Dem Kart fehlt noch ein Display. Momentan werden wichtige Informationen über BLYNK Anbindung zum Handy übermittelt. Das hilft aber niemandem, wenn man fährt.
Was soll alles dargestellt werden:
Bildschirm
Geschwindigkeit
Akkustand
Leistungsanzeige
Licht an / aus
Blinker links/rechts (noch Zukunftsmusik)
Tageskilometer
Gesamtkilometer
2. Bildschirm
Analog in (Gaspedal)
DAC out (zur Hauptplatine)
Akkutemperatur
Boardtemperatur (Hauptplatine)
Außentemperatur
Geschwindigkeit
Akkustand datailliert
Als Display habe ich mich für ein QVGA TFT mit 320×240 Pixel Auflösung entschieden. Das ist groß genug. Ich hoffe, dass es auch draußen gut ablesbar ist. Das Display wird von einem Teensy 3.2 angesteuert. Dan hatte ich noch rumliegen und er hat genug Speicherplatz für die ganzen anzuzeigenden Bitmaps.
Den Schaltplan und die Hauptplatine habe ich mit EASYEDA erstellt.
Schaltplan Display Kart
Der oben gezeigte Schaltplan zeigt schon die optimierte Variante. Einige Komponenten konnten doch entfallen. Unten sieht man die Platine nach alten Schaltplan. Der untere DC-DC Regler ist entfallen und wurde durch eine einfache Diode ersetzt. Der erste Sapnnungsregler sollte die Referenzspannung für den Komparator, der das Signal für den Interrupt gibt welcher die Kilometerstände in den EEprom schreibt, bereitstellen. Das ist aber nicht notwendig, es funktioniert auch mit einer einfachen Diode.
Ursprünglich war geplant, die einzelnen Signale für Blinker, Licht, Power, Batteriespannung und Geschwindigkeit über digitale bzw. analoge Eingänge abzufragen. Mittlerweile bin ich aber soweit, dass ich alle Werte von der Zusatzplatine im Kart (ESP32) per serieller Schnittstelle an das Display sende. Somit werden nur noch drei Kabel statt der geplanten neun Kabel benötigt und man kann noch viel mehr Informationen übertragen.
PCB alter Standbestückte PCB nach altem Standfertig aufgebautes Display nach altem StandPCB neuer Stand3D Ansicht PCB neuer Stand3D Ansicht nach neuem Stand mit TFTDisplay
Hier mal ein paar Displayzustände fürs Auge
Das Gehäuse
Das Gehäuse ist im CAD konstruiert und mittels SLS-Druck hergestellt worden. Oben sieht man ein gerendertes Bild aus PTC Creo 7. Da ist mittlerweile eine abgespeckte Version von Keyshot enthalten. Ich finde das kann sich schon sehen lassen.
Die beiden Knöpfe dienen einmal der Rückstellung der Tageskilometer und zur Aktivierung eines zweiten Bildschirmes mit verschiedenen Parametern zur Überwachung des Systems.
Der zweite Bildschirm
Über den 2. Bildschirm bekommt man Zugriff auf einige Systemparameter wie ADC-Eingang für das Gaspedal sowie den umgewandelten Ausgang des Gaspedalsignals über DAC. Weiterhin werden Temperaturen, die Geschwindihkeit und der Akkustand in Echtzeit angezeigt. Der Akkustand wird auf dem Hauptschirm nur im 30s Takt aktualisiert und in 20% Schritten angezeigt.
Video
Erster Displaytest mit serieller Schnittstelle über Arduino Uno
Weil es so schön ist, habe ich ein kleines Testprogramm mit Blynk erstellt. Blynk arbeitet hier mit einem ESP32 zusammen, welcher die vom Handy über BLE empfangenen Werte per serieller Schnittstelle an das Display sendet.
Falls jemand Lust hat das nachzubauen, hier die Downloadlinks:
Nach der Seifenkiste mit Akkuschrauber als Antrieb gehe ich nun einen Schritt weiter und baue mal was richtiges. Ein Kart mit zwei BLDC-Motoren aus einem Hoverboard als Antrieb und gehackter Hoverboard Firmware auf der originalen Steuerplatine.
Vorgaben:
Größe passend für meine Kinder und für Erwachsene ebenso, also ein verstellbarer Sitz,
Orientierung an der eFKV (Elektrokleinstfahrzeuge Verordnung),
d.h. zwei unabhängige Bremsen,
maximale Breite 700mm,
Beleuchtung vorn und hinten,
zulässige maximale Geschwindigkeit 20km/h,
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Die Motoren
Als Antrieb habe ich mich für zwei Hoverboard Räder entschieden. Die Räder haben 8,5″ Durchmesser und je 350W. Die Räder haben je drei Phasenwicklungen und integrierte Hall Sensoren zur Positionserkennung.
Auf dem Bild sieht man im Vordergrund die beiden Antriebsräder und im Hintergrund die beiden Vorderräder mit Bremsscheiben.
Die Antriebsräder im Vordergrundgeöffnetes Rad mit integriertem BLDC-Motor
Die Befestigung der Räder habe ich prinzipiell übernommen und mir die Kontur zur Aufnahme der Achsen in je zwei Halbschalen fräsen lassen. Diese werden dann jeweils in das Kastenprofil der Hinterachse gesteckt und mit je vier Schrauben M8 verschraubt.
Hinterachse mit Bohrungen für Radbefestigung
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Der Akku
Das Akkupack habe ich auf E-Bay bestellt. Das war das reine Akkupack ohne BMS. Ein passendes BMS konnte ich auch gut gebraucht auf E-Bay erwerben.
Akkupack (Quelle: Ebay)
Der Akkupack besteht aus 30 Stück Panasonic NCR18650PF Zellen, zehn in Reihe und drei parallel. Die Kapazität beträgt 8,7Ah, der maximale Entladestrom beträgt 32 Ampere und die Spannung 36V.
Das BMS sowie die Anschlusskabel musste ich nachträglich selber anlöten.
BMS PlatineMit BMS und Kunststoffhülle sowie etwas Klebeband sieht das dann so aus.
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Die Hauptplatine
Die Hauptplatine ist eine Ersatzplatine für ein Hoverboard. Diese kann man recht günstig bei Ebay oder bei AliExpress erwerben. Wenn man kein Hoverboard zum Schlachten hat.
Hauptplatine aus Hoverboard
Die Platine lässt sich nicht 1 zu 1 verwenden. Hier haben sich einige schlaue Leute viele Gedanken gemacht und eine neue Firmware für die Platine geschrieben. Somit lässt sich die Platine für verschieden Anwendungsfälle verwenden:
Hovercar
Transpotter
Bobbycar
uvm.
Die verschiedenen Softwarepakete kann man sich hier herunterladen:
Was die PC-Software zur Programmierung angeht, habe ich mich einmal für ST-Link direkt von ST und parallel für Microsoft Visual Studio Code mit der Erweiterung Platform IO entschieden. Die Firmwareversionen stellen eine Datei für Platform IO bereit. Das macht die Auswahl der zu flashenden Version (Hovercar, Bobbycar …) sehr komfortabel.
Normalerweise klappt die Programmierung mit Visual Studio Code sehr gut. ST-Link wird benötigt, um den Chip zu entsperren, welcher im Lieferzustand der Platine gelockt ist, und eventuell um den Flash der Hauptplatine komplett zu löschen. Das kann notwendig sein, wenn man Daten der Auto-Kalibrierung der ADC-Eingänge wieder löschen will, aber dazu später mehr.
Zum Programmieren des ST32 Chips auf der Hauptplatine benötigt man einen Programmieradapter. Der kostet ca 8€ auf Ebay oder Amazon.
Quelle: Ebay
Ich möchte Niklas Faut und Emanuel Feru für die geleistete Arbeit danken. Wenn man sich vorstellt, dass hier ohne jegliche Informationen mittels Reverse Engineering das komplette Platinenlayout erarbeitet wurde, ziehe ich einfach nur den Hut. Von der neuen Firmware ganz zu schweigen.
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Hauptplatine vorbereiten
Programmierschnittstelle
Auf der Hauptplatine befindet sich neben dem Hauptprozessor die Programmierschnittstelle. Hier ist es ratsam sich eine vierer Stiftleiste einzulöten damit man einfacheren Zugang zum Programmieren hat. Das sieht dann so aus wie auf dem unteren Bild.
eingelötete Stiftleiste
Manche Boards haben auf der Unterseite einen geschlossenen Kühlkörper. Da kommt man von unten nicht an die Kontakte. Hier muss man etwas improvisieren und die Stiftleiste von oben anlöten. Das geht wenn man den Plastikhalter auf der Stiftleiste etwas nach oben schiebt.
Die Programmierschnittstelle ist folgendermaßen beschaltet (klick ins Bild):
Pinout der Hauptplatine
Zum Programmieren habe ich mich für Visual Studio Code mit Platform IO entschieden. Die Software kann man kostenlos bei Microsoft herunterladen.
Hat man die Software installiert, muss man noch die Platform IO Erweiterung hinzufügen. Hierzu klickt man in der linken Leiste auf das Symbol mit den vier Kästchen und gibt im Suchfeld Platform IO ein. Danach kann man die Erweiterung auswählen und hinzufügen.
Hat man das erledigt, fügt man über Datei / Ordner öffnen den Ordner mit der gewünschten Firmware hinzu.
Darin befindet sich eine Datei für Platform IO welche in der linken Übersicht auswählbar ist. Wählt man diese aus, dann sieht das so aus.
Im rechten Fenster kann man dann die Firmwarekonfiguration wählen. Dann klickt man unten links auf Build (das Häkchen) und die Firmware wir kompiliert.
Nun kann man den Programmieradapter an das Mainboard anschließen und die Firmware flashen.
Programmieradapter mit KabelKabel vom Programmieradapter mit Mainboard verbunden
Hat man alles verbunden, kann man auf Upload (Pfeil nach rechts) drücken und die Firmware in den Prozessor schreiben. Folgendes ist dabei noch sehr wichtig:
Die 3,3V Verbindung vom Programmieradapter nur benutzen, wenn das Mainboard nicht mit dem Akku verbunden ist!
Ist das Mainboard mit dem Akku verbunden, würde es sich u.U. einschalten und die 3,3V selbst zur Verfügung stellen. Gleichzeitig 3,3V vom Programmieradapter und vom mainboard selbst kann zur Zerstörung des Prozessors führen. Weiterhin muss man den Einschalter des Mainboards gedrückt halten solange der Upload stattfindet. Besser man nutz statt dem Taster einen Jumper. Damit bleibt das Mainboard immer an. Der Hintergrund ist folgender. Das Mainboard wird nach dem Einschalten vom Prozessor am Leben erhalten. Beim Programmieren wird die Software auf dem Prozessor gelöscht und dadurch würde das Mainboard ausgehen. Der Upload würde fehlschlagen und wenn es ganz dumm läuft der Prozessor sterben.
Sollte die Programmierung fehlschlagen, kann es daran liegen, dass der Speicher schreibgeschützt ist. Hierzu muss erst der Schreibschutz aufgehoben werden. Wie das geht findet man hier:
Für den Rahmen habe ich mich aus einer Konstruktion aus Aluminiumprofilen entschieden. Diese sollten die nötige Stabilität haben, damit auch ich damit unbeschadet fahren kann.
Die einzelnen Profile hat mir mein Sandkastenfreund geschweißt. Er kann das und zwar gut.
Die Vorderachse sollte auf alle Fälle schwenkbar sein, damit nicht immer ein Rad in der Luft hängt wenn der Untergrund uneben ist. Hierfür verwende ich zwei 15 mm Flanschlager K002. Der Rahmen hat eine 8mm dicke Frontplatte, an welcher die Achse für die beiden Flanschlager befestigt wird.
Hier mit den VorderrädernVorderrad mit Bremssattel und Lenkachse
Die Vorderradaufhängung besteht aus einem Aluminiumprofil 20x20mm welches die Radachse, den Lenkhebel und das Halteblech für den Bremssattel trägt. Die Lenkachse wir durch je zwei 10 mm Stehlager realisiert. Die Vorderräder sind für einen Elektroroller gedacht und mussten leicht modifiziert werden, da sie ursprünglich eine durchgehende Achse hatten und beidseitig befestigt wurden. Hierfür habe ich die originale Achse entfernt und jeweils eine neue Distanzhülse, welche zwischen die beiden Radlager kommt, gedreht.
die originale Achse hier wurde durch besagte Hülse ersetzt
Gas- und Bremspedal
Die Firmwareversion „Hoverkart“ erlaubt die Steuerung über zwei Analogeingänge. Ein Eingang für Gas und der andere für Bremse. Ich habe mir über Ebay zwei Pedale mit analog Hallsensoren bestellt. Diese funktionieren kontaktlos und scheinen recht robust zu sein. Die Pedale können mit 3,3V betrieben werden.
Die ausgegebene Spannung geht nicht ganz von 0V bis 3,3V aber das lässt sich in der Firmware sehr gut einstellen, damit min./ max. oder besser kein Gas und Vollgas richtig ausgewertet werden.
Die Einstellungen für die Analogeingänge befinden sich in der config.h Datei. Die Änderungen lassen sich schnell in Visual Studio erledigen.
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Das Bremspedal dient einmal natürlich zum Bremsen und zweitens mittels „Doppelklick“ zur Aktivierung der Rückwärtsfahrt. Das Mainboard piept sogar beim Rückwärtsfahren. Das finden die Kinder ziemlich cool.
Ansicht von unten, Hallsensor und gewölbter Magnet
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Fahrwerksgeometrie
Für die Auslegung der Fahrwerksgeometrie habe ich mich an allgemein gültigen Prinzipien orientiert. Das äußere Rad beschreibt dabei einen größeren Radius als das innere. Hierfür gibt es ein geometrisches Modell. Das muss bei der Auslegung der Lenkung berücksichtigt werden. Normalerweise wird dies über das sogenannte Lenktrapez gewährleistet. Leider hatte ich nicht den nötigen Platz für eine zusätzliche Verbindungsstange zwischen den beiden Vorderrädern. Ich konnte mir aber mit CAD helfen und bin somit bis auf 1° Abweichung an der idealen Auslegung. Auf Sturz habe ich bei der Konstruktion verzichtet um es einfach zu halten. Das Kart geht trotzdem um die Kurve als wäre der Teufel hinter ihm her. Ebenso wenig hat das Kart einen Nachlauf. Das merkt man sehr, da die Lenkung sehr direkt fast schon nervös reagiert.
Neuer Akku
Der derzeitige Akku funktioniert zwar, aber die Kapazität lässt doch sehr zu wünschen übrig und ein weiterer Punkt wirkt sich eher negativ aus. Momentan sind Panasonic NCR18650PF Zellen verbaut. Für den neuen Akku habe ich Samsung INR18650-25R Zellen verwendet. Die Samsung Zellen habe einen maximalen Entladestrom von 20A gegenüber den Zellen von Panasonic mit 10A. Das bringt den entscheidenden Vorteil, dass die Spannung der Samsung Zellen beim Entladen nicht so schnell einbricht und das Kart somit erstens mehr Leistung hat und zweitens das Board nicht so schnell abschaltet weil es der Meinung ist, der Akku wäre leer. Dabei hat man einfach nur mal kurz beschleunigt.
Wie auf dem Bild zu sehen ist, habe ich mich für 10S5P entschieden. Das entspricht einer Gesamtspannung von 42V und einer Kapazität von 12,75Ah. Theoretisch kann der Akku 100A liefern sofern die Verbinder und das BMS dies zulassen. Zur Zellenverbindung habe ich mich für Löten entschieden. Die Akkucommunity ist hier sehr Zwiespalten. Viele halten Löten für zu gefährlich, weil die Akkus explodieren können. Wenn man aber nur sehr kurz (2s – 3s) mit einem mind. 100W Lötkolben lötet geht das ziemlich gut. Der Akkupack ist hier noch nicht ganz fertig, da zwei Zellen getauscht werden müssen weil sie defekt sind. Ebenso müssen noch alle Brücken isoliert werden, damit es keinen Kurzschluss zwischen dem Becher (Minuspol) jeder Zelle und dem Pluspol gibt falls mechanische Beanspruchungen die Brücken eindrücken. Ich schiebe einfach ein Stück Pappe unter die Brücke und fixiere diese dann mit Klebeband.
Die Brücken sind aus 1mm versilbertem Kupferdraht. Laut VDE 0298 T4 06/13 kann ein Draht mit einem Querschnitt von 0,75mm² mit einen Strom von max. 15A belastet werden. Mit 1mm Durchmesser liegt man bei 0,785mm² und somit etwas höher. Das entspricht bei drei Bücken ca. 45A. Das reicht dicke, da die Software in der Grundeinstellung bei 17A pro Rad abschaltet.
Das BMS muss noch dran und das Pack muss noch eingepackt werden. Witzigs Wortspiel 😉 !
14.12.2020
So, nachdem alles ordentlich zusammengebaut wurde habe ich mich dran gemacht die Kapazität des Akkupacks zu messen. Man will ja schließlich wissen was man da so zusammengekloppt hat. Dafür habe ich mir für 20€ einen Leistungsmesser für Modellbauanwendungen gekauft.
Das Display zeigt die Daten nach einer Testfahrt mit dem Kart. Die Elektronik hat 33,7A gezogen. Das Entspricht einer Leistung von 1130W. Bei einem eher pessimistisch angesetzten Wirkungsgrad von 90% wären das ca. 1,5PS. Was will man mehr.
Den Kapazitätstest habe ich mit 3 PKW Glühlampen a 12V in Reihe durchgeführt.
Hier kann man sehr schön sehen, dass nach knapp 13min 1Ah verbraucht wurde bei einem konstanten Strom von 4,7A. Das Maximum von 7,4A war der Einschaltstrom der Glühlampen. Das ist übrigens der Grund warum die Dinger immer nur beim Einschalten kaputt gehen.
Am Ende ist übrigens herausgekommen, dass der Akkupack knapp über 12Ah Kapazität hat. Das ist etwas weniger als die errechneten 12,75Ah könnte aber daran liegen, dass noch nicht alle Akkus 100%ig ausbalanciert sind und das BMS abschaltet wenn eine Reihe parallel geschalteter Akkus unter 2,8V fällt während andere Akkus noch 3V haben. Ich hoffe, dass das BMS das irgendwann geregelt kriegt.
Die Zusatzplatine
Im Kart habe ich eine Platine zusätzlich zur Hoverboardplatine verbaut. Diese wird verwendet um das Signal des Gaspedals beeinflussen zu können. Weiterhin können die verschiedenen Sounds per Handy abgespielt werden, das Licht über Handy an und ausgeschaltet, sowie verschieden Statusinfos auf das Handy übertragen werden. Die Verbindung zum Handy läuft über Bluetooth 4.0.
Die besagte Platine habe ich ursprünglich auf einer Lochrasterplatine aus Hartpapier aufgebaut. das ist nicht gut, da das Hartpapier Feuchtigkeit aufnimmt und sich stark wölbt. Jetzt habe ich die Reißleine gezogen und eine neue Platine entworfen und diese aus Epoxy fertigen lassen.
Schaltplan der neuen ZusatzplatineZusatzplatine Marios Kart3D-Modell der Zusatzplatine
Es fehlen noch ein paar Bauelemente dann kann es ans Bestücken gehen. Links und rechts befinden sich Klemmleisten für die ganzen Anschlüsse. Dann kommt auf der linken Seite das MP3 Modul für die Sounds. In der Mitte oben ein Bluetoothmodul für Statusmeldungen von der Hoverboardplatine. Darunter ein Spannungsregler. Dann kommt der 4fach Optokoppler für die Ansteuerung des MP3-Moduls vom ESP32 welcher rechts angeordnet ist. Ganz unten in der Mitte die Schaltung für das Licht und unten rechts der Spannungsregler für die ankommenden 42V. Dieser stellt 6V zur Verfügung. Damit werden alle anderen Baugruppen und Spannungsregler betrieben. Leider läuft der Hallsensor für die Geschwindigkeitsmessung am Hinterrad nur mit min. 6V. Sonst könnte ich mir den Spannungswandler für das MP3-Modul sparen und alles mit 3,3V betreiben.
fertig bestückte Zusatzplatine für das Kart
Das ist die Oberfläche fürs Handy. Mit dem linken Regler lässt sich die maximale Geschwindigkeit einstellen, mit dem rechten Regler das maximale Drehmoment. Unten ist der Batteriestatus und darüber der Wert für die max. Geschwindigkeit. Darüber die Schnecke zeigt an, dass das Kart momentan nur langsam fahren kann. Stellt man die max. Geschwindigkeit höher kommt der Roadrunner. Ganz oben sind die Tasten für die Sounds, das Licht und die Bluetoothverbindung.
Handyoberfläche in BLYNK
Die neuste Softwareversion für die Hoverboard Platine von Emanuel Feru bietet die Möglichkeit viele Werte während des Betriebes einzustellen. Diese können über die Serielle Schnittstelle gesendet werden. Für die Maximale Drehzahl der Antriebsräder heißt der Befehl SET N_MOT_MAX (Value). Dieser Befehl wird jedes Mal gesendet, wenn der Regler für die maximale Geschwindigkeit verändert wird. Somit kann die maximale Geschwindigkeit immer und während des Betriebes geändert werden. Das ist ein Feature, welches ich mir schon lange gewünscht habe, danke Emanuel.
Es gab schon von Anfang an die Möglichkeit das maximale Drehmoment über die Pedale einzustellen. Das war aber etwas umständlich und kann vom Fahrer jederzeit geändert werden. Das war also keine Option.
So, die neue Platine ist erfolgreich eingebaut worden. Es funktioniert alles zu meiner Zufriedenheit.
Vor längerer Zeit hatte mein Sohn Interesse an einer Seifenkiste angemeldet. Ich habe eine sehr schöne Bauanleitung für eine Seifenkiste bei OBI gefunden.
Quelle: OBI.de
Wer sie nachbauen möchte findet die Bauanleitung hier: OBI Seifenkiste
So, kurzerhand nachgebaut sieht das ganze dann so aus.
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Leider hat mein Sohn dann irgendwie das Interesse daran verloren und die Seifenkiste stand sehr lange ungenutzt in der Garage. Ein Versuch sie bei Ebay-Kleinanzeigen zu verkaufen war nicht erfolgreich. Zum Glück, denn irgendwann ist ihm die Idee gekommen ob man nicht einen Motor anbauen könnte. Da hat er bei mir offene Türen eingerannt.
Die einfachste und billigste Methode schien mir ein Akkuschrauber zu sein. Da ist ein zweistufige Getriebe dran, ein Drehzahlregler, Akkus und ein Ladegerät und das ganze für 30€ bei Real im Angebot.
Quelle: Real.de
Als Übertagungselement dient ein Kettenantrieb für ein Pocketbike mit einer T8F-Kette, einem 11er Ritzel am Antrieb und einem 54er Ritzel am Abtrieb. Hier wird man bei Ebay fündig,
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Zwei Lagerböcke sollen die Querbelastung vom Akkuschrauber abhalten was sehr gut funktioniert.
Der Akkuschrauber wurde vom Akkuhalter und vom Bedienknopf befreit um diese Bauteile an anderer Stelle an der Seifenkiste zu verbauen.
AkkuhalterBedienknopf zum Gasgeben, Vor- und Rückwärtsfahren
Das große Ritzel habe ich direkt am Hinterrad verschraubt.
Der Rest vom Akkuschrauber wurde mit Blechwinkeln mehr oder weniger professionell an der Unterseite befestigt, aber es funktioniert
Ansicht von unten
Und fertig ist das ganze. Die Kinder lieben es und jeder hat einen Akku zum Leerfahren. Dann gibt es weniger Streit.
Dem ehemaligen DDR Bürger ist der Name „Stasi in a Box“ sicher recht. Alle anderen dürfen auch gern mit dem Namen „Big Brother“ Vorlieb nehmen.
Mir persönlich ist das Erstere lieber, weil es mit meiner Vergangenheit mehr gemein hat obwohl ich tatsächlich nur einmal in meinem Leben Berührung mit der Stastassicherheit hatte. Während meiner Lehrausbildung zum Werkzeugmacher hatte man tatsächlich versucht uns für die Arbeit bei der Staatssicherheit der DDR zu werben. Jeder musste einzeln zum Gespräch ins kleine Kämmerlein und wurde dort mehr oder weniger unter Druck gesetzt. Glücklicherweise habe ich stand gehalten und abgelehnt.
Irgendwann, viele jahre später, die DDR war Geschichte, hatte ich die Idee für ein kleines Arduino Projekt. Es gab im Netz schon ein paar Basteleien mit sich bewegenden Augen aber eben nicht mit diesem geschichtlichen Hintergrund.
„Das ist sie, die „Stasi in a Box“ Box
geöffnete Box
Du hast keine Chance, Du kannst nicht entkommen…
Nimmt man den Deckel im Inneren der Box ab, ergibt sich folgendes Bild.
Blick auf die inneren Werte
Ein Arduino Nano, ein Batteriehalter mit vier AA-Batterien und das Herzstück, die Machanik. An einem 3D gedruckten Grundkörper sind sowohl das bewegliche Auge als auch die beiden Miniaturservos befestigt, welche das Auge über zufällig ermittelte Werte bewegen. Die Zufallswerte für x und y sowie die Pausenzeiten werden mittels Zufallszahlen ermittelt.
Die Mechanik von oben
Mechanik von unten
Mechanik in Bewegung
Hier ist der Code. Ich glube da gibt es nicht viel zu sagen.
#include <Servo.h>
Servo myservo1; //links und rechts
Servo myservo2; //auf und ab
void setup()
{
myservo1.attach(9);
myservo2.attach(11);
}
void loop()
{
myservo1.write(random(60, 120));
delay(random(400, 2000));
myservo2.write(random(60, 120));
delay(random(400, 2000));
}
Der Kindle von Amazon hat, wie viele ähnliche E-Book Reader, ein sogenanntes E-Ink Display. Diese Displayart hat die nette Eigenschaft, dass nur zur Aktualisierung Strom benötigt wird und der angezeigte Inhalt dann stromlos für einen sehr langen Zeitraum erhalten bleibt. Wer mehr wissen will kann sich hier (Wikipedia) schlau machen.
Das Display kann Bilder im JPG oder PNG Format anzeigen. Dabei müssen einige Vorraussetzungen erfüllt sein. Das Bild muss je nach Readerversion eine entsprechende Auflösung aufweisen und es muss in Graustufen konvertiert sein. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass es entgegen anderslautender Aussagen nicht auf 16 Farben beschränkt sein muss abhängig von der benutzten Programmbibliothek.
Ein Bilderrahmen für die Großeltern
Die Idee ist es, den Großeltern einen digitalen Bilderrahmen zu schenken dessen Inhalt sich in regelmäßigen Abständen aktualisiert. Hierzu weckt die Software des Bilderrahmens diesen auf, greift auf einen FTPS-Server zu, holt sich ein gespeichertes Bild, konvertiert dieses ins richtige Format, stellt es auf dem Bildschirm dar und schaltet den den Bilderrahmen wieder in den Stand-By Modus um Strom zu sparen.
Dadurch bekommen die Großeltern regelmäßig ein schönes Bild ihrer Kinder und Enkel jenseits von Whatsapp & Co und das auch noch in einem schönen Rahmen.
Das Erscheinungsbild des Bilderrahmens steht dem eines mit echtem Foto in fast nichts nach. Manchmal wünscht man sich ein etwas besseres Reflektionsverhalten also die Fähigkeit einfallendes Licht zurückzuwerfen. Ein weißes Blatt Papier liegt hier bei ca 75%-80%. Der Kindle Paperwhite liegt mit seinem E-Ink Bildschirm nur bei ca. 40%, aber das ist ok.
Der JailBreake
Was ist das?
Um den Kindle in einen digitalen Bilderrahmen zu verwandeln, bietet es sich an den vorhandenen Bildschirmschoner zu nutzen. Leider kann dieser im Originalzustand nur die von Amazon hinterlegten Bilder darstellen. Möchte man hier etwas eigenes, dann muss der Kindle gehackt werden. In Fachkreisen nennt man das dann JailBreake.
Um den Kindle hat sich in den Jahren seit seiner Markteinführung eine große Gemeinschaft gebildet.
Ziel war es den Kindle zu personalisieren und eigene Software laufen zu lassen, handelt es sich doch um ein Linux Gerät. Anfangs war der JailBreake noch über Softwarelösungen durchführbar. Leider schläft Amazon nicht auf dem Baum und hat deshalb fiese Sperren in seine Firmware eingebaut.
Mein Kindle hatte schon beim Gebrauchtkauf die aktuellste Firmwareversion 12.1.2. An einen JailBreake per Software war nicht im Traum zu denken. Nun haben findige Leute einen Weg gefunden über die serielle Schnittstelle auf dem Mainboard den Kindle zu hacken.
Ich habe es getan und es ist beiweitem nicht so schlimm wie es sich aufs Erste anhört. Die folgenden Bilder sind von einem Paperwhite 2 (anderes Projekt) der sich aber nur geringfügig von einem Paperwhite unterscheided. Die Vorgehensweise ist die gleiche.
Zuersteinmal muss der Kindle geöffnet werden. Das lässt sich mit einem nicht allzu scharfem Küchenmesser bewerkstelligen. Der Frontrahmen ist nur geklebt und lässt sich leicht entfernen. Im unteren Bereich wo der Schriftzug ist bitte etwas vorsichtig sein, da sind die LEDs für den Bildschirm der Hall Sensor für das Cover. Weiterhin kann man die Bildschirmschutzfolie ablösen wenn man mit dem Messer zu weit hineintaucht.
Danach liegen das Gehäuse und das Mainboard vor uns.
entfernter Abdeckrahmen
Jetzt werden alle Schrauben gelöst. Beim Paperwhite 2 3G sind es 10 Stück, vermutlich wegen der 3G Antenne. Beim Paperwhite sind es 11 Stück
Lösen der BefestigungsschraubenPosition der BefestigungsschraubenKindle ohne Gehäuse, Ansicht von obenKindle ohne Gehäuse, Ansicht von unten
Das Modem und die Sim Karte habe ich ausgebaut, weil ich mir dadurch einen geringeren Stromverbrauch verspreche. Kann auch nur Einbildung sein. Den Antennenaschluss lässt man einfach baumeln oder fixiert ihn mit Klebeband.
3G Modem und SIM Karte ausgebaut
So, Akku raus und los gehts. Der Akku ist nur mit drei Schrauben befestigt.
Akku ausgebaut
Die serielle Schnittstelle ist schnell gefunden.
Jetzt gehts ans Löten. Wer sich das nicht zutraut, es gibt ganz gute Methoden zum lötfreien Kontaktieren. (lötfreies Kontaktieren) Man sollte bevor man anfängt zu Löten auf alle Fälle den Akku und ausbauen. Sicher ist sicher.
serielle Schnittstelle mit angelöteten Kabeln
Der gelbe Draht geht zu TX am Adapter, der orange Draht zu RX und der grüne zu Masse (siehe unten). Den USB-RS232 Adapter habe ich bei Amazon gekauft. Hier muss man unbedingt darauf achten, dass er sich auf 1,8V stellen lässt oder von haus aus ein 1,8V Typ ist. Sonst kann man sich von seinem Kindle verabschieden!!!
Die Installationsanweisungen findet man in den jewiligen Readme Dateien der Softwarepakete. Bei USBnet bitte unbedingt die Readme Datei lesen, hier kann viel schief gehen. Um genau zu sein, kann man sich, wenn´s dumm läuft, den Zugriff auf den Kindle komplett verbauen.
PuTTy (Link) um mit dem Kindle in Kontakt zu treten
Notepad++ (Link) um Dateianpassungen vornehmen zu können, Windows Editor funktioniert nich mit Linux Dateien, da er die Linux Line Endings entfernt,
FTP Programm z.B. WinSCP (Link) um Dateien auf den Kindle zu transferieren. Das geht auch über USB ist aber mit WinSCP über WLAN viel komfortabler.
RNDIS Treiber um den Kindle als Netzwerkkarte zu benutzen (Link)
Da ich auch zu der Gruppe Menschen gehöre, die ungern Anleitungen liest, habe ich sehr viel Zeit mit dem Versuch verbracht, mich über WLAN am Kindle anzumelden. Leider wurde mir der Zugang verwehrt da ich angeblich nicht über das richtige Passwort verfügte. In der README.txt von USBnet steht eindeutig drin, dass man sich zuerst über Telnet anmelden soll.
Einstellungen in PuTTY für Telnet
WLAN muss am Kindle ausgeschaltet sein und der Kindle über USB im Modus USBNet enabled (kein MassStorage) sein. Die IP-Adresse ist die, welche in der config Datei im Ordner usbnet/ect, festgelegt ist.
Telnet verlangt kein Passwort aber der Zugang über WLAN mit PuTTY. Also auf alle Fälle das Passwort als root mit
mntroot rw (Lese- und Schreibrechte auf Root System vergeben)
passwd
ändern. Hat man das erledigt setzt man das Root system wieder auf read only.
mntroot ro
Danach sollte die Anmeldung über WLAN funktionieren. Die Einstellungen für PuTTy findet man in der Serial Jailbreake Beschreibung unter Punkt 3. Set up PuTTy)
Der Rahmen
Der Rahmen ist für ein Foto der Größe 13×18. Der Ausschnitt im Passepartout hat die Maße 118mm x 88mm. Damit hat man eine ungefähre Randabdeckung des Kindle Bildschirmes von umlaufend 1mm.
Den Kindle selbst habe ich mit doppelseitigem Klebeband auf die Rückseite des Passepartouts geklebt. Im Rahmen wurde ein Loch eingearbeitet um an die USB Buchse des Kindles zu kommen. Somit lässt sich der Bilderrahmen auch einigermaßen komfortabel aufladen.
Die Aufbereitung der Bilder für den Screen Saver Hack funktioniert am Besten mit Gimp. Das ist kostenlos und ein sehr guter Photoshop Ersatz. Die Anforderungen an ein Screen Saver Bild sind folgende:
Auflösung muss der des Bildschirmes entsprechen sonst sieht das nachher sehr wild aus. Der Paperwhite und der Paperwhite 2 haben 758 x 1024.
Das Bild sollte in Graustufen mit 8bit Auflösung konvertiert werden und als .png gespeichert werden
Manch Leute fordern noch eine Reduzierung auf 16 Graustufen (Indiziert) was ich aber nicht bestätigen kann. Es funktioniert auch mit mehr Graustufen.
Das Bild muss 90° gegen den Uhrzeigersin gedreht werden, damit es auf dem Bilderrahmen im Querformat richtig dargestellt wird es sei denn man will einen Bilderrahmen im Hochkantformat haben.
Die Bilder müssen eine fortlaufende Nummerierung haben. Die Bilder einfach im Ordner:
/mnt/us/linkss/screensavers/
abspeichern und den Kindle neu starten. Der Screen Savers Hack benennt angeblich alle Bilder nach seinen Vorstellungen um. Ich habe das nie probiert. Ich habe alle Bilde im Vornherein schon in fortlaufender Nomenklatur benannt.
bg00_medium_001
bg00_medium_002
Wozu dient der Kühlschrankmagnet
Bilderrahmen Version 1
Da ich den Kindle als Bilderrahmen benutzen möchte und nicht nur als Bildschirmschoner auf einem normal genutzten Kindle muss eine Möglichkeit her, die Bilder auf einfache Weise zu wechseln ohne auf einen Knopf zu drücken ect.
Für den Kindle gibt es eine Hülle, welche ihn beim Zuklappen in den Ruhezustand versetzt. Dafür hat der Kindle am unteren Rand in der Leiste wo sich auch die LEDs für die Bildschirmbeleuchtung befinden einen Hall-Sensor und die Hülle hat einen engesetzten Magneten. Schließt man nun die Hülle wird der Hall Sensor aktiviert und der Kindle geht in den Standby.
Position des Hall-Sensors
Diese Funktion habe ich mir zunutze gemacht und schalte nun die einzelnen Bilder mit dem Kühlschrankmagnet, der links unten in der Ecke vom Bilderrahmen liegt, durch. Schiebt man ihn kurz zur Seite startet der Kindle und schiebt man den Magnet zurück, dan wird das nächste Bild als Bildschirmschoner geladen.
Der Akku hält übrigens beim einmaligen Wechsel pro Tag ziemlich lange. Ich will nicht übertreiben, aber es sollten mindestens 200 Tage wenn nicht mehr sein, da man auch nicht jeden Tag wechselt.
Einen automatischen Wechsel kann man auch realiseren und genau darum geht es im Folgenden.
Der Bilderrahmen der alles alleine macht und fast ein Jahr lang durchhält!
fertiger Bilderrahmen mit geladenem Bild
Das Ziel war es von Anfang an einen digitalen Bilderrahmen zu bauen, der nicht permanent am Netzteil hängen muss und wenn möglich mindestens ein halbes Jahr oder mehr ohne aufladen auskommt. Aus diesem Grund ist die Entscheidung ja auch auf ein E-Ink Display gefallen.
Im Mobilereader Forum gibt es ein Script mit dem Namen Onlinescreensaver. Dieses Script wird einfach auf den Kindle kopiert und läd dann automatisch nach einem selbstdefiniertem Zeitraum ein PNG-Bild von einer Web-Adresse.
Leider war es mir nicht möglich dieses Script zum Laufen zu bekommen.
Ich bin dann nach einigen Recherchen auf die Seite von Nico Hartung gestoßen. Er benutzt den Kindle um ein mit Python erstelltes Bild mit Daten von einer Wetterstation als Wetterdisplay anzuzeigen. Das Bild holt sich der Kindle von einem eigens eingerichteten Server wo die Daten der Wetterstation gesammelt und in ein Bild gepackt werden.
Auf Basis von Nicos Script habe ich ein eigenes Script geschrieben, welches den Kindle einmal am Tag aufweckt, auf einen FTP-Server zugreift, ein dort hinterlegtes Bild herunterläd, es mit Imagemagick (später mehr) auf dem Kindle bearbeitet um den Kindle Konventionen zu entsprechen, dieses dann auf dem Bildschirm darstellt, einen Logfile an den FTPS Srever sendet und den Kindle dann wieder schlafen schickt. Als Aufwachzeit habe ich mich für Mitternacht entschieden. Da schlafen die meisten Leute und wenn man morgens aufsteht, kann man sich über ein neues Bild freuen.
Das Script läuft permanet durch, weckt den Kindle auf, aktualisiert den Bildschirm und schickt den Kindle wieder schlafen. Möchte man eine Aktualisierung erzwingen, kann man den Kindle duch drücken der Taste aufwecken oder einen Magneten and den HALL-Sensor (siehe oben) halten. Das hat den gleichen Effekt, als würde er um Mitternacht selbstständig aufwachen. Wenn der Kindle schläft, befindet sich das Programm im RAM. Hier wird der Schlafmodus Suspend to RAM (ACPI Modus S3) genutzt. Alle ungenutzen
Hier das Script:
#!/bin/sh
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### Programmer: Nico Hartung <nicohartung1@googlemail.com>#
### chnaged for Picture Frame Mario Deuse <mdauso@web.de> #
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## Install #
## copy onlinepictureframe folder to mnt/us/extensions/ #
## activate or deaktivate as usual in KUAL #
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#VERSION
# - 20200307_V010
# - due to it´s speed on paperwhite 2 the script ends before midnight
# 120 seconds added to make shure the script sets the wakeup time to next day
# - 20200218_V009
# - status bar deactivated
# - 20200217_V008
# - imagemagick optimized for better dithering and cropping of pictures to fill screen even
# if the aspect ration doesn`t fit to screen aspect ratio
# to prevent from bars on upper and lower side of the picture
# - 20200212_V007
# - checking for new script on server, copy to script direction and reboot
# - Hostname added for picture frame location
# - 20200212_V006
# - V005 not used
# - DynDNS from MyFritz used from now on
# - tmp folder removed from script,
# downloaded pictures will now be stored inside bin folder,
# - 20200207_V004
# - usage of FTPS instead of FTP from now on
# - 20200206_V003
# - V002 not used
# - sleep 4 min after STR when battery level is low, when connecting charger the Kindle wakes up but the battery
# - will not be over minimum level and the script would go into STR again
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# Variables
NAME=pictureframe
NAMEOLD=pictureframe_old
SCRIPTDIR="/mnt/us/extensions/onlinepictureframe/bin/"
TEMPDIR="/mnt/us/documents/"
LOG="${SCRIPTDIR}/${NAME}.log"
LOGOLD="${SCRIPTDIR}/${NAMEOLD}.log"
#FTPS Server the pictures are located on
USER="xxx" # FTPS user
PASSWORT="xxx" # FTPS password
PORT="xxx" # port of FTPS-Server
FTPADRESSE="xxx" # DynDNS adress of FTPS server
#Where will the picture frame be located
#HOSTNAME="xxx"
HOSTNAME="xxx"
#HOSTNAME="xxx"
ROUTERIP="192.168.178.1" # Standard Gateway AVM Fritz!Box
#ROUTERIP="192.168.2.1" # Standard Gateway Telekom Speedport
#!!!Be sure to have this folder structure on FTPS-Sever or change the script here!!!
ORT="/Bilderrahmen/Bilder/${HOSTNAME}/abc.JPG" # location of picture on server
FTPLOG="/Bilderrahmen/Logfiles/${HOSTNAME}/" # location of Logfile on server
NEWSCRIPT="/Bilderrahmen/Newscript/${HOSTNAME}/${NAME}.sh" # new script on server
#!!!The picture on FTPS-server must have the right name and ending: "abc.JPG" !!!
TEMPFILEJPG="${SCRIPTDIR}/abc.jpg"
TEMPFILEPNG="${SCRIPTDIR}/abc.png"
LOGCOUNTER=0 # number of Log entries
LOGCOUNTERALL=1 # number of Log´s
NET="wlan0"
LIMG="${SCRIPTDIR}"
LIMGBATT="${SCRIPTDIR}/pictureframebattery.png"
LIMGERR="${SCRIPTDIR}/pictureframeerror_image.png"
LIMGERRWLAN="${SCRIPTDIR}/pictureframeerror_wlan.png"
LIMGWEISS="${SCRIPTDIR}/weiss.png"
LIMGNEWSCRIPT="${SCRIPTDIR}/newscript.png"
SUSPENDFORS=600 # short sleeping time in case of ERROR
BATTERYALERT=10 # from this Battery Level on to lower values a info will be displayed
BATTERYLOW=6 # from this Battery Level on to lower values the picture frame will go into STR an show a "Please Charge Picture"
BATTERYSLEEP=432000 # 5 days sleep time when Battery Level is equal or below "BATTERYLOW"
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### Functions
kill_kindle() {
initctl stop framework > /dev/null 2>&1 # "powerd_test -p" doesnt work, other command found
initctl stop cmd > /dev/null 2>&1
initctl stop phd > /dev/null 2>&1
initctl stop volumd > /dev/null 2>&1
initctl stop tmd > /dev/null 2>&1
initctl stop webreader > /dev/null 2>&1
killall lipc-wait-event > /dev/null 2>&1
}
customize_kindle() {
mkdir /mnt/us/update.bin.tmp.partial # prevent from Amazon updates
touch /mnt/us/WIFI_NO_NET_PROBE # do not perform a WLAN test
}
#return true if keyword not found
wait_wlan() {
return `lipc-get-prop com.lab126.wifid cmState | grep CONNECTED | wc -l`
}
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### Script
### stop Kindle pocesses
kill_kindle
### customize Kindle
customize_kindle
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### Loop
while true; do
echo "." >> ${LOG} 2>&1
echo "." >> ${LOG} 2>&1
echo "========================================================" >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%Y-%m-%d_%H:%M:%S'` Logbucheintrag Nr. ${LOGCOUNTER} von Logbuch Nr. ${LOGCOUNTERALL}" >> ${LOG} 2>&1
echo "========================================================" >> ${LOG} 2>&1
### activate CPU Powersave
echo powersave > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
echo "`date '+%H:%M:%S'` CPU runtergetaktet." >> ${LOG} 2>&1
### switch off screen saver
lipc-set-prop com.lab126.powerd preventScreenSaver 1 >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bildschirmschoner ausgeschaltet." >> ${LOG} 2>&1
### switch off the top status bar
lipc-set-prop com.lab126.pillow disableEnablePillow disable
#lipc-set-prop com.lab126.pillow interrogatePillow '{"pillowId": "default_status_bar", "function": "nativeBridge.hideMe();"}'
#PILLOW_SOFT_DISABLED="yes"
echo "`date '+%H:%M:%S'` Statusleiste deaktiviert." >> ${LOG} 2>&1
### check battery level and maybe start STR
CHECKBATTERY=`gasgauge-info -s`
if [ ${CHECKBATTERY} -le ${BATTERYLOW} ]; then
echo "`date '+%H:%M:%S'` Akkuladung bei 5%, statisches Batteriezustandsbild gesetzt!" >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Logfile an Sever gesendet." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` STR, bitte Akku aufladen!" >> ${LOG} 2>&1
eips -f -g "${LIMGBATT}"
/mnt/us/usbnet/bin/curl -T ${LOG} -k --ftp-ssl --tlsv1 --ftp-ssl-reqd --ftp-pasv ftp://${USER}:${PASSWORT}@${FTPADRESSE}:${PORT}/${FTPLOG} # send Logfile to server
rtcwake -d /dev/rtc1 -m no -s ${BATTERYSLEEP} # picture frame will sleep for X days or wakes up in case of charging.
echo "mem" > /sys/power/state
sleep 300 # waiting time when charging until battery level is higher than "BATTERYLOW" otherwise it will fall into sleep again
else
echo "`date '+%H:%M:%S'` Verbleibende Akkuladung: `gasgauge-info -c` " >> ${LOG} 2>&1
fi
### activate WLAN
lipc-set-prop com.lab126.wifid enable 1 >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` WLAN aktivieren. " >> ${LOG} 2>&1
WLANNOTCONNECTED=0
WLANCOUNTER=0
SHORTSUSPEND=0
### wait for WLAN
while wait_wlan; do
if [ ${WLANCOUNTER} -gt 30 ]; then
echo "`date '+%H:%M:%S'` Kein bekanntes WLAN verfügbar." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` DEBUG ifconfig > `ifconfig ${NET}`" >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` DEBUG cmState > `lipc-get-prop com.lab126.wifid cmState`" >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` DEBUG signalStrength > `lipc-get-prop com.lab126.wifid signalStrength`" >> ${LOG} 2>&1
eips -f -g "${LIMGERRWLAN}"
WLANNOTCONNECTED=1
SHORTSUSPEND=1 #short sleeptime will be activated
break
fi
let WLANCOUNTER=WLANCOUNTER+1
echo "`date '+%H:%M:%S'` | ${HOSTNAME} | Warte auf WLAN (Versuch ${WLANCOUNTER})." >> ${LOG} 2>&1
sleep 1
done
### connected to WLAN?
if [ ${WLANNOTCONNECTED} -eq 0 ]; then
echo "`date '+%H:%M:%S'` Mit WLAN verbunden." >> ${LOG} 2>&1
### lost Standard Gateway if WLAN`s not available
GATEWAY=`ip route | grep default | grep ${NET} | awk '{print $3}'`
echo "`date '+%H:%M:%S'` ausgelesener Standard-Gateway: ${GATEWAY}." >> ${LOG} 2>&1
if [ -z "${GATEWAY}" ]; then
route add default gw ${ROUTERIP} >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Standard-Gateway nach Sleep nicht mehr vorhanden." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Standard-Gateway wird neu auf ${ROUTERIP} gesetzt." >> ${LOG} 2>&1
fi
### Check new Script
/mnt/us/usbnet/bin/curl --silent --time-cond ${SCRIPTDIR}/${NAME}.sh --output ${TEMPDIR}/${NAME}.sh -k --ftp-ssl --tlsv1 --ftp-ssl-reqd --ftp-pasv ftp://${USER}:${PASSWORT}@${FTPADRESSE}:${PORT}/${NEWSCRIPT}
#-r File Name (File exists and is readable)
if [ -r ${TEMPDIR}/${NAME}.sh ]; then
cp ${TEMPDIR}/${NAME}.sh ${SCRIPTDIR}/${NAME}.sh
rm ${TEMPDIR}/${NAME}.sh
echo "`date '+%H:%M:%S'` Skript aktualisiert, Neustart durchführen." >> ${LOG} 2>&1
chmod 777 ${SCRIPTDIR}/${NAME}.sh
eips -f -g ${LIMGNEWSCRIPT}
sleep 5
reboot
exit
else
echo "`date '+%H:%M:%S'` Kein neues Skript auf dem Server gefunden." >> ${LOG} 2>&1
fi
### download picture and send to screen
### download using cURL
/mnt/us/usbnet/bin/curl -k --ftp-ssl --tlsv1 --ftp-ssl-reqd --ftp-pasv ftp://${USER}:${PASSWORT}@${FTPADRESSE}:${PORT}/${ORT} -o ${TEMPFILEJPG}
### Is there any picture?
#-r File Name (File exists and is readable)
if [ -r ${TEMPFILEJPG} ]; then
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bild auf Server gefunden und heruntergeladen." >> ${LOG} 2>&1
### edit picture with Imagemagick to fulfill eips demands
/mnt/us/linkss/bin/convert ${TEMPFILEJPG} -auto-orient -filter LanczosSharp -brightness-contrast 3x15 -resize x758 -gravity center -crop 1024x758+0+0 +repage -rotate 270 -colorspace Gray -dither FloydSteinberg -remap /mnt/us/linkss/etc/kindle_colors.gif -quality 75 -define png:color-type=0 -define png:bit-depth=8 ${TEMPFILEPNG}
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bild mit Imagemagick bearbeitet." >> ${LOG} 2>&1
### send picture to screen
eips -f -g ${LIMGWEISS} #cover the screen in white to prevent from shadows
sleep 1 #let´s sleep a second, e-ink´s are not the fastest
eips -f -g ${TEMPFILEPNG} #load picture to screen
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bildschirm aktualisiert." >> ${LOG} 2>&1
else
eips -f -g ${LIMGWEISS} #cover the screen in white to prevent from shadows
sleep 1 #let´s sleep a second, e-ink´s are not the fastest
eips -f -g ${LIMGERR} #show error picture
echo "`date '+%H:%M:%S'` Kein Bild gefunden, Error-Bild gesetzt." >> ${LOG} 2>&1
SHORTSUSPEND=1 #short sleep time will be activated
fi
### delete temp. files
rm ${TEMPFILEJPG}
rm ${TEMPFILEPNG}
echo "`date '+%H:%M:%S'` Temporaere Dateien entfernt." >> ${LOG} 2>&1
if [ ${CHECKBATTERY} -le ${BATTERYALERT} ]; then
eips 2 2 -h " Akku bei 10 Prozent, bitte aufladen "
fi
fi
### calculate and set WAKEUPTIMER
if [ ${SHORTSUSPEND} -eq 1 ]; then
TODAY=$(date +%s)
WAKEUPTIME=$(( ${TODAY} + ${SUSPENDFORS} ))
echo "." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Ein Fehler ist aufgetreten, neuer Versuch am: `date -d @${WAKEUPTIME} '+%Y-%m-%d_%H:%M:%S'`" >> ${LOG} 2>&1
echo "." >> ${LOG} 2>&1
rtcwake -d /dev/rtc1 -m no -s ${SUSPENDFORS}
else
TOMORROW=$(date +%s -d 23:59)
TODAY=$(date +%s)
SUSPENDFORL=$((${TOMORROW} - ${TODAY} + 120)) #120 seconds added to make shure it´s past midnight
WAKEUPTIME=$((${TODAY} + ${SUSPENDFORL}))
echo "." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Alles OK, Bilderrahmen wird am: `date -d @${WAKEUPTIME} '+%Y-%m-%d_%H:%M:%S'` neu gestartet" >> ${LOG} 2>&1
echo "." >> ${LOG} 2>&1
rtcwake -d /dev/rtc1 -m no -s ${SUSPENDFORL}
fi
### at 365 Log entries the Log will be saved as "pictureframe_old.log" on FTP server, the Log on Kindle will be deleted and a new Log will be created with number +1
let LOGCOUNTER=LOGCOUNTER+1
if [ ${LOGCOUNTER} -gt 365 ]; then
cp ${LOG} ${LOGOLD}
echo "`date '+%H:%M:%S'` Alter Logfile wird auf dem Sever gesichert und vom Bilderrahmen geloescht." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Ruhezustand wird gestartet." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bye Bye!" >> ${LOG} 2>&1
/mnt/us/usbnet/bin/curl -T ${LOGOLD} -k --ftp-ssl --tlsv1 --ftp-ssl-reqd --ftp-pasv ftp://${USER}:${PASSWORT}@${FTPADRESSE}:${PORT}/${FTPLOG}
rm ${LOGOLD} && rm ${LOG}
LOGCOUNTER=0
let LOGCOUNTERALL=LOGCOUNTERALL+1
else
### send Logfile to FTP Server
echo "`date '+%H:%M:%S'` Aktueller Logfile wird an den Sever gesendet." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Ruhezustand wird gestartet." >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bye Bye!" >> ${LOG} 2>&1
/mnt/us/usbnet/bin/curl -T ${LOG} -k --ftp-ssl --tlsv1 --ftp-ssl-reqd --ftp-pasv ftp://${USER}:${PASSWORT}@${FTPADRESSE}:${PORT}/${FTPLOG}
fi
### Go into STR
echo "mem" > /sys/power/state
done
Der Teil /mnt/us/extensions des Ordners SCRIPTDIR ist vorhanden wenn nach dem Jailbreake KUAL installiert wurde. Die Erweiterung onlinepictureframe/bin/ ist Bestandteil des Scripts und wird beim Kopieren des Scriptes in den „extensions“ Ordner von KUAL erzeugt. Der Ordner TEMPDIR ist bereits auf dem Kindle vorhanden.
FTPS-Server
#FTPS Server the pictures are located on
USER="xxx" # FTPS user
PASSWORT="xxx" # FTPS password
PORT="xx" # port of FTPS-Server
FTPADRESSE="xxx" # DynDNS adress of FTPS server
#Where will the picture frame be located
#HOSTNAME="xxx"
HOSTNAME="xxx"
ROUTERIP="192.168.178.1" # Standard Gateway AVM Fritz!Box
#ROUTERIP="192.168.2.1" # Standard Gateway Telekom Speedport
USER, PASSWORT, PORT und FTPADRESSE
Hier werden die Zugangsdaten, die Serveradresse und der Port für den FTPS Server eingetragen. In meinem Falle ist es die heimische Fritz!Box mit freigegebem Datenspeicher. Hierbei ist es wichtig, dass eine dynamische DNS Adresse verwendet wird. Da der Internetprovider die Verbindung einmal am Tag kappt und neu aufbaut, ändert sich die IP-Adresse des Routers ständig und er ist im Netz nicht mehr zu finden. AVM bietet mit der Fritz!Box und dem Dienst MyFritz bereits eine DynDNS an. Man kann sich aber auch bei vielen Anbietern einen DynDNS Dienst einrichten. Google ist auch hier Dein Freund.
HOSTNAME
Den Hostnamen brauche ich, da ich zwei Bilderrahmen an unterschiedlichen Orten in Betrieb habe. Die beiden Rahmen werden mit unterschiedlichen Bildern gefüttert und müssen somit auch auf verschiedene Ordner auf dem FTPS Server zugreifen.
ROUTERIP
Der Standardgateway (ROUTERIP) wird angegeben, weil der Kindle diesen manchmal aus ungeklärtem Grund vergisst und dann nicht mehr ins Internet kommt. Sollte das der Fall sein, dann wird der hier angegebene Standardgateway je nach Router neu gesetzt.
Ordnerstruktur auf dem FTPS- Server
#!!!Be shure to have this folder structure on FTPS-Sever or change the script here!!!
ORT="/Bilderrahmen/Bilder/${HOSTNAME}/abc.JPG" # location of picture on server
FTPLOG="/Bilderrahmen/Logfiles/${HOSTNAME}/" # location of Logfile on server
NEWSCRIPT="/Bilderrahmen/Newscript/${HOSTNAME}/${NAME}.sh" # new script on server
#!!!The picture on FTPS-server must have the right name and ending: "abc.JPG" !!!
TEMPFILEJPG="${SCRIPTDIR}/abc.jpg"
TEMPFILEPNG="${SCRIPTDIR}/abc.png"
Das Script verlangt eine bestimmte Ordnerstruktur auf dem Server. Entweder man hält sich daran oder man schreibt das Script um. Das kann jeder machen wie er will. Bei mir gibt es zwei Bilderrahmen an unterschiedlichen Orten in der Republik. Dies wird mit dem Hostnamen gesteuert.
ORT: Wo liegt das Bild auf dem FTPS-Server
FTPLOG: Wo soll der Logfile abgespeichert werden.
NEWSCRIPT: Hier wird nach einem aktuellerem als dem, auf dem Kindle laufenden, Script geschaut. Sofern vorhanden und neueren Datums, wird dieses heruntergeladen und im Scriptordner unter dem Scriptnamen abgespeichert, danach wird ein Neustart durchgeführt und das neue Script geladen.
Bisher ist es mir nicht gelungen mittels Wildcards (*.JPG , abc.* oder *.*) einfach irgendeine Datei herunterzuladen. Kann sein, dass das Linux auf dem Kindle keine Wildcards unterstützt. Aus diesem Grund muss das herunterzuladende Bild abc.JPG heißen. Warum? Das hab ich mir so ausgedacht.
Tempfile
TEMPFILEJPG: Diese Angabe dient dazu, damit cURL weiß, wo es die heruntergeladene Dateie hinspeichern soll.
TEMPFILEPNG: Diese Angabe dient dazu, damit Imagemagick (später mehr zu cURL und Imagemagick) weiß, wo es das bearbeitete Bild hinspeichern soll.
Beide Dateien sowohl TEMPFILEJPG als auch TEMPFILEPNG werden nach erfolgreicher Aktualisierung des Bildschirmes gelöscht.
Zeiten
SUSPENDFORS=600 # short sleeping time in case of ERROR
BATTERYALERT=10 # from this Battery Level on to lower values a info will be displayed
BATTERYLOW=6 # from this Battery Level on to lower values the picture frame will go into STR an show a "Please Charge Picture"
BATTERYSLEEP=432000 # 5 days sleep time when Battery Level is equal or below "BATTERYLOW"
SUSPENDFORS: Kürzere Schlafzeit im Falle eines Fehlers. Falls das Script kein Bild auf dem Server findet oder kein WLAN erreichbar ist geht der Kindle nur für 10 Minuten schlafen, statt bis Mitternacht zu warten, und versucht es dann nochmal.
BATTERYALERT: Gibt an, ab welchem Akkuladezustand ein Schriftzug auf dem Bildschirm erscheint, mit der Aufforderung den Bilderrahmen aufzladen, da der Akku nur noch 10% hat.
BATTERYLOW: Ab 6% Akkuladung geht der Bilderrahmen in den Ruhezustand und wacht erst nach BATTERYSLEEP ( in diesem Falle 5 Tagen ) oder beim Anstöpseln des Ladegerätes wieder auf. Wird nicht aufgeladen geht der Bilderrahmen nach 5 Tagen wieder in den Ruhezustand.
Weitere Programmschritte
Wenn das Script startet werden zuerst einige nicht benötigte Prozesse auf dem Kindle gestoppt um Energie zu sparen.
Es wird ein Ordner angelegt, der Amazon vorgaugelt, es wird gerade ein update geladen. Damit soll verhindert werden, dass Amazon über automatische Updates eine neue Firmware aufspielt und der Jailbreake dadurch zerstört wird.
Im weiteren Verlauf wird die CPU Frequenz reduziert, der Bildschirmschoner deaktiviert und die obere Menueleiste incl. Statusleiste (Akku, WLAN, Uhrzeit…) ausgeschaltet. Manchmal hatte ich den Effekt, dass nach erfolgreicher Aktualisierung des Bildschirmes plötzlich noch die obere Statusleiste geladen wird und im Bild verbleibt. Das wird damit verhindert.
### activate CPU Powersave
echo powersave > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
echo "`date '+%H:%M:%S'` CPU runtergetaktet." >> ${LOG} 2>&1
### switch off screen saver
lipc-set-prop com.lab126.powerd preventScreenSaver 1 >> ${LOG} 2>&1
echo "`date '+%H:%M:%S'` Bildschirmschoner ausgeschaltet." >> ${LOG} 2>&1
### switch off the top status bar
lipc-set-prop com.lab126.pillow disableEnablePillow disable
echo "`date '+%H:%M:%S'` Statusleiste deaktiviert." >> ${LOG} 2>&1
Download der Bilder über FTPS
Anfangs habe ich die Bilder über FTP mit wget vom Server geladen. Das war mir aber zu unsicher, wobei unsicher relativ ist, und ich habe mich für FTPS entschieden. Mehr gibt die Fritzbox leider nicht her. Nun kann wget aber kein FTPS. Da kommt cURL ins Spiel. cURL kann ziemlich viel, auch FTPS. Die Version von cURL, welche in der Kindle Linux Version mitgeliefert wird ist aber so alt, dass diese kein FTPS unterstützt.
Nach langem Suchen konnten mir die Leute aus dem Mobilereader Forum helfen. Im UsbNet Hack (welches im Rahmen des Jailbreake Prozedere installiert wurde!!!) ist eine neuere version von cURL enthalten. Wenn man im Script auf diesen Ordner referenziert wird diese Version benutzt und dann funktioniert es auch mit FTPS.
Man kann die Funktionalität von cURL recht einfach über den Befehl curl –version (2 Bindestriche!) in der Konsole herausfinden. Im Beispiel unten hab ich das mal schnell im Windows getan. Ja, cURL gibts auch unter Windows.
Imagemagick ist ein Befehlszeilen Bildbearbeitungsprogramm und ist im Screen Saver Hack enthalten. Diese Befehlszeile öffnet das heruntergeldene Bild bearbeitet es und speichert es im passenden Format wieder ab.
Vielen Dank an NiLuJe für die hilfreichen Hinweise.
Ich werde hier nicht auf alle aufgerufenen Funktionen eingehen aber auf die wichtigsten.
auto-orient: hier wird geprüft, wie die Orientierung des Bildes bei der Aufnahme war und das Bild dementsprechend ausgerichtet, auch wenn es auf dem Kopf steht.
resize x758 -gravity center -crop 1024×758+0+0 +repage: Das Bild wird auf eine Höhe von 758 Pixel geändert ohne Rücksicht auf die Breite. Dann wird das Bild zentriert und auf eine Breite von 1024 Pixel beschnitten. Danach werden mit repage die Offset und Canvas Werte aus dem Header des Bildes entfernt, da diese sonst falsch stehen bleiben würden.
Mit -rotate 270 wird das Bild gedreht, da ja der Kindle im Landscape Modus benutzt und sozusagen auf die Seite gelegt wird.
colorspace Gray -dither FloydSteinberg: Diese beiden Befehle sorgen dafür, dass das Bild erstens in Graustufen umgewandelt wird und zweitens die Übergänge im Bild mit den verfügbaren 16 Graustufen so bearbeitet werden, dass keine Farbränder entstehen. Extrem würde das ausfallen bei gleichmäßigen Farbübergängen wie zum Beispiel bei Bildern mit bewölktem Himmel oder Nebel. (Beschreibung hier)
Bild ohne dithering
Bild mit dithering
Der Rahmen
Den Bilderrahmen habe ich bei IDEAL-Trend GmbH in Berlin gekauft.
Dieser Rahmen ist perfekt, da er die nötige Tiefe bereitstellt. Somit ist genügend Platz für den Kindle, den USB Anschluss und die Verlängerung für den Taster. Das Passepartout (aussen 18cm x 24cm, innen 8,8cm x 11,8 cm) kann man sich im Netz bei unzähligen Shops anfertigen lassen oder man geht zum örtlichen Rahmenbauer. Der Kindle ist mit doppelseitigem Klebeband von hinten am Passepartout befestigt.
Hier ein Profilschnitt des Rahmens und die Darstellung der verschiedenen Möglichkeiten des Zusammenbaus. (Quelle: IDEAL Trend GmbH Berlin)
Die Variante welche ich benutze ist hier aber nicht dargestellt. Der Rahmen ist also wirklich sehr flexibel.
Online-Bilderrahmen InnenansichtUSB-Verlängerung und TasterbetätigungUSB Anschluss und Tasterbetätigung von aussen
Der Holzstab zur Betätigung des Tasters ist hier noch nicht gekürzt und auch noch nicht schwarz eingefärbt. Links davon der in den Rahmen eingelassene USB Anschluss.
Tasterbetätigung gekürzt und eingefärbtUSB Verlängerung von DeLOCK
Das USB Kabel oder besser, die USB Verlängerung gibts bei Ebay. Der Knickschutz auf der Steckerseite muss entfernt werden, sondt passt es nicht. (siehe Bild weiter oben)
so sieht die Tüte aus
Wie kommen die Bilder auf den Bilderrahmen
Der einfachste Weg ist es ein Bild per FTPS auf den Server zu übertragen und es hinterher in abc.JPG umzubenennen. Leider hat diese Methode zwei Nachteile. Erstens wird die Bilddatei nicht verkleinert. Das führt zu längerer Laufzeit des Scripts einmal beim Herunterladen des Bildes vom Server und weiterhin beim Umwandeln mit Imagemagick. Zweitens muss man sich nochmals per FTPS auf dem Server anmelden um das Bild umzubenennen. Dieses auf dem Smartphone vorher zu tun führt nur zu noch mehr Arbeitsschritten.
Nach langem Suchen habe ich tatsächlich eine App gefunden, die meine Anforderungen voll erfüllt.
FTPS Support,
mehrere FTP-Server,
Bilder komprimieren,
Bilder umbenennen,
überschreiben auf Server ohne nachfragen,
Die App PhotoSync gibt es für iOS und Android. (klick ins Bild)
Nachdem man die App installiert hat, kann man aus der Bildergallerie auf Teilen klicken und PhotoSync auswählen, aber zuerst sollte man die App einrichten.
PhotoSync einrichten
Nach dem Start der App klickt man unten rechts auf das kleine Zahnrad und landet im Einstellungsmenue. Hier klickt man auf Konfigurieren und landet im nächsten Menue.
Da es sich beim Server, auf dem die Bilder gesendet werden sollen (Fritz!Box) um einen FTP-Server handelt wählt man hier FTP aus.
Hier sind bereits die beiden Hosts eingerichtet, da es ja auch zwei verschieden Bilderrahmen gibt. In einem jungfräulichen PhotoSync wählt man „Konfiguration hinzufügen…“
Im Reiter „FTP/SFTP Account einrichten“ trägt man die Dyns-Adresse des Servers, den Benutzernamen, das Passwort und den Port ein. Oben wählt man FTPS aus sofern man dieses Protokoll nutzen möchte. Sonst gibt es noch FTP und SFTP.
Als Titel gibt man am Besten den Standort des Bilderrahmens ein. Der Zielordner eintspricht dem entsprechenden Ordner auf dem Server. Unterverzeichnisse sollen nicht erstellt werden. Vor Übertr. wählen muss aus sein, sonst fragt PhotoSync jedes mal nach, wo das Bild hin soll. Das nervt. Dateinahmen hat ein extra Menue. Das kommt als nächstes. Dann kann man noch die Qualität des Uploads einstellen. Damit reduziert PhotoSync sowohl die Bildgröße als auch die Dateigröße. Hier habe ich „Hohe Qualität“ gewählt. Dadurch dauert der Download auf dem Bildschirm nicht solange und Qualitätsprobleme konnte ich nicht feststellen.
Scrollt man weiter nach unten, kann man noch die Qualitätsstufe für den mobilen Upload einstellen.
Aber der Clou ist der Reiter Dateinamen.
Hier kann man einen eigenen Dateinamen vergeben. PhotoSync benennt die Datei dann selbstständig um und überschreibt die auf dem Server vorhandene Datei ohne nachzufragen wenn man im vorherigen Menue „Überschreiben zulassen“ aktiviert hat.
Der eigen Dateiname muss „abc.JPG“ sein wenn man das Script für den Kindle nicht ändern möchte.
Der Bilderupload
Der Upload eines Bildes sollte nun denkbar einfach vonstatten gehen. In der Galerie wählt man ein Bild aus und klickt auf Teilen. Danach erscheint folgender Bildschirm.
Nun wählt man PhotoSync als Übertragungsmedium aus. Dann gehts weiter zu folgendem Menue.
Hier wählt man FTP aus. Ich habe alle anderen Möglichkeiten ausgeblendet, dann sieht es übersichtlicher aus. Im folgenden Menue muss man noch die FTP-Konfiguration wählen, die man zuvor eingerichtet hat und gelangt im Anschluss ins Sendemenue.
Hier muss man nichts weiter tun als zu warten bis der Upload abgeschlossen ist.
Das war´s.
Jetzt kann man am Bilderrahmen den Knopf betätigen und hat in ca. zwei Minuten ein neues Bild, oder man geht schlafen und freut sich auf ein neues Bild welches einem den Morgen versüßt.
fertiger Bilderrahmen mit geladenem BildRückseite
Casablanca
Eine Sache noch. Ihr hab Euch sicher gefragt, was das ganze gekostet hat. Hier noch eine kurze Auflistung.
gebrauchter Kindle 25€ -50€ + Versand bei Ebay
RS232-USB Adapter 10€ + Versand bei Amazon
Bilderrahmen 9€ + Versand bei Ideal Trend GmbH Berlin
Mittlerweile konnte ich das ursprünglich auf dem Paperwhite entwickelte Script auch auf einem Paperwhite 2 erfolgreich testen. Was mich total überrascht hat, ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf dem Paperwhite 2.
Ich habe mal die Zeiten aus den Logfiles verglichen. Beide Bilderrahmen haben das gleiche Bild geladen.
Paperwhite
komplettes Script verarbeiten: 1:13 Minuten
Bild mit Imagemagick bearbeiten: 53 Sekunden
Paperwhite 2
komplettes Script verarbeiten: 21 Sekunden
Bild mit Imagemagick bearbeiten: 9 Sekunden
Fals Ihr euch also entscheided den Bilderrahmen nachzubauen, empfehle ich einen Paperwhite 2 zu nehmen. Das sollte die Akkulebensdauer midestens verdoppeln.
Heute war Termin auf dem Leistungsprüfstand, jetzt bin ich ein wenig traurig. Die Messwerte bewegen sich im Bereich der Serienangabe. Trotz Stufe-1 Nockenwelle, TM42-6 Vergaser, längerem Ansaugstutzen und K&N Luftfilter keine Leistungs-, bzw. Drehmomenterhöhung. Es ist zwar der originale Auspuff verbaut, aber der sei laut MZ-Forum sogar für ein Stufe-2 Tuningpaket gut genug. Ein bisschen Hoffnung macht mir, die zum momentanen Zeitpunkt, noch ausgeschaltete Beschleunigerpumpe. Die könnte in Bezug auf das Drehmoment noch etwas rausreißen. Bei der Leistungsmessung muss der Gashahn im vierten Gang aus niedriger Drehzahl heraus schlagartig aufgerissen werden. Dabei hat sich der Motor ziemlich heftig verschluckt. Vielleicht (hoffentlich) hat das einen negativen Einfluss auf die Leistungsmessung. Wenn dem so ist, sollte das Ergebnis mit aktivierter Beschleunigerpumpe, zumindest im unteren Drehzahlbereich, bezogen auf das Drehmoment besser aussehen. Mit der Leistung kann ich leben aber das Drehmoment ist enttäuschend.
Hier ist das Messprotokoll vom Leistungsprüfstand:
Um den TM42-6 Vergaser in der MZ richtig abstimmen zu können, habe ich mich entschieden, eine Breitbandsonde inclusive AFR Anzeige zu kaufen. Ich habe mich für das MTX-L System von Innovate für 220,00€ entschieden. Das System arbeitet mit einer Bosch LSU 4.9 Sonde.
Für die Lambdasonde hatte ich im Voraus schon eine Anschweißmutter bestellt, es liegt dem System aber eine bei. Das Loch im Auspuffkrümmer war schnell gemacht und die Mutter habe ich beim Metallbauer meines Vertrauens anschweißen lassen.
Die AFR Anzeige habe ich mit einer Provisorischen Halterung neben dem Tacho platziert.
Hier kann man sehr schön sehen, dass der Motor im Standgas mit einem AFR von 12,5 läuft. Das entspricht Lambda 0,85.
Die folgende Tabelle zeigt den Werdegang meines Unterfangens inclusive aller durchgeführten Änderungen.
Es hat sich gezeigt, dass es immer gut ist sich an einen Experten zu wenden. Bezüglich der Düsennadel habe ich beim Mikuni Gott Stephen Topham nachgefragt. Es ging um den Bereich 1/3 – 2/3 Gas. Die Nadel hing schon fast ganz unten und eine Besserung war mit der letzten möglichen Nadelstellung nicht zu erwarten. Stephen Topham schlug vor eine 0,01mm dickere Nadel zu verwenden, was dann auch zu den erwarteten Ergebnis geführt hat. Das Gemisch ist im mittleren Bereich merklich abgemagert. Weiterhin habe ich auf Ebay Hauptdüsen fraglicher Herkunft gekauft. Hier hatte ich den Eindruck, dass eine kleinere Hauptdüse keine Gemischabmagerung im Vergleich zur größeren bewirkt. Letztendlich habe ich doch bei Topham gekauft.
Man muss auch sagen, dass es teilweise sehr schwer ist, die AFR Werte abzulesen, da man einerseits auf die Straße achten muss, die Sonne unter Umständen auf das Display scheint und andererseits die Anzeige doch etwas springt.
Die Beschleunigerpumpe habe ich irgendwann deaktiviert um erstmal die Grundeinstellung des Vergasers durchführen zu können. Ich werde sie wieder aktivieren, da man beim Aufreißen des Gases deutlich ein Loch merkt und die AFR Anzeige sofort in den mageren Bereich springt.
Bezüglich des Springens bzw. der „nervösen“ Anzeige bei hohen Drehzahlen bzw. Volllast könnte die Ursache in der Stromversorgung des Systems liegen. Ich habe hierzu einen sehr interessanten Artikel auf der Homepage von Innovate gefunden:
Es gibt noch etwas sehr wichtiges beim Betrieb von Lambdasonden zu beachten. Die Sonde darf nicht betrieben werden bevor der kalte Motor startet, es sei denn, man hat nicht vor den Motor zu starten. Wird die Lambdasonde eingeschaltet beginnt das Steuergerät umgehend damit die Sonde aufzuheizen. Wird der kalte Motor erst danach gestartet kann es passieren, dass kaltes Kondenswasser in die aufgeheizte Sonde eindringt und der keramische Messfühler bei Kontakt mit kaltem Wasser durch thermischen Schock reißt, was zur sofortigen Zerstörung der Sonde führt.
Ich habe das Sondensteuergerät an den Hauptscheinwerfer geklemmt, da dieser erst beim Start des Motors über die m-unit eingeschaltet wird. So wird zumindest sicher gestellt, dass die Sonde nicht vor dem Motor läuft. Besser ist es noch ein paar Sekunden zu warten nachdem der Motor gestartet wurde bevor die Sonde gestartet wird.
Zu dieser Problematik gibt es einen sehr guten Artikel, bitte unbedingt lesen:
1/8 Gas: AFR 18/Lambda 1,25 (Sprotzen und Spucken, nur mit Choke fahrbar)
1/3 Gas: AFR 13,2/Lambda 0,9
2/3 Gas: AFR 13,9/Lambda 0,78
Vollgas: AFR 12,5/Lambda 0,85
Der Leerlauf ist noch zu fett, das wird auf Lambda 0,85 korrigiert.
Es hat sich herausgestellt, dass der Übergang zwischen Leerlauf und 1/4 Gas bis auf Lambda 1,25 abmagert. Es ist wirklich nur ein kleiner Bereich aber genau dieser fällt in den Bereich der Konstantfahrt bei ca. 50km/h und ca. 100km/h. Das ist sehr unangenehm. Dafür habe ich eine im zylindrischen Teil 0,01mm dünnere Nadel bestellt. Die kegeligen Bereiche der Nadel bleiben davon unberührt. Somit sollte sich nur der besagte Bereich ändern und das Patschen und Sprotzen beim Dahinrollen mit wenig Gas verschwinden.
Leider hat eine 96er Nadel nicht den gewünschten Erfolg gebracht. Das heißt, eine 95er Nadel einbauen. Wenn einmal der Tank abgebaut wird kommt gleich eine kleinere Nadeldüse (Y-2) mit rein.
Hier habe ich mal einige Kombinationen von Düsennadeln und Nadeldüsen gegenübergestellt:
Die letzte Kombination (Überlegung) könnte mir sehr zugute kommen was die Nadelposition angeht. Momentan befindet sich die Nadel in der obersten Kerbe. Das heißt, es ist kein Spielraum mehr den Vergaser noch magerer abzustimmen, da die Nadel nicht mehr niedriger gehängt werden kann. Mit einer kleineren Nadeldüse und einer kleinere Nadel bleiben die Verhältnisse bis 1/4 Gas gleich, aber in den höheren Schieberpositionen würde der Vergaser sehr viel magerer laufen und man könnte durch Höherhängen der Nadel ausgleichen und hat dadurch die Möglichkeit auf den mittleren Bereich Einfluss zu nehmen.
Update 5.7.2019
Heute bin ich endlich am Ziel angekommen. Mit der aktuellen Vergasereinstellung bin ich super zufrieden. Das Motorrad lässt sich sehr gut im unteren Drehzahlband (2500U/min) fahren. Sie nimmt hervorragend Gas an ohne zu spucken und zu sprotzen und dreht sehr willig bis 160km/h hoch.
Jetzt, wo die Vergasereinstellung abgeschlossen ist, habe ich die Beschleunigerpumpe wieder aktiviert. Sie ist so eingestellt, dass sie ab 1/3 Gas aktiviert und bei 2/3 Gas wieder deaktiviert wird. Das Motorrad geht im 1.Gang nur durch Gas geben aufs Hinterrad. Mehr brauche ich dazu wohl nicht zu sagen.
Was als nächstes noch ansteht ist die Änderung der Endübersetzung von 15/39 auf 15/43 und der Wechsel auf eine D.I.D 520 ERT3 Kette ohne O-Ringe. Das wird im Durchzug nochmal richtig was bringen und die Kette bringt bis zu zwei PS mehr am Hinterrad. Die Endgeschwindigkeit sollte sich nur etwas reduzieren, da das Motorrad mit 15/39 bei 6800U/min 175km/h läuft ohne in den Begrenzer zu gehen. Mit einer Übersetzung von 15/43 würde das Motorrad mit hoher Sicherheit in den Begrenzer drehen und dann 165km/h bei 7200U/min laufen, aber das wahrscheinlich fast überall. Hier hätte man noch die Möglichkeit den Begrenzer rauszunehmen oder zu erhöhen. Eine Erhöhung auf 7700U/min ergibt dann wieder eine Geschwindigkeit von 175km/h.
Update 16.07.2019
Zu früh gefreut!
Was mich schon länger etwas misstrauisch machte war die Tatsache, dass das Motorrad manchmal etwas schneller fährt. Mittlerweile habe ich auch herausgefunden woran es liegt. Es liegt nicht etwa am Wetter oder der Lufttemperatur, welche zwar einen Einfluss haben aber keinen so großen, es ist der Füllstand des Tanks.
Die Benzinleitung zum Benzinhahn ist, wie ich zugeben muss, etwas unglücklich verlegt. Offensichtlich ist der innere Widerstand so groß, dass bei kleiner Tankfüllung weniger Benzin pro Zeiteinheit fließt als bei vollem Tank. Ich werde als nächstes die Ringnippel und die Hohlschrauben am Tankanschluss durch 90° Schlauchnippel ersetzen. Dann führt auch die Hauptbenzinleitung nicht mehr über Umwege zum Benzinhahn.
Natürlich gibt es jetzt eine gewisse Unsicherheit was die Gemischzusammensetzung bei Volllast angeht, also wollte ich die Lambdasonde nochmal bemühen.
Sie geht nicht mehr!
Ich habe alles wie vorher angeschlossen aber bekomme nur Error 8 vom Innovate Steuergerät. Ich hatte das vor Längerem schon mal es hat dann aber trotzdem funktioniert und ich habe das nicht weiter beachtet. Offensichtlich scheint etwas mit der Heizung der Lambdasonde nicht zu funktionieren. Wenn ich die Sonde mit dem Gasbrenner aufwärme geht sie plötzlich wieder. Leider hilft mir das nicht weiter, da ich sie so nicht kalibrieren kann.
Das war der Grund, warum der Fehler vorher nicht aufgetreten ist. Im eingebauten Zustand wird die Sonde zusätzlich vom Abgas erwärmt und so tritt der Fehler nicht auf.
Ich habe eine neue Bosch LSU 4.9 Sonde bestellt. Die originale Bosch Nummer der Sonde ist 0 258 017 025. Die Kosten belaufen sich auf 70€.
Jetzt kommt`s. Nach intensiveren Recherche habe ich einige Informationen darüber gefunden, warum Lambdasonden kaputt gehen (siehe auch Link zum Artikel weiter oben) und es scheint so, dass diese Dinger echt empfindlich sind wenn man sie leichtfertig betreibt. Das mit dem Kondenswasser wusste ich ja schon, aber es ist viel mehr.
Was führt nun zur vorzeitigen Zerstörung der Sonde:
Die Sonde wird vor dem kalten Motor beheizt (gestartet) und bekommt evtl. vorhandenes Kondenswasser ab wenn der Motor gestartet wird. Das gilt auch für undichte Kopfdichtungen und dadurch austretendes Kühlwasser. Daher gilt auch die Einbauposition zwischen 12 und 3 Uhr. Dadurch kann angesammeltes Kondenswasser aus der Sonde ablaufen.
Die Sonde bekommt übermäßig viel Öl ab. Viel Spaß bei defekten Ventilschaftdichtungen oder Kolbenringen.
Die Sonde wird mit Silikonöl oder anderen Ölen (z.B. WD40) benetzt.
Die Sonde wird über einen längeren Zeitraum bei über 900°C betrieben.
Die Sonde wird harten Stößen ausgesetzt (Sturz auf Beton).
Die Sonde erfährt zu starke Vibrationen.
Jetzt kommt der Hammer: Die Sonde (vorrangig wohl LSU 4.9) wird über längeren Zeitraum bei weniger als AFR 12,5 (zu fett) betrieben! Man spricht hier vom Sweetspot zwischen AFR 12,5 und 13,5 welcher wohl perfekt wäre. Das macht eine Vergaserabstimmung nicht gerade leicht, vor allem wenn man keinen Prüfstand hat und immer wieder auf der Straße fahren muss.
Tolle Wurst!
4.9.2019
Die Sache mit der halben Nadelstellung (U-Scheibe unter Clip) und dem Kunststoffplättchen über dem Clip (sollte eigentlich drunter sein) hat mir einige schlaflose Nächte bereitet. Abhilfe würde eine im zylindrischen Bereich längere Nadel bringen, die es aber nicht gibt.
Also habe ich mich entschlossen aus zwei Nadeln eine 3mm längere Vergasernadel zu bauen.
abgedrehte Nadeln und Verbindungsröhrchen aus Messing
links die originale Nadel, rechts die verlängerte geklebte Nadel
Es ist genau das passiert, wovor ich mich sehr lange gedrückt habe. Nach langem hin und her mit dem TÜV Mann meines Vertrauens habe ich mich entschlossen, den originalen Auspuff wieder an die MZ zu bauen. Die Maßnahmen am Zubehörauspuff welche zur Einhaltung der Geräuschvorschriften nötig waren führten dazu, dass die Leistung extrem in den Keller ging. Der Auspuff war so zu, dass die Abgase sogar aus den Nieten herausgedrückt haben. Es war tatsächlich nicht mehr möglich bei der Geräuschmessung eine bestimmte Drehzahl zu halten.
Dann habe ich den originalen Auspuff verbaut und alles war schön. Mit ein paar kleinen Änderungen was die Anbauposition angeht sieht es gar nicht mal so schlecht aus. Ich werde mich dran gewöhnen. Der Originale Auspuff liegt nun bei 87dBA. Der Zubehörauspuff lage ohne Anpassungen bei 107dBA.
Ich plane ein neues Bluetooth Lautsprecher Projekt. Einige Komponenten wie zum Beispiel den Akku, die Ladeelektronik und den Bluetooth Baustein mit integrierter Class-D Endstufe habe ich schon auf dem Tisch liegen. Ich dachte da an sowas wie zwei einzelne Würfel, welche man über Magnete miteinander verbinden kann und bei Bedarf etwas weiter entfernt voneinander aufstellen kann. Das würde dem Stereoklang zugute kommen und den Raum etwas besser füllen. Als Lautsprecher habe ich mich für Tectronic TEBM35C10-4 entschieden. Mal sehen wie die so sind. Ich kann keinen triftigen Grund nennen warum ich mich für diese Lautsprecher entschieden habe, es ist eine Bauchentscheidung.
Was mir an diesem Baustein besonders gefällt sind die separat herausgeführten SPI Anschlüsse für den CSR Chip. So ist der Anschluss eines Programmierers viel einfacher.
Für die Bedienung des Lautsprechers sind diesmal keine Tasten sondern ein Trackball geplant. Das Teil hat zwei Achsen zum Scrollen, einen Drucktaster und vier LED`s mit denen der Trackball in allen Farben hinterleuchtet werden kann. Das ist richtig genial.
Der erste Schaltplan hat nach reiflicher Überlegung einen Haken. Der Schalter sitzt an der falschen Stelle. Hier nochmal die überarbeitete Variante.
Der Schalter trennt die Stromversorgung nun komplett. Vorher wurde das System beim Laden quasi eingeschaltet, blöd!
Ich habe ein weiteres Problem. Es betrifft die LEDs im Trackball Modul. Ich würde diese gern benutzen um die Zustände des Bluetooth-Modules und des Lademodules im Trackball anzuzeigen. Leider benutzen sowohl das Bluetooth-Modul als wie das Lademodul Open Kollektor um die LEDs anzusteuern. Die LEDs im Trackball werden einfach mit Strom versorgt und sind mit Vorwiderstand gegen Masse geschaltet. Grübel, grübel….!
2 Stunden später, Ich habs!
Ich gehe fest davon aus, dass die LEDs am CSR8635 über open Collector geschaltet werden. Der Schaltplan der Platine lässt des jedenfalls vermuten. Ich habe folgenden Plan geschmiedet:
13.12.2018
Die Lautsprecher sind angekommen und sie sind echt klein. Als nächstes werde ich mal einen Test mit einem Pappkarton machen. Mal sehen ob das schon in die richtige Richtung geht. Wenn sie so auf dem Tisch liegen, klingen sie ziemlich flach. Nimmt man sie aber in die Hand und umschließt sie wird es schon besser. Ich lass mich überraschen.
Ansicht von vorn
Ansicht von hinten
14.12.2018
Heute habe ich meine Idee, wie die Lautsprecher aussehen könnten, mal im CAD skizziert und gerendert.
Rechts steht der Master-Speaker mit dem Trackball und links steht der Slave-Speaker. An der Seite befindet sich die Kontur zum Verbinden der beiden Würfel und jeweils vier Magnete für den Zusammenhalt.
21.12.2018
Die letzten Tage hatte ich mal wieder etwas Zeit zum Basteln. Ich habe bei Conrad zwei Visaton FR58 bestellt um sie zu Passivmembranen umzufunktionieren. Das Entfernen des Magnten ging erstaunlich gut, da dieser nur geklebt ist. Ich hatte angefangen mit dem Winkelschleifer den Metallkörper des Magneten aufzutrennen als er sich einfach vom Metallkorb gelöst hat. Die Hitze vom Schleifen hat wohl ausgereicht um den Kleber zu lösen.
In die Mitte habe ich eine Schraube eingeklebt. So lässt sich die Passivmembran einfach abstimmen. Die erste Abstimmung habe ich per Gehör vorgenommen. Am Ende waren auf der Passivmembran zusätzlich eine Unterlegscheibe und eine Mutter M6 verbaut. Das hat aus dem Bauch heraus das beste Ergebnis gebracht.
Der erste Prototyp des Lautsprechers sieht so aus.
Eine quadratische Holzbox aus dem Bastelladen
erster Prototyp, Ansicht von hinten
erster Prototyp, Ansicht von vorn
Der erste Prototypenlauf war mehr als zufriedenstellend. Der Lautsprecher hat ziemlich gut Bass für die Größe. Super, ich bin begeistert. Als nächstes wird der zweite Würfel aufgebaut.
Even I, who was a long-time MZ rider in the past, have forgotten the MZ Skorpion since it stepped into the market in the early 90s. My time of riding MZ started very early in the 80s. As an 18 year old man I drove my fathers MZ ES250/2 with sidecar. To be born and grown up in the GDR MZ was always part of peoples life. My fathers bike was one of the first I customized. The virus of customizing catched me and will do it until I´m dead.
The conversion of an AWO 250, a XS 650, a 1972 Triumph Tiger and a BMW K100 followed.
Many years later I saw the MZ of Jeff Lamb from Australia and I remembered the MZ Skorpion as an outstanding motorbike. Unfortunately the cash was empty and I decided to sell the Triumph with a heavy heart. To find an used MZ Skorpion in good condition was not a problem. I have been riding the bike until the seasons end and then started the disassembling. What I figured out is the MZ is very easy to drive and it´s fun to ride it although it has only 48hp.
The weight of the finished bike is 165kg roadworthy. Afer one year the cafe racer is finally finished.
Handlebars from LSL are holding the original hand grips, brake and clutch system and the selfmade brackets witch are holding the switches for managing the m-unit from motogadget. The speedometer coming from Acewell has rough one million functions I guess. The stripes covering the tank and the front mudgard are inspired by the original MZ colours grey, green and gold. The tank is from a Suzuki RGV 125 Gamma. It is slightly modified to fit to the MZ´s original brackets and the new rear frame.
The headlight cover is made from an universal aluminium mudgard. The ellipsoid headlight comes from Shin-Yo.
The muffler is made by GPR Italy. Normally used for MZ Baghira I guess it will work for the Skorpion a well as long as both are using the same engine. The muffler has a general operation permit for using it on the Baghira. The connecting tube between the original exhaust tubes and the muffler is selfmade.
If someone believes that the silencer meets the legal requirements, it is wrong, as I discovered. It’s unbelievable how it got a permit. The TÜV guy measured 96db. There´s still something to do on the db-eater that will probably have influence on the power but fullfilling the legal requirements is on the priority list on top. I would miss the muffler because it´s beautiful and less of weight.
The front mudgard is made of two original MZ mudgards. They have been cutted and welded. The width is slightly reduced.
The oil tank is complete new. THX to Johnny! There are two covers on each side to give it a better look. The covers are carrying a starting number. By the way, the starting number is my starting number in last century.
Frame, swing arm, rear frame, rims and the front fork tubes are powder coated.
Tank, front mudgard and the oil tank covers are coloured in standard traffic white RAL9016. The tank carries the latest MZ-Logo without the small „u“. Insider will know. Let´s say it´s artistic freedom.
The rear Frame is complete new and made of the origin rear frame tubes. The covers are designet with Onshape and machined of aluminium. At the beginning of the project the covers should act as rear frame at their own but the TÜV refused it. Now they are only show. The seat is made by my own as well. It´s made of an aluminium sheet, bendet and welded. The foam has been glued to the aluminium sheet and formed with a knife and an angle grinder. The upholstering has been made by the local saddler „Bikepolster“. The stitching is is made of gold and green colored thread and follows the stripes on the tank. The cover is made of Alcantara.
The plates holding the footrests are designed with Onshape, CNC machined and anodized. The right plate is also holding the muffler and the brake cylinder. The footrests are made by Tarozzi Italy.
This is the ellipsoid headlight inside the cover made of an universal aluminium mudgard.
The handlebars are carrying indicator lights from Kellermann.
Many things not shown above for instance a complete new wiring, the m-unit from motogadget, the super small LiPo battery, the new airbox or the new intake manyfold.
Now that I´m finished I`d like to say thank you to all the People who made this project possible.
Many thanks to my wife and the children who have beared that I spent hour after hour in the Garage for nearly one year.
Thank you Johnny for welding the aluminium parts and doing a very good job.
Thanks to Radio 21 for playing all the good stuff and keeping me happy.
Thanks to the TÜV for accompaning the project and accepting the building alterations.
Thanks to the companies done a good job:
abgedrehte Nadeln und Verbindungsröhrchen aus Messing
Lambdawerte der einzelnen Vergaserstellungen
Hier mal der Schaltplan.
