. Es ist relativ wahrscheinlich dass Du Deine Monti nicht mehr richtig zusammenkriegst, oder kaputtbastelst, das ist dann Dein Problem!

Teileliste:

3 Rillenkugellager: Höhe 9mm, innen 12mm, aussen 26mm, Stück ca. 6 Euro, da muss man ein wenig suchen, im Baumarkt gabs die nicht. Es müssen auch nicht in jeden Fall rumänische sein, und falls eine kleinere Höhe vorhanden ist, wäre dies vorzuziehen.
1 lange Mutter: innen M10, Länge 30mm (Baumarkt, die werden verwendet um Gewindestangen miteinander zu verschrauben), auf dem Bild ist sie nach der Bearbeitung zu sehen.
12 U-Scheiben(ca.): Stärke 2,5mm, innen 13mm, aussen 24mm
1 Schraube: M10x50 (die ist eigentlich zu lang, im Nachhinein wäre M10x25 oder 30 besser gewesen)

Schritt 1
Teleskop ab, Gegengewichte runter.

Schritt 2
Antrieb der RA-Achse entfernen.

Schritt 3
Die Hutmutter unten an der RA-Achse entfernen

Schritt 4
RA-Achse nach oben herausziehen.

Schritt 5
Die Einzelteile ablegen und das Ganze ein wenig auf sich wirken lassen. Drei Lager müssen rein, eines ganz oben, über dem Zahnkranz, eines unterhalb des Zahnkranzes und eines von aussen, unter die Schraube. Es gibt bei der ganzen Sache ein Platzproblem. Die Lager sind wesentlich dicker als die Plastikscheiben, dadurch haben wir hinterher einen Spalt zwischen den Gehäuseteilen und am Ende der Achse kein Gewinde mehr um die Hutmutter festzuschrauben. Deshalb nehmen wir die Langmutter als Achsenverlängerung. Sie muss dafür auf den Durchmesser der Achse abgedreht werden. Das habe ich mit Bohrmaschine und Feile gemacht 🙂 Auf einer Länge von 20 mm solange mit der Feile an die eingespannte Mutter bis das Lager draufpasste.

Zum Gewinnen von Platz habe ich ferner den Zahnkranz oben um ca. 3 Millimeter gekürzt, also soweit, dass das Metall nicht über den Plastikring hinaussteht.

(Hier kann man sehen, dass die Klemmschraube für die RA-Klemmung nach Einbau des oberen Lagers ziemlich an der Kante greift, mal gucken wie lange das hält. Wenns kaputt geht muss halt ein passendes Drehteil her.)
Es empfiehlt sich weiterhin dafür zu sorgen dass der Plastikklemmring in Rotationsrichtung spielfrei auf dem Zahnkranz sitzt. Bei mir war die Nut im Zahnkranz etwas zu weit, was zu Problemen/Leerlauf beim Wechseln der Drehrichtung führt. Also entweder kleben oder was dazwischen legen.

Schritt 6
Jetzt wieder zusammenbauen. Die Achse sollte am oberen Ende im Gewinde auf jeden Fall gesichert werden, z.B. mit Superkleber. Erst ein Lager,

dann der Zahnkranz.

Unter den Zahnkranz müssen ca. 8 Unterlegscheiben und ganz zuletzt das zweite Lager. An dieser Stelle muss man dafür sorgen dass der Zahnkranz später mit dem Schneckentrieb fluchtet, eventuell noch von den dünnen Originalblechscheiben unterlegen.

So kommt später die Verlängerung zum Einsatz.

Das dritte Lager kommt später von aussen auf die Mutter und es werden noch entsprechend U-Scheiben untergelegt. Danach wird mit der langen Schraube gekontert.

Schritt 7
Jetzt die Achse ins Gehäuse. Danach das letzte Lager auf die Achse und dann die selbstgemachte Achsenverlängerung auf die Achse. Mit den U-Scheiben muss man ein wenig experimentieren. Solange trotz festgezogener Verlängerung noch Spiel in der RA-Achse ist, sind noch zu wenig U-Scheiben unter dem Lager. Zuletzt noch die Schraube zum Kontern in die Verlängerung. Schneckentrieb montieren.

So, fertig, damit trägt sie auch den 10cm-Refraktor.

Tragen heisst dabei, dass man nach einer Berührung des Teleskops oder der Montierung schon ein paar Sekunden warten muss, bis man wieder was sieht, aber das war mit dem Lidl vorher ja auch schon so. Man müsste sich mal um das Stativ kümmern.