Multifunktionsdisplay DIY

  • Hi Norbert,
    Mir kam es darauf an, dass die GPS Koordinaten immer einen festen Bereich im Display haben können, damit sichergestellt ist, dass sie im Notfall, wenn man seine Position angeben muss, auch verfügbar sind.
    Und das unabhängig davon, was sonst noch angezeigt wird. Vielleicht noch die Uhrzeit als Referenz dazu:


    "Meine letzte ermittelte Position war um XX:XX Uhr 54.32.34 N 03.76.54 E"

    Viele Grüße,
    Oliver

  • Mir kam es darauf an, dass die GPS Koordinaten immer einen festen Bereich im Display haben können, damit sichergestellt ist, dass sie im Notfall, wenn man seine Position angeben muss, auch verfügbar sind.
    Und das unabhängig davon, was sonst noch angezeigt wird.


    Ja, so könnte man das machen. Das würde gehen. Da ich eine Unterspannungs-Detektion eingebaut habe die bei Unterspannung das Display über eine kleine Pufferbatterie (Goldcap) definiert ausschaltet, könnte man als letzte Anzeige die GPS-Daten anzeigen. Das ginge natürlich auch als Infozeile permanent am unteren oder oberen Rand.


    Gestern habe ich mich noch elendig rumgequält mit meiner Platine zum Multifunktionsdisplay. Der I2C-Bus wollte zum Verrecken nicht anlaufen. Den brauche ich aber zum Einschalten der 3,3V und 5,0V für die Zusatzmodule wie GPS, NMEA2000, NMEA0183 und LED-Hintergrundbeleuchtung. Ich hatte erst den Verdacht, dass im ESP32 der I2C-Treiber defekt ist. Nach systematischer Auslöterei diverser Bauelemente hat sich herausgestellt, dass das BME280-Modul ein Fake war. Die Platine sieht zwar so aus wie ein BME280, bei genauerem Hinsehen erkennt man aber Unterschiede. Links das Original, rechts das Fake-Modul. Der verbaute Chip ist vermutlich kein BME280 sondern irgend etwas was so aussieht wie ein BME280. Die I2C-Busleitungen hat der Chip permanent auf irgendwelche Pegel gezogen, so dass der Bus nicht anlaufen konnte. Ich hatte die Module bei Ebay gekauft und habe eine Rückabwicklung beim Käufer beantragt. Mal schauen was kommt. Diese Sache hat echt Nerven gekostet. Ich dachte schon meine Platine wäre wieder falsch geroutet. Bei China-Käufen muss man alles bis ins letzte Detail kontrollieren sonst fällt man echt immer wieder darauf rein.


    Norbert

  • Das ginge natürlich auch als Infozeile permanent am unteren oder oberen Rand.


    Naja, solche Entscheidungen muss dann schon der Benutzerdefinition überlassen werden. Nicht jeder wird das so haben wollen.
    Die große Herausforderung (nach der tollen Leistung der Display-Entwicklung) wird es sein, das Setup-Framework der Software so aufzustellen,
    dass auch nicht-ITler sich 'ihre persönlichen Displays' einfach definieren können.


    Uiuiui ... den Ärger mit den fakes kann ich mir gut vorstellen. Ich drücke die Daumen, dass der Frust der letzten Meter nicht zu arg zuschlägt


    Michael

  • solche Entscheidungen muss dann schon der Benutzerdefinition überlassen werden


    Das würde ich parametrierbar machen wollen, so dass jeder selbst entscheiden kann was für ihn wichtig ist.


    Die große Herausforderung (nach der tollen Leistung der Display-Entwicklung) wird es sein, das Setup-Framework der Software so aufzustellen,
    dass auch nicht-ITler sich 'ihre persönlichen Displays' einfach definieren können.


    Kannst Du einen Use Case dazu aufstellen? Bin momentan auch am überlegen wie man das sinnvoll aufziehen sollte. Die Bedienkonzepte etablierter Produkte überzeugen mich nicht wirklich.


    Nebem dem BME280 war dann auch noch das GPS-Modul komplett hinüber. Irgendwie kommt alles auf einmal zusammen. War scheinbar ein defekter Rückläufer von einem anderen Kunden. Man muss wirklich alles, aber auch alles 3x kontrollieren. Seit gestern ist jetzt das Display voll einsatzfähig. Den SeaTalk Bus habe ich auch schon getestet. Die Treiberstufe tut schon mal. Als nächstes kommen NMEA0183 und NMEA2000 dran. Dann muss ich erstmal den Workshop von Andreas nacharbeiten. Bin schon ganz gespannt wie es wird.


    PS: Mein Chinaverkäufer zickt etwas mit der Reklamation. Ich soll ein Video schicken. Was soll ich da zeigen? Hab ihm doch das Bild schon geschickt. Da sieht man deutlich, dass es sich um einen anderen Chip handelt. Den BME280 gibt es in der Baugröße überhaupt nicht von Bosch. Auch die Ruuvi-Leute haben Probleme mit dem BME280. Scheinbar sind auch nachgebaute chinesische Modelle im Umlauf die nicht die nötige Genauigkeit aufbringen und intern etwas anders funktionieren. Schon komisch, dass bei einem 4 Euro-Sensor Plagiat-Räuber loslegen. Die Menge macht es vermutlich.


    Norbert

  • norbert-walter:


    Ich habe heute im Maker-Space Dein Bild mit dem geditherten Grauverlauf gelasert.


    Die Geschwindigkeit habe ich bei 100 % gelassen, die Leistung auf 50 % gestellt und das Dithering
    der Maschine abgeschaltet. Die Auflösung vom Laser waren 500 dpi.


    Dann daheim eine Taschenlampe mit schwarzem Papier abgedeckt, so dass ein 3 mm Spalt frei blieb.
    Als "Bild" habe ich einfach irgendeine Verpackung genommen, die gerade herumlag.


    Zu meiner Überraschung war der Text kaum lesbar, wenn die gelaserte Seite am Karton anlag. Offenbar wird dann so viel
    Licht nach vorne geworfen, dass das reflektierte Licht vom "Bild" komplett überstrahlt wird.


    Wenn die geditherte Seite aber außen liegt, ist das Bild gut ausgeleuchtet und sichtbar! :smiling_face:
    Natürlich ist der Text nicht gut lesbar, das Dithering ist gröber als die Auflösung vom Text. Das lässt
    sich bestimmt noch weiter optimieren. Der Laser schafft 1200 dpi und hat eine Hochfrequenzröhre.


    Zu guter Letzt noch ein Vergleich, links gedithert und rechts ungedithert. Als Ausgangspunkt ist das schon
    mal nicht schlecht. Jetzt müsste man mit der Auflösung, dem Graukeil an sich und mit den Laserparametern
    experimentieren. Außerdem war die Entspiegelung innen, da ich ja nicht damit gerechnet habe, dass
    der gelaserte Verlauf außen liegen muss.


    Grüße,
    Christian

  • chrhartz:


    Chris, Du bist der Größte für mich. Echt klasse das Ergebnis. Einfach umwerfend. Das verhält sich genau so wie mit den matten Kloscheiben wo man meint man könnte nicht durchsehen. Mit großem Sicht-Abstand werden die wieder transparent. Daher auch der gleiche Effekt mit der umgedrehten Kunststoffscheibe. Im Grunde genommen sind die Laserpunkte kleine Einbrennungen in der Oberfläche, die das in die Kante eingeleitete Licht streuen. Genau so wird es auch bei Ebook-Readern gemacht. Nur die Strukturen sind kleiner.


    In einem weiteren Versuch sollten wir die Größe der Laserpunkte verkleinern.


    Nochmal vielen Dank für Deine aufschlussreichen Versuche.


    Norbert

  • chrhartz:


    Hallo Chris,


    was mir noch einfällt, wir benötigen vielleicht gar nicht so viele Dithering-Punkte wie in meiner Vorlage die ich Dir gegeben habe. Ich meine ich hatte oben 50% Füllgrad der nach unten hin linear auf 0% abfällt. Es gab aber noch eine weitere Datei mit 0...12%. Das entspricht auch ungefähr dem umgekehrten Intensitätsverlust des Lichteintrages in die Scheibe. Daher ist das fast gleichmäßig hell ausgeleuchtet. Man kann den Gradienten des Füllgrades genau an den Intensitätsverlust anpassen. Eventuell macht es Sinn 2 Scheiben zu verwenden, eine 2mm und eine 1mm Scheibe. Auf die 1mm Scheibe kommt dann von innen die laserbearbeitete Fläche. So kann die Außenfläche noch entspiegelt werden. Vielleicht ist das ja eine Option. Oder man bekommt das Dithering so fein hin, dass es gleichzeitig eine Entspiegelung ist. Fertigungstechnisch wird das aber ewig dauern mit einer XY-Laserbearbeitung. Man darf ja nicht vergessen, der Laser muss jeden Punkt einzeln setzen. Da muss man dann vermutlich auf Laserscannersysteme setzen.


    Wie lange hat die Bearbeitung eigentlich gedauert und welches File hast Du genommen?


    500 dpi bedeutet ein Laserfleckdurchmesser von 0,05 mm. Da muss man dann schon ordentlich aufpassen, dass die Fokusebene korrekt eingestellt ist und das Werkstück nicht schief auf dem Bearbeitungsbett liegt.


    Kannst Du mir eine Testscheibe zusenden? Ich würde die mal mit meinem neuen Mikroskop und ImgaeJ optisch genau vermessen.


    Norbert

  • norbert-walter:


    Naja, so gaanz schlecht bin ich dann auch nicht ausgestattet. :O


    Voila, zwei Bilder bei 47facher Vergrößerung. Einmal bei ca. 1 % und einmal bei 12 % dithering.
    Wirklich vermessen kann man die Punkte nicht, weil die Kamera nicht geeicht ist.


    Man sieht aber recht deutlich, dass der Laser die Punkte aus Deiner Grafik nachgebildet hat.
    Die ganz kleinen Punkte sind das, was der Laser wirklich kann. Wir müssen daher dem Laser
    das Dithering überlassen, sonst wird es immer wieder dazu führen, dass sein Raster nicht mit dem
    der Grafik übereinstimmt.


    Man muss also die Vorlage entsprechend erstellen. Mit Grafiksoftware und wie man die Auflösung
    im Ausgabeformat einstellt, kenne ich mich überhaupt nicht aus. Da muss man mal jemanden
    fragen, der davon Ahnung hat. Jeder Grafiker und Drucker sollte das wissen.


    Der Laser hat eine Auflösung von 1200 DPI. Das sind ungefähr 0.02 mm. Das dritte Bild zeigt
    eine Linie mit 0,3 mm Breite und man sieht deutlich, wie fein der Laserstrahl ist. Die Geschwindigkeit
    hatte ich von 4,2 m/s auf 2,1 m/s reduziert.


    Grüße,
    Christian

  • chrhartz:


    Man sieht aber deutlich einen ovalen Einbrennfleck und zwar die lange Seite in Fahrtrichtung, da ja in Fahrt gepulst wird. Bei meinem Laser kann ich nicht korrekt rund Fokussieren, da ich einen Halbleiterlaser habe. Für exakt runde Brennflecken benötigt man spezielle Korrekturoptiken. Bei Gaslasern ist das einfacher. Die sind von Hause aus immer rund und Gaslaser lassen sich feiner fokussieren.


    Zum Skalieren des Bildes lege ich einen Maßstab mit bei (z.B. Millimeter-Lineal) und zähle die Pixel für einen Millimeter aus. Dann weißt Du wie groß ein Pixel genau auflöst. Das kann man im Bildbearbeitungsprogramm ausmessen.


    Die Vorlagen habe ich mit Gimp erstellt. Das Bild hatte nur 300 dpi. Der Punkt ist damit 0,084 mm groß. Ich könnte das auch noch feiner erstellen. Bevor ich das mache sollten wir die genaue Geometrie des Einbrennflecks vermessen. Die hängt vermutlich auch von der Laserleistung ab. Je mehr Power, des so größer der Einbrennfleck. Wie schnell kann der Laser pulsen? Zur Not muss man dann die Geschwindigkeit anpassen. So wie das im Bild aussieht brennt der Laser die Linien in einem Abstand von 0,05 mm.


    Aus dem letzten Bild habe ich eine Laserfleckgröße von 0,041 mm errechnet. Die passt ganz gut zu der vorigen Aussage. Man erkennt auch gut den örtlichen Versatz je nach Fahrtrichtung. Der Laser wird nicht korrekt am richtigen Ort zugeschaltet oder es ist Spiel in der Mechanik. Eine örtliche Auflösung von 0,02 mm wird der Laser wohl nicht schaffen, obwohl wir die auch gar nicht benötigen. Vielmehr kommt es auf die richtige Laserfleckgröße an. Die absolute Position der Punkte ist eigentlich uninteressant. Der Fehler ist ja systematisch und bei statistisch verteilten Punkten spielt das keine große Rolle mehr.


    Man muss also die Vorlage entsprechend erstellen. Mit Grafiksoftware und wie man die Auflösung
    im Ausgabeformat einstellt, kenne ich mich überhaupt nicht aus. Da muss man mal jemanden
    fragen, der davon Ahnung hat. Jeder Grafiker und Drucker sollte das wissen.


    Das Dithern würde ich dem Laser lieber nicht überlassen. So haben wir das selber in der Hand wie gedithert wird. Im Grunde genommen benötigt man nur einen Grauwert-Gradienten von 12% auf 0%. Mehr nicht. Dann sollte auch der Laser was mit anfangen können. Ich kann Dir ja noch einmal welche erstellen. Dann kannst Du testen wie der Laser das Dithering selber macht.


    Norbert

  • chrhartz:


    Hallo Chris,


    kannst Du noch einmal ein Foto machen wo die geditherte Seite außen ist und man nur mit Auflicht von außen auf die Beschriftung vom Karton schaut. Ich will mal sehen ob die gelaserten Punkte den gesamten Bildeindruck stören würden, wenn man mit Auflicht durchschaut. Ich denke das wird man kaum sehen.


    Norbert

  • Hier noch ein Bild von der aktuellen Hintergrundbeleuchtung in rot mit normaler entspiegelter Scheibe. Die LEDs sind schon recht hell. Es würde auch ohne geditherte Scheibe gehen. Allerdings zieht das Multifunktionsdisplay bei maximaler Hintergrundbeleuchtung schon recht viel Strom mit 200 mA. Davon entfallen 110 mA auf die Beleuchtung. Das sind immerhin schon gut 2,4W. Mit der gelaserten Scheibe könnte der Strom für die Beleuchtung auf ein Viertel (25 mA) reduziert werden. Das macht ca. 1,2W aus. Einen Versuch sollte es wert sein.


    Norbert


    PS: Leider sieht man meine Fingerabdrücke hinter der Scheibe als weiße Flecken. Ich hätte die Scheibe noch putzen sollen.

  • norbert-walter:


    Boah, 110 mA ist heftig. Ich stimme aber vollkommen mit Dir überein, dass das nur an der Frontscheibe liegt.
    Das Licht wird seitlich austreten und quasi verpuffen. Nur wenig Licht wird über die Oberflächenrauheit auf das
    Display und somit nach außen transportiert.


    Ich denke, mein Vergleich mit der geditherten Scheibe und daneben die unbehandelte Scheibe sind ziemlich eindeutig.
    Eigentlich sollten 5-10 mA nachts ausreichen. Mehr braucht ein TFT auch nicht.


    Wir hatten ja heute schon darüber telefoniert. Neben unseren Versuchen schreibe ich auch gerne eine Mail an den
    Hersteller des Lasers. Vielleicht kann der uns die optimalen Parameter sagen.


    Die Software im Maker-Space ist Adobe Illustrator. Dort ist ein Druckertreiber vom Laser-Hersteller (Epilog) installiert.
    Der Weg ist also AI -> Druckertreiber -> Laser-Software -> Laser. Jeder zusätzliche Schritt, beispielsweise von
    Inkscape -> SVG Datei -> Adobe Illustrator ist eine zusätzliche Unwägbarkeit.


    Übrigens ist Adobe CS2 inzwischen kostenlos. Das nutze ich zum erstellen von Vorlagen, damit ich im Maker-Space
    Zeit spare. Der Laser ist nur für zwei Stunden reservierbar und die drei Laser sind fast immer ausgebucht. Man muss
    also am besten alles vorbereiten und dort nur noch den Kram auf die Maschine packen und loslegen.


    Aktuell wird ein zweites Maker-Space in München gebaut und in ca. 2 Wochen eröffnet. Hoffentlich entzerrt sich damit
    die Nutzung der Laser ein wenig.


    Das Auflicht-Foto auf die geditherte Scheibe mache ich, sobald unser großer Auflicht-Fusionsreaktor wieder über dem
    Horizont zu sehen ist. Plus einige Stunden für Kaffee und Frühstück...


    Grüße,
    Chris

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

    Edited once, last by chrhartz ().

  • Hab den CAN-Bus mit NMEA2000 heute zum Laufen bekommen. Sieht schon mal gut aus. Details siehe hier:


    https://www.segeln-forum.de/bo…jects-live-3/#post2276945


    Norbert

  • norbert-walter:


    Ich habe heute Deine neuen Vorlagen mit 1200 dpi gelasert.


    Das Dithering mit 5 % sieht eindeutig am besten aus. Man sieht aber auch da ziemlich deutlich, dass die Pixel vermatschen, wenn sie nicht
    mit dem Raster der Maschine übereinstimmen. Das dürften dann auch die Pixel sein, die man auf den Bildern am deutlichsten als Störungen
    sieht.


    Oberhalb von 5 % wird das vermatschen der Pixel immer schlimmer und man sieht kaum noch den Text auf den Bildern. Generell kann man
    aber sagen, dass das Konzept funktionieren wird. Ich glaube auch nicht, dass wir wirklich 1200 dpi brauchen. Die Laserpunkte müssen einfach nur
    klein genug sein. Ich werde mich mal mit dem Hersteller in Verbindung setzen und nachfragen, wie man am besten vorgehen soll.


    Die Pixel müssen mit den Koordinaten der Maschine übereinstimmen und es muss ein fehlerfreier Graukeil dabei herauskommen. Die Auflösung
    muss auch optimiert werden, denn für zwei Scheiben hat der Laser 1,5 h gebraucht. Das geht natürlich nicht für eine größere Stückzahl.


    Das Bild mit Auflicht mittags ist mit Beleuchtung von oben, also 90 Grad aufgenommen worden. Das Bild mit Auflicht morgens abends ist mit
    Beleuchtung genau in Blickrichtung also 180 Grad aufgenommen worden. Das 1200 dpi Bild zeigt die Kantenbeleuchtung.


    Das sieht alles ganz vielversprechend aus. Jetzt muss man "nur" noch optimieren. :face_with_rolling_eyes:


    Grüße,
    Christian

  • chrhartz:


    Hallo Chris,


    vielen Dank für Deine tolle Unterstützung. Das Ergebnis sieht mit 5% echt schon gut aus, obwohl der Laser die Vorlage nicht ganz korrekt umgesetzt hat. Eigentlich sollten es nur Punkte sein und keine Striche. Mit der Auflösung von 1200 dpi stößt man schon an die physikalische Grenze der Maschine. Die kann das dann nicht mehr korrekt umsetzen. Vermutlich muss die Maschine das Dithering selber machen, damit es richtig funktioniert. Ich denke aber mit dem Mustern kann man schon was anfangen. Wenn sie bei mir sind, dann teste ich das direkt im Gerät. Dann sehen wir am besten wie es am Ende wirkt. Ist schon cool, was man so alles mit einem Laser machen kann.


    Norbert

  • Vermutlich muss die Maschine das Dithering selber machen, damit es richtig funktioniert.


    Hihi, es ist ja nicht so, als hätte ich das nicht bereits vorgeschlagen. :O


    Wir haben jetzt die Software-Kette Gimp -> Inkscape -> Adobe Illustrator -> Laser Druckertreiber -> Laser.
    Wenn man ehrlich ist haben wir doch überhaupt keine Ahnung, was die Dateiformate transportieren und was verloren geht.


    Irgendwo zwischen Adobe Illustrator, dem Lasertreiber und dem Laser gehen die Vektordaten verloren und werden in
    Pixeldaten umgesetzt. Es ist auch recht eindeutig, dass die Linien anstelle Einzelpixel im Mikroskopbild horizontal sind
    und nie vertikal. Das spricht schon für ein Problem in der Laser-Ansteuerung oder Software.


    Das muss mit dem Hersteller besprochen werden. Gimp und Inkscape müssen wir aus der Kette herausnehmen. Um Adobe
    Illustrator kommen wir nicht herum, auf den Computern vom Maker-Space kann ich keine eigene Software installieren.


    Die Adobe Creative Suite 2 ist defakto kostenfrei nutzbar. Da ist AI gut 10 Jahre alt aber das funktioniert auch heute noch.
    Ich verwende CS2 wenn ich Daten für den Laser daheim aufbereiten möchte um vor Ort Zeit zu sparen.


    Die Bedienung von Adobe Illustrator finde ich gewöhnungsbedürftig aber das gilt auch für die Leute, die hauptberuflich
    mit AI arbeiten, das ist auf jeden Fall stimmig. :grinning_squinting_face:


    Grüße,
    Chris

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

  • chrhartz:


    Hallo Christian,


    ich hatte letztens die Gelegenheit ein Display von einem alten Laptop zu zerlegen. Dabei konnte ich eine 2,5 mm dicke Streuscheibe ausbauen. Ich habe sie mal genauer untersucht. Die machen das genau so wie wir das mit den gelaserten Plexiglasscheiben machen. Die verteilen auch die Punkte statistisch und haben einen Gradienten in der Punktedichte die zunimmt je weiter weg man von der Lichtquelle ist. DerPunkt-Durchmesser beträgt 130µm. Die Punkte sind aber nicht gelasert und werden vermutlich thermisch geprägt. Auf der Fräse habe ich mir eine Scheibe ausgefräst und einen Test damit gemacht. Das sieht jetzt perfekt aus. Die Bildfläche ist gleichmäßig beleuchtet. Die Streupunkte müssen aber außen liegen, damit das gut funktioniert. Das hattest Du ja auch schon rausgefunden. Durch die feinen Punkte wird das Bild auch nicht optisch beeinträchtigt. Das sieht man kaum. Ich bin echt begeistert, dass das so gut geht. Hier mal ein paar Fotos. Das die Punkte so sternig aussehen liegt an meiner LED Beleuchtung des Mikroskops mit 8 weißen LEDs.


    Norbert

  • norbert-walter:


    "sternig" ist aber eine hübsche Wortschöpfung. Sollte man für den nächsten Duden vorschlagen! :winking_face:


    Jetzt müsste man nur noch eine Quelle für diese Platten finden. Es gibt prinzipiell sowas von Röhm:
    https://www.plexiglas.de/de/an…nn-duenner-lichtleitfolie


    Ich habe ein Feedback vom Laserhersteller bekommen, die gezielte Ansteuerung des Lasers erfordert eine
    spezielle Software, die 400 EUR als Basisversion kostet. Anders ist die Synchronisation von Steuersoftware
    und Laser nicht möglich.


    Ein anderes Problem ist gerade die Beschaffung von Material. Durch die dämlichen Corona-Regeln kann
    ich nicht wie bisher einfach beim Plexiglashändler im Reste-Regal wühlen, sondern müsste die Scheiben
    bestellen und zuschneiden lassen.


    Im Maker-Space gibt es auch neue Beschränkungen auf rein gewerblich und mit Termin und Test.


    Wenn man irgendwo eine Quelle für die "sternigen" :grinning_squinting_face: Platten finden könnte, wäre das die ideale Lösung.


    Viele Grüße,
    Christian

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