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chrhartz

Admiral

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Freitag, 11. Dezember 2020, 23:54

Fernbedienung für den Raspberry

Hallo zusammen,

ich habe in den vergangenen Jahren immer wieder mal versucht, eine Infrarot-Fernbedienung am Raspberry zum laufen zu bekommen.

Letztes Jahr hatte sich herausgestellt, dass LIRC im Raspbian Buster nicht funktioniert, der Fehler wurde auch berichtet.
Jetzt haben wir es noch einmal probiert und es funktioniert noch immer nicht. Auch die Alternative, ir-keymap, funktioniert mit dem
aktuellen Raspbian nicht.

Ich hatte auf der Boot 2020 schon eine Fernbedienung mit Bluetooth vorgestellt aber so richtig überzeugen tut mich auch Bluetooth
am Raspberry nicht. Infrarot-Fernbedienungen sind robust, preiswert und äußerst stromsparend. Das muss doch irgendwie zu machen sein?

Die Idee ist nun, einen kleinen Mikrocontroller so zu programmieren, dass er die Signale der Fernbedienung dekodiert und dem
Raspberry über seine I2C-Schnittstelle zur Verfügung stellt. Eine weitere Leitung informiert ihn, dass ein neuer Tastendruck erkannt
wurde und abgeholt werden kann. Somit ist der Raspberry vollkommen von der Dekodierungsarbeit befreit.

Das ganze ist natürlich nicht auf den Raspberry beschränkt. Es funktionieren auch ESP32, Arduino usw. Es muss nur eine I2C-Schnittstelle
vorhanden sein und schon hat man eine Fernbedienung.

Für die Fernbedienung verwende ich weiterhin ein Gehäuse von Kradex aus Polen. Es ist nicht besonders hübsch aber sehr robust
und preiswert - das finde ich auf dem Wasser einfach sinnvoller als irgendwas durchgestyltes, das beim Anschauen schon fast zerbricht.

Die Tastenfolie hatte ich für die Boot schon mit Symbolen für OpenCPN und AVnav entworfen. Prinzipiell kann man aber jede Taste
im Python Script frei definieren und Programme aufrufen oder was auch immer. Die Fernbedienung hat einen Löt-Jumper, der die
Tastencodes umschaltet. Man kann also zwei Fernbedienungen gleichzeitg verwenden, beispielsweise eine für die Navigation und
eine für den Media-Player.

Ich habe die Platine für die Fernbedienung überarbeitet und ebenfalls eine für den Empfänger entworfen. Die sind immer als Pärchen
auf dem Produktionsnutzen, so dass man für jede Fernbedienung auch gleich den Empfänger hat. 20 habe ich heute bei JLCPCB
bestellt, die kosten rund 80 EUR. Ich vermute, da kommt nochmal etwas für die Einfuhr und Abwicklung hinzu aber ich rechne
mit etwa 5-6 EUR für ein Pärchen.

Mal sehen, wie man den Nachbau gestalten könnte. Die Bauteile sind zwar alle SMD aber recht grob, das bekommt man mit ein
wenig Übung schon hin. Ansonsten kann ich die Bestückung mit dem Automaten im Maker-Space machen, das macht für die
ganzen Kleinteile schon Sinn.

Viele Grüße,
Christian
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  • FB-Platine.jpg (334,02 kB - 9 mal heruntergeladen - zuletzt: 31. Januar 2021, 19:27)
  • IR-Receiver.jpg (191,33 kB - 8 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Januar 2021, 06:18)
  • FB-Gehäuse.jpg (223,18 kB - 10 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Januar 2021, 10:39)
  • IR-RC pcb v1.0.pdf (138,82 kB - 8 mal heruntergeladen - zuletzt: 10. Februar 2021, 15:19)
  • IR Receiver v1.0.pdf (79,86 kB - 11 mal heruntergeladen - zuletzt: 10. Februar 2021, 15:20)
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norbert-walter

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Samstag, 12. Dezember 2020, 00:45

Sieht doch schon mal gut aus. Dann wird das wohl jetzt besser funktionieren.

Norbert

norbert-walter

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3

Dienstag, 15. Dezember 2020, 16:49

@chrhartz:

Hallo Chris,

nochmal eine Frage: Wäre es auch möglich den IR-Sender durch einen 433MHz-Sender zu ersetzen? Die Dinger gibt es ja auch als Fertigmodule für kleines Geld. Dann könnten wir die Fernbedienung auch für das Projekt von @Hoberger: verwenden der sie für seine Ansteuerung des Autopiloten verwendet. Dann hätten wir doch eine wasserdichte und super geeignete Fernbedienung dafür.

Auf der Empfängerseite könnte man ja ebenfalls auf 433Mhz- Funkempfänger gehen. Ich glaube Funk ist sicherer in der Übertragung als IR. So wie ich das verstanden hatte hast Du Dich bewusst für I2C entschieden, weil die USB-Anbindung der IR-Empfänger unter Linux so schlecht unterstützt wird. Dann muss man allerdings wissen wie die I2C-Datentelegramme für die Tastatur aussehen. Das wird wohl vermutlich customized sein. Könnte man den PIC-Mikrocontroller durch einen ATtiny ersetzen? Dann bräuchte man keinen speziellen Programmieradapter und könnte alle Libs der Arduino-IDE nutzen. Dann hätte man quelloffenen I2C-Code, den man im ATtiny nutzen könnte. So wäre das auch anpassbar an andere Aufgabenstellungen.

Durch so eine Fernbedienung wären wir in der Lage das so zu gestalten wie wir das benötigen, sowohl vom Tastenlayout als auch von der Funktion her. Zusammen mit der Bluetooth-Fernbedinung hätten wir auch noch ein Alternative.

Norbert

chrhartz

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4

Mittwoch, 16. Dezember 2020, 12:54

@norbert-walter:

Mit dem Fernbedienungs-Chip wird das nicht gehen. Der gibt eine Modulation von 38 KHz aus, das wird der 433 MHz Sender nicht mögen.
Es gibt aber natürlich ICs, die genau dafür vorgesehen sind. Es ist aber dann eine komplett andere Entwicklung und praktisch nur das
Gehäuse bliebe identisch.

Eine FB für den Autopiloten wäre auf Funkbasis sinnvoller. Man möchte auch mal von Innen oder vom Bug aus steuern. Was den Plotter
angeht, den hat man im Sichtfeld, da finde ich IR besser.

Für I2C habe ich mich entschieden, weil praktisch jeder Controller diese Schnittstelle hat. USB ist ein großer Aufwand um ein Byte zu
übertragen und man blockiert sich einen Port. Ein vollständiges HID-Profil für USB zu implementieren ist auch nicht ganz einfach. Ich habe
das für die Bluetooth-Fernbedienung gemacht und allein die Recherche hat eine ganze Menge Zeit gekostet.

Ich habe früher mal mit den ATtinys gearbeitet, bin aber auf PIC umgestiegen weil Atmel damals sehr häufig Lieferprobleme hatte und
Controller immer wieder abgekündigt und ersetzt hat. Es mag sein, dass das jetzt anders ist, wo Atmel durch Microchip übernommen wurde.

Für die PICs habe ich C-Compiler und die Programmiertools da, für die ATtinys oder ATmegas überhaupt nichts mehr. Da möchte ich mir
auch nichts neues anschaffen weil ich für Kundenprojekte keine ATtinys einsetzen werde.

Viele Grüße,
Christian
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chrhartz

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Dienstag, 29. Dezember 2020, 23:34

Hallo zusammen,

zurück aus dem Weihnachtsurlaub und die Platinen im Briefkasten gefunden. Also gleich mal vier Pärchen Sender und Empfänger bestückt.

Eigentlich nichts aufregendes aber ich zeige euch mal, wie ich Platinen bestücke und löte. Ich lasse mir vom Platinenhersteller gleich eine
Schablone für die Lötpaste mitschicken. Diese Schablone lässt nur die Lötflächen der Bauteile frei und kostet fünf bis 10 EUR.

Der Platinenhersteller Eurocircuits hat den eC-Stencil-Fix entwickelt, das ist eine Platte auf der die Platine und die Schablone fixiert werden
können: https://be.eurocircuits.com/shop/offthes…=ec-consumables

Hier ein Video dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=HBWtqZro_fg

Die Platinen müssen zwei Bohrungen in einem definierten Abstand haben, damit sie zu dem eC-Stencil-Fix kompatibel sind.
Hier ist beschrieben, worauf man achten muss:
https://www.eurocircuits.de/ec-registrat…tine-schablone/

Die Lötpaste bekommt man entweder in einer Spritze oder in einem Becher. Man ist leicht versucht aus Kostengründen zur Spritze zu greifen.
Mein Tipp: nicht mal daran denken! Immer den Becher nehmen, auch wenn der teurer ist. Dafür gibt es mehrere Gründe.

In der Spritze separieren sich über die Lagerzeit die Lötkügelchen und das Flussmittel. Man kann dem ein wenig entgegenwirken, indem man
die Spritze kalt und waagerecht lagert und täglich wendet. Wenn man das nicht macht und das Flussmittel separiert ist, kommt entweder
zu viel Flussmittel oder nur Lötkügelchen heraus oder die Spritze verstopft komplett. In beiden Fällen kann man die Spritze getrost entsorgen,
das wird nichts mehr.

Im Becher separiert sich die Paste natürlich auch, nur kann ich hier vor der Verwendung schön durchrühren und bekomme jederzeit wieder
eine schön cremige Konsistenz. Man kann auch ein paar Tropfen Isopropanol hinzugeben, um die Paste genau so einzustellen wie man es
benötigt. Mit der Zeit verflüchtigt sich nämlich der Alkohol in der Paste und sie wird etwas zäher. Auf diese Weise ist die Paste tatsächlich
fast unbegrenzt haltbar und der Becher ist am Ende sogar preiswerter als mehrere verworfene Spritzen.

Der zweite Grund ist ganz einfach, dass ich die übrige Paste wieder zurück in den Becher geben kann. Das geht bei der Spritze nicht und
man verwendet dann gerne zu wenig Lötpaste und bekommt schlechte Druckergebnisse.

Das Bestücken der Bauteile ist sehr einfach, eine Pinzette und eine Lupe reichen schon aus. Die kleinen Bauteile müssen nicht einmal
perfekt gerade und zentriert sein, sie richten sich beim Löten von selber aus.

Im Maker-Space verwende ich die Dampfphasen-Lötanlage, die ist natürlich perfekt geeignet. Zu Hause löte ich auf dem Ceranfeld in
der Küche, das funktioniert erstaunlich gut. Dabei lege ich eine Alufolie auf das Ceranfeld und erhitze die Platine, indem ich immer wieder
voll ein und wieder ausschalte. Also anfangs 10 s ein, dann 30 s aus und erstmal durchwärmen lassen.

Einige Male wiederholen, bis das Flussmittel anfängt zu verdampfen. Ab da kontrolliere ich mit einem Infrarot-Thermometer und die Einschaltzeiten
werden länger. Irgendwann fängt das Lötzinn an zu schmelzen. Die Temperatur sollte über 230 Grad und unter 250 Grad bleiben. Wenn alles
aufgeschmolzen ist, ziehe ich einfach die Alufolie von der Platte. Die Platine ist dann innerhalb weniger Minuten abgekühlt.

Viele Grüße,
Christian
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  • Platine und Schablone.jpg (525,05 kB - 4 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Januar 2021, 06:53)
  • Pastendruck.jpg (453,5 kB - 5 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Januar 2021, 06:53)
  • Bestücken.jpg (525,57 kB - 4 mal heruntergeladen - zuletzt: 31. Dezember 2020, 10:37)
  • Löten.jpg (558,71 kB - 3 mal heruntergeladen - zuletzt: 31. Dezember 2020, 10:37)
  • Sender and Receiver.jpg (478,44 kB - 7 mal heruntergeladen - zuletzt: 14. Januar 2021, 20:03)
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Mittwoch, 6. Januar 2021, 21:28

Hallo zusammen,

jetzt ist auch die Software soweit fertig und funktioniert sogar. :D

Die Software für den Mikrocontroller wurde mit dem CCS Compiler in "C" geschrieben. Der CCS Compiler bietet einige eingebaute Funktionen an,
wie z.B. I2C Senden und Zeitverzögerungen in Mikro- und Millisekunden. Das sollte sich für andere Compiler recht einfach nachbilden lassen, wenn
man keinen PIC Controller verwenden möchte.

Die Empfangsseite habe ich in Python für den Raspberry erstellt. Ich muss dazu sagen, dass ich Python gar nicht gelernt habe, sondern mir einfach
nur die Befehle heraussuche, die ich gerade benötige. Erfahrene Programmierer mögen mir dies nachsehen und bei Bedarf verbessern.

Wenn man es richtig machen wollte, würde man sowieso kein Python verwenden... :O

So funktioniert es auf der Senderseite:
Am Encoder-Chip sind 14 Tasten angeschlossen. Ein zusätzlicher Eingang ist mit einem Jumper beschaltet, den man mit einer Lötbrücke auf GND
oder +3 V legen kann. Dadurch können zwei Fernbedienungen mit demselben Empfänger verwendet werden. Ob man das braucht, sei mal dahingestellt,
es geht jedenfalls.

Wird eine Taste gedrückt, sendet der Chip eine Sequenz aus Startmarkierung, Adresse und Daten mit einer Modulation von 38 KHz aus. Die Adresse
verwende ich überhaupt nicht, damit könnte man viele unterschiedliche Fernbedienungen realisieren. Es gibt auch die Möglichkeit, zwei Tasten gleichzeitig
zu drücken. Oldtimer unter uns kennen das von Kassettenrekordern, wo man Play und Record gleichzeitig drücken musste, um etwas aufzunehmen.
Hach, das waren noch Zeiten... ;(

Wenn die Taste gedrückt bleibt, gibt der Chip eine 'Repeat' Sequenz aus und wiederholt diese alle 100 ms. Es bleibt dem Empfänger überlassen, was
er mit dieser Information macht.

Das passiert auf der Empfangsseite:
Der kleine PIC Mikrocontroller hat die I2C-Logik in Hardware implementiert. Man muss sich also nicht um das Protokoll scheren, das macht der von allein.
Ich habe einen Interrupt dafür aktiviert und innerhalb der Interrupt-Routine gibt es nur drei Befehle, das ist wirklich überschaubar.

Wenn der Tastencode erkannt wurde, wird die LED für 50 ms aktiviert. Das ist zugleich die Interrupt-Leitung, die man z.B. beim Raspberry anschließen kann.
Man vermeidet damit, dass der Raspberry 20x pro Sekunde über I2C den Status des Empfängers abfragen muss. Anstelle dessen wird er benachrichtigt,
dass ein neuer Tastendruck vorliegt und muss nur noch den Tastencode abholen. Das spart Zeit und wertvolle Ressourcen - auch auf dem I2C-Bus.

Man kann natürlich auch periodisch abfragen, dann bekommt man ein 0xff wenn nichts gedrückt wurde, ansonsten den Tastencode. Das geht also auch.

Eine Besonderheit ist eine ständig gedrückte Taste. Da kann schicke ich erstmal den normalen Tastencode raus, weil ich ja noch nicht weiß, ob die Taste
gedrückt bleibt. Wenn ich darauf folgend den Repeat Code erkenne, sende ich die zuletzt erkannte Taste erneut raus und setze als Markierung das Bit 6.
So wird aus 0x01 beispielsweise 0x41 oder aus 0x0d beispielsweise 0x4d.

Das kann man beispielsweise für ein Tasten-Repeat verwenden oder für die Bewegung des Mauszeigers, wie ich es für OpenCPN verwende.

Hm, ziemlich trockene Sache und es geht leider noch weiter...
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chrhartz

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Mittwoch, 6. Januar 2021, 22:02

und weiter gehts.

Auf der Raspberry-Seite:
müssen erstmal einige Pakete installiert werden. Ich verwende PyUserInput und RPi.GPIO.
Diese müssen auch noch entsprechend der Python-Version installiert werden. Die Kommandos dafür stehen
ganz am Anfang in der Python-Datei und können von dort kopiert werden.

Ansonsten definiere ich den Eingang für den Interrupt (aktuell GPIO 17) und Aktivierung bei steigender
Signalflanke. Danach steht erstmal das Skript still, bis an dieser Leitung etwas passiert.

Im Code ist das die Zeile:
try: gpio.wait_for_edge(irqPin, gpio.RISING)

Danach wird vom I2C-Bus der Tastencode ausgelesen und anschließend ausgewertet.

Für einige Tasten verwende ich den Tasten-Repeat. Klar, Mauszeiger-Bewegung und Scrollen auf der
Karte sind mit gedrückter Taste komfortabler. Es lassen sich aber alle Tasten beliebig zuordnen und
somit Programme aufrufen oder Tastendrücke ans System schicken.

Für OpenCPN sind das aktuell: zoom in/out, Karte schieben, Boot zentrieren, Mauszeiger bewegen,
linke und rechte Maustaste, ESC, Return und Tab. Damit kann man schon einiges anfangen.

Für die Mausbewegungen muss noch eine Beschleunigung eingebaut werden aber das Grundgerüst
steht erstmal und funktioniert.

Einfach mal im Schaltplan und den Sourcen schnüffeln und gucken, ob es für einen selber passen
könnte. Wie bereits erwähnt, funktioniert die Fernbedienung auch mit dem ESP32 oder Arduino.

Der Deal:
Jeder, der ab jetzt einen Beitrag von mindestens 30 EUR zum Open-Boat-Projects Messestand
spendet, bekommt jeweils einen Sender plus Empfänger inkl. Kabel von mir geschenkt.

Limit ist sind erstmal die 15 Stück, die ich aktuell auf Lager habe. Ob es vor Chinese new Year
weitere Platinen gibt, steht in den Sternen. Es ist Lunar-new-Year, für die Chinesen etwas besonderes!

Viele Grüße,
Christian
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  • IR-Remote.c.txt (6,88 kB - 6 mal heruntergeladen - zuletzt: 14. Januar 2021, 22:31)
  • ir-remote.py.txt (3,03 kB - 6 mal heruntergeladen - zuletzt: 30. Januar 2021, 12:30)
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norbert-walter

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8

Mittwoch, 6. Januar 2021, 22:36

Das ist ein verlockendes Angebot. Ich glaube ich muss nochmal 30 Euro spenden.

Wer spenden möchte kann das hier tun: https://paypal.me/pools/c/8vOzVuXFeL

Norbert

Slartibartfass

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9

Mittwoch, 6. Januar 2021, 23:01

Deal :D
Alles wird gut werden.

chrhartz

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Mittwoch, 6. Januar 2021, 23:19

Das ist ein verlockendes Angebot. Ich glaube ich muss nochmal 30 Euro spenden.

Wer spenden möchte kann das hier tun: https://paypal.me/pools/c/8vOzVuXFeL

Norbert


Norbert, da sprichst Du was an.
Daher die Ausweitung: wer bereits gespendet hat und eine Fernbedienung möchte, bitte PN an mich.

Norbert, Wellenvogel, Blacksea, Wellenvogel sind schon bedacht. NoStress auch :D
Ansonsten: First come, first serve. Limit: 15

Grüße,
Christian

Gehäuse gibt es frühestens ab dem 15. abgehend in Polen. Bis dahin sind die Kollegen dort
im Corona-Weihnachts-Lockdown.
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chrhartz

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Mittwoch, 6. Januar 2021, 23:44

Deal :D


Bitte noch kurz die Adresse via PN.

Grüße,
Christian
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  • IR-FB.jpg (340,94 kB - 5 mal heruntergeladen - zuletzt: 31. Januar 2021, 16:21)
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Freitag, 15. Januar 2021, 18:52

Hallo zusammen,

diese Woche habe ich weitere 20 Platinen bestückt, einige sind bereits raus an die edlen Spender! :)

Zur Verdrahtung, ein Bild sagt mehr als viele Worte!

Die notwendigen Ressourcen stehen im Python-Script als Kommentar. Getestet mit dem aktuellen
OpenPlotter Image und mit Python 2 und 3.

Für Python 2 sind folgende Pakete vorab zu installieren:
sudo pip install RPi.GPIO
sudo pip install PyUserInput

und für Python 3 folgende:
sudo pip install RPi.GPIO
sudo python3 -m pip install PyUserInput

Weitere Anwendungen für die Fernbedienung würden mich interessieren, damit man auch dafür passende
Frontfolien entwerfen kann. Aktuell gibt es eine für OpenCPN und für AVnav. Was man noch so brauchen könnte,
kann ich nur raten, vielleicht KODI?

Viele Grüße,
Christian
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norbert-walter

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Samstag, 16. Januar 2021, 14:48

Mich würde ein Tastaturlayout für einen Autopiloten interessieren (Auto An/Aus, +10, +1, -1, -10, <, >, hoch, runter, Enter, Home, ESC).

Norbert

chrhartz

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Samstag, 16. Januar 2021, 21:22

Mich würde ein Tastaturlayout für einen Autopiloten interessieren (Auto An/Aus, +10, +1, -1, -10, <, >, hoch, runter, Enter, Home, ESC).

Norbert


Hallo Norbert,

na dann mal los, Inkscape installieren und frei Schnauze Symbole zeichnen!

Die svg-Datei habe ich angehängt. Wichtig fürs lasern ist eine gewisse minimale Strichbreite.
Also jedenfalls für meinen K40 Laser. Das ist eine klassische Laserröhre und die hat eine Zündzeit von
etwa 2,5 ms. Wenn man dann 100 mm/s fürs gravieren annimmt, kann man sich gut vorstellen, dass
die Strukturen nicht zu fein werden dürfen - sonst zündet die Röhre praktisch nicht.

Es gibt auch eine ganz dünne rote Umrandung. Rot heißt für den Laser immer schneiden, schwarz ist
raster-gravieren und blau vektor-gravieren. Das ist bei fast jeder Software so.

Die Datei herunterladen und die Endung txt entfernen. Ich bin schon gespannt, was euch so einfällt!

Die Fernbedienung lässt sich übrigens über einen Löt-Jumper umschalten. Damit sind zwei Fernbedienungen
mit einem Empfänger möglich.

Viele Grüße,
Christian
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Sonntag, 17. Januar 2021, 00:34

Die Fernbedienung lässt sich übrigens über einen Löt-Jumper umschalten. Damit sind zwei Fernbedienungen
mit einem Empfänger möglich.

Genial!

Ich werden die Vorlage morgen mal modifizieren und hier vorstellen.

Norbert

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Sonntag, 17. Januar 2021, 01:15

Die Fernbedienung lässt sich übrigens über einen Löt-Jumper umschalten. Damit sind zwei Fernbedienungen
mit einem Empfänger möglich.

Genial!

Ich werden die Vorlage morgen mal modifizieren und hier vorstellen.

Norbert


Da bin ich gespannt! Ich habe zwei Bögen Laserfolie da und kann Dir die Frontfolie testweise lasern.
Gehäuse kommen aber erst noch, aktuell habe ich Probleme mit falschen IBAN Daten. Aber das sollte
sich auch lösen lassen.

Grüße,
Christian
Neptun 20, Segelnummer 950, Honda 5BFU, Liegeplatz Bernau/Chiemsee

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