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RED Brick im EMV Labor

Gestern waren wir in einem EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) Labor.

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Wir haben erste Messungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMI - Electromagnetic Interference) mit dem RED Brick Prototypen durchgeführt. Als erstes haben wir den Brick ohne andere Komponenten in der Testkammer getestet. Der RED Brick lief und führte die installierten Programme aus (Brick Daemon etc.).

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Das Ergebnis lag deutlich über unseren Erwartungen, es war phänomenal! Die Messung zeigte fast keine Auswirkungen durch den RED Brick! Während der Messung haben wir kurzzeitig gedacht, dass mit der Testkammer etwas nicht in Ordnung war. Wir überprüften die Messung und den Aufbau, aber es stellte sich heraus, dass alles in Ordnung war. Die Ergebnisse waren einfach so gut. Unsere Befürchtungen bezüglich dem Routing der kritischen Leiterbahnen, wie zum Beispiel für den RAM, scheinen sich also nicht bewahrheitet zu haben.

Als nächsten Test haben wir den RED Brick zusammen mit einer Step-Down Power Supply und einem Master Brick getestet.

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Hier ist die SPI Stapel-Kommunikation deutlich erkennbar, da alle Spitzen ein Vielfaches von 9MHz (SPI Frequenz) sind. Die Ergebnisse sind aber immer noch sehr gut.

Die grüne Linie ist das absolute Maximum der Messung, während die magenta-farbende Line der Durchschnittswert ist. Für die Abnahmemessungen, die wir mit der finalen Version des RED Bricks durchführen werden, werden Quasispitzenwerte gemessen. Diese liegen irgendwo zwischen beiden Linien.

Unglücklicherweise haben wir nicht diese phänomenalen Ergebnisse für den RED Brick erwartet, so dass wir nicht gut für Stapeltests vorbereitet waren. Das RED Brick ist mit Widerständen in den SPI Leitungen ausgestattet, die die Flankensteilheit beeinflussen können. Es waren 0 Ohm Widerstände bestückt. Das nächste mal werden wir verschiedenen Widerstandswerte im EMV Labor testen und somit die SPI Störausstrahlung verringern können.

Zusammenfassend sind wir uns nach den Messungen nun absolut sicher, dass wir ein CE Zertifikat für die Serienfassung des RED Bricks ausstellen können. Dies sind sehr gute Neuigkeiten, wir haben diese guten Ergebnisse wirklich nicht erwartet!

Wir werden nun Leiterplatten für den nächsten Prototypen bestellen und hoffen das dieser Prototyp bereits die Serienfassung des RED Bricks sein wird. Im Vergleich zum jetzigen Prototypen haben wir folgende Änderungen vorgenommen:

  • Der Reset-Knopf ist nun an einen GPIO angeschlossen und wird Linux korrekt herunterfahren.

  • Der Stapel auf dem RED Brick kann nun per Software neugestartet werden. Dies macht es Brickd möglich den Stapel neuzustarten um ihn in einen definierten Zustand zu bringen.

  • Die JTAG Hardware ist nun korrekt konfiguriert.

  • Um die RS485 Extension besser nutzen zu können ist die RTS Leitung mit einem Inverter ausgestattet worden und CTS direkt auf Masse gelegt worden.

  • Fehlerhafte Verbindungen in der Stromversorgungsschaltung sind gefixt.

  • Bestückbarkeit des RED Bricks wurde verbessert.

  • USB ESD Schutzbeschaltung gefixt.

Nach diesen Testergebnissen sind wir sehr zuversichtlich RED Bricks bis Ende diesen Jahres im Shop zu haben. Also bleibt gespannt!

MakerBeam bei Tinkerforge

Ab sofort gibt es bei uns MakerBeams im Shop! Eine super Befestigungsmöglichkeit für Bricks, Bricklets & Co.

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MakerBeam ist ein vielseitiges und leichtgewichtiges Aluminium Maschinenbau-Profilsystem mit einem Querschnitt von 10x10mm. Mit dem System ist es möglich verschiedenste Aufbauten in Desktop-Größe zu realisieren. Zur Befestigung wird Mini-T genutzt, eine kleinere Version des T-Nut Standards, der in der industriellen Automatisierung genutzt wird. Jedes Profil besitzt an jedem Ende eine 8mm tiefe 2,5mm Bohrung mit Gewinde (Ausgelegt für M3). Das System ist seht leicht, jeder Millimeter Länge des Profils wiegt nur 0,136g. Mit MakerBeam können mechanische Strukturen für Roboter, CNC Projekten, Kameraschlitten und andere spannende Projekte realisiert werden. Die offizielle MakerBeam Webseite bietet eine Liste von Beispielprojekten.

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Mit den MakerBeams bauen wir unser Zubehörsortiment weiter aus. Als nächstes werden Motoren folgen (Schritt, Servo, DC). Wir sind gerade dabei unterschiedliche Motoren von verschiedenen Herstellern zu testen. Bleibt also gespannt wie es weiter geht.

Als wir die ersten Profile und Verbinder auf dem Tisch liegen hatten fing bei uns natürlich direkt die Bastelei an ;-). Ruck Zuck hatten wir alles mögliche in einen Rahmen geschraubt:

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Das Ding würde sich wunderbar als Satellit machen, meint ihr nicht?

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Neue Bricklets: Color, NFC/RFID und Solid State Relay

Wir haben euer Feedback genutzt und heute drei neue Bricklets inklusive Zubehör veröffentlicht:

1) Color Bricklet

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Das Color Bricklet ist mit einem präzisen Farbsensor ausgestattet. Dieser misst die Farbe im RGB Farbmodell, die Farbtemperatur und die Beleuchtungsstärke mit jeweils 16Bit Auflösung! Eine per Software schaltbare LED erzeugt bei Bedarf eine definierte Beleuchtung, so dass über die Licht-Reflektion die Farbe eines Objekts sehr genau und wiederholbar bestimmt werden kann. Damit ist das Bricklet zum Beispiel zum Sortieren von Gegenständen geeignet. Während das Ambient Light Bricklet bis zu ~1000 Lux messen kann, kann das Color Bricklet problemlos Beleuchtungsstärken in Höhe von mehreren 10000 Lux auswerten.

2) NFC/RFID Bricklet

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Mit dem NFC/RFID Bricklet können diverse 13.56MHz Tags gelesen und geschrieben werden. Das Bricklet unterstützt Mifare Classic, NFC Forum Typ 1 und 2 RFID/NFC Tags mit beliebigem Speicherplatz. Passende Tags haben wir als Scheckkarte, Schlüsselanhänger oder Aufkleber mit in dem Shop aufgenommen. Als Beispiel könnte man mit dem Bricklet eine intelligente Katzenklappe entwickeln, bei der die Katze ein NFC Tag als Halsband trägt. Man stelle sich die Möglichkeiten vor: Zutrittskontrolle, Aufzeichnung der Zeiten (Betreten/Verlassen), eine twitternde Katzenklappe,… Uns fallen viele spannende Anwendungen ein. Dieses Beispiel ist auch gut um eine wichtige Eigenschaft von NFC zu erklären: Die Reichweite ist vom NFC-Standard auf 10cm begrenzt. Die Katzenklappe soll ja nicht bereits aufgehen, wenn die Katze nur 10m entfernt an ihr vorbeiläuft.

3) Solid State Relay Bricklet

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Das Schalten größerer Lasten, wie zum Beispiel Motoren, stellt immer wieder ein Problem dar. Mit dem bisherigen Dual Relay Bricklet lassen sich sehr einfach verschiedenste Spannungen schalten. Gerade aber bei großen 230V Lasten können die verbauten mechanischen Relais Probleme machen. Die Schaltfunken können zu Störungen führen, die das System instabil werden lässt. In diesem Fall kann man zum Beispiel über geeignete Snubber (siehe Dual Relay Bricklet Dokumentation) oftmals die Probleme lösen. Einfacher ist die Nutzung von Solid State Relais. Diese schalten nicht mechanisch sondern über elektronische Bauteile. Ein Schaltfunke und die damit verbundenen Störungen treten nicht auf. Da keine Mechanik verbaut ist hält so ein Relais deutlich mehr Schaltzyklen aus (verschleißfrei) und besitzt eine galvanische Trennung zwischen dem Steuerungs-Eingang und der Lastseite (Ausgang).

Mit dem Solid State Relay Bricklet bieten wir jetzt eine Möglichkeit diese Relais sehr einfach anzusteuern. Damit es direkt losgehen kann bieten wir ein Relais zum Schalten von Wechselstrom mit einer maximalen Schaltleistung von 25A bei 380V und eins zum Schalten von Gleichstrom mit einer maximalen Schaltleistung von 80A bei 50V. Als weiteres Zubehör bieten wir eine Schutzabdeckung, die ein Berühren der Kontakte verhindert, sowie einen Kühlkörper, der beim Schalten von mit hoher Schaltleistung notwendig ist.

Wir haben unterschiedliche Typen und Hersteller von Solid State Relais getestet. Die Relais in unserem Shop sind von hoher Qualität verglichen mit den super billigen Relais die man direkt aus China kaufen kann. Obwohl das Bricklet diese günstigen Relais schalten kann (zumindest wenn man ein Kabel anlötet), wollen wir ausdrücklich davon abraten ein 2€ Solid State Relais zu verwenden. Wir haben sehr schlechte Erfahrungen gesammelt als wir diese mit unserer Elektronischen Last getestet haben.

Vollautomatischer Fotografiedrehteller

Nachdem wir einige Erfahrung im Erstellen der Fotos für die Dokumentation und des Shops sammeln konnten und unser Equipment laufend verbessert haben, wollten wir nun für weitere Aufnahmen einen Drehteller nutzen. Professionelle Foto-Drehteller kosten einiges, so haben wir unseren eigenen gebaut um 360° Fotos erstellen zu können.

Vorweg erstmal das Ergebnis und ein kleines Video welches den Drehteller in Aktion zeigt (das Video ist qualitativ nicht hochwertig, wir haben es mit einem Handy gemacht, die Kamera war ja gerade anderweitig beschäftigt ;-) ).

360° Foto eines Bricklets.

Aus dem Tinkerforge Baukastensystem verwenden wir ein Industrial Quad Relay Bricklet sowie ein Stepper Brick. Der Quellcode zum ansteuern des Stepper Bricks und des Quad Relays befindet sich auf github.

Die weiteren Zutaten für diesen Drehteller belaufen sich auf wenige Teile:

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Wir haben einen Schrittmotor (14€) und Hub (6€) von Pololu sowie zwei Schneidebretter (1€, 3€) als Auflage und Fuß gekauft. Dazu kommt ein Drehkugellager von Ebay (10€) sowie ein paar Holzreststücke als Abstandshalter und Schrauben, sowie Winkel aus der Restekiste.

Summa Summarum also wirklich nicht zu teuer!

Nachdem Hub und Drehkugellager an das obere Brett, der Schrittmotor an den Hub, Abstandshalter an das untere und obere Brett, sowie die Winkel zwischen die Abstandshalter geschraubt wurden, sieht das ganze dann so aus:

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Dem geübten Auge wird aufgefallen sein, dass die Schrauben, die das Drehkugellager mit dem oberen Brett verbinden, nicht komplett reingeschraubt sind. Dies war leider Aufgrund der zu hohen Qualität des Kugellagers notwendig. Das Kugellager, welches wir gebraucht bei Ebay erstanden haben, ist super leichtgängig, trägt 250kg und hat keinerlei Spiel in seitlicher Richtung. Letzteres hat sich als Problem herausgestellt.

Da der Hub direkt mit dem Schrittmotor verbunden ist und der Schrittmotor wiederum seinen Platz Aufgrund der Position des Drehkugellagers bekommt, muss der Hub absolut mittig zwischen dem Drehkugellager sitzen. Wenn er nur 0,5mm daneben sitzt hängt das Kuggellager. Ups! Trotz mehrmaligem an- und abschrauben konnten wir die benötigte Genauigkeit nicht erreichen. Daher haben wir dem Kugellager einfach händisch ein bisschen Spiel gegeben indem wir es nicht komplett festgeschraubt haben.

Jetzt haben wir einen Drehteller den wir an eine beliebige Position fahren können, um das ganze vollständig zu automatisieren benötigen wir aber auch noch eine Möglichkeit automatisch zu fotografieren. Das Auslösen kann bei unserer Canon 500D einfach über einen 2,5mm Klinkenstecker passieren. Dieser hat 2 Adern und Schirmung. Zum fokussieren kann die Schirmung mit der roten Ader verbunden werden und zum Auslösen mit der weißen.

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Wir haben dazu einfach ein Klinkensteckerkabel geopfert, den Adern und der Schirmung Adernendhülsen verpasst und diese vier Adern dann mit dem Industrial Quad Relay verbunden. Jetzt können wir die Kamera Auslösen, in dem wir Relais 1 schalten sowie Fokussieren, indem wir Relais 2 Schalten. Das war einfach!

Das Endergebnis mit weißer Fotounterlage auf dem Brett sieht wie folgt aus:

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In unserer (natürlich auch selbstgebastelten) Fotoecke macht es sich wunderbar:

https://www.tinkerforge.com/static/img/_stuff/photography_turn_table_8.jpg