MiniLab: Unterschied zwischen den Versionen

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|description=OpenTronics aka MiniLab ist ein Opensource Elektronik-Baukasten
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==Über dieses Projekt==
==Über dieses Projekt==


Das MiniLab lädt ein zum Experimentieren mit Elektronik und Mikro-Elektronik.  Die Zielgruppe sind Lernbegeisterte Menschen jeden Alters, mit besonderer Aufmerksamkeit auf Schülerinnen und Schüler der Mittelstufe.
'''OpenTronics aka MiniLab ist ein Opensource Elektronik-Baukasten''' entwickelt von Mitgliedern des Labors. Mit Hilfe des Baukastens soll vor Allem Kindern Wissen über Elektronik vermittelt werden.


Ansprechpartner für dieses Projekt ist [[Benutzer:Marcus]].
Mit seinen zahlreichen Experimenten und günstigen Anschaffungskosten (Selbstkostenpreis) ist der Baukasten eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Produkten. Dadurch, das Schaltpläne und Anleitungen in einem offenen System zur Dokumentation zusammengefasst werden, kann jeder seine eigenen Schaltpläne und Erweiterungen hinzufügen und Schaltpläne diskutieren. Über lange Zeit gesehen soll dabei eine Plattform entstehen, über die sich Anfänger und Fortgeschrittene austauschen können.
 
Ansprechpartner für dieses Projekt ist [[Benutzer:Marcus]], [[Benutzer:Soeren]].  Mitwirkende sind auch Peter und Daniel.
 
==== Motivation ====
Elektronikbaukästen von Kosmos bieten einen ersten Einstieg in die Welt der Eletronik und Mikroelektronik.  Leider sind diese Baukästen sehr teuer (von [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=74696 20 EUR] bis [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=74698 150 EUR].  Der Grund dafür ist sicher nicht der Materialwert, der sich mit ein paar Euro in Grenzen hält, sondern die das Know-How: Die Abstimmung der Komponenten aufeinander und die Experimentieranleitungen.  Dies ist aber Software, und es sollte daher möglich sein, im Geiste der Freien Software eine kostengünstige, partizipatorische, freie Alternative zu den kommerziellen Produkten anzubieten.  Das Projekt OpenTronics ist eine erste Machbarkeitsstudie.  Es soll erarbeitet werden, ob und wie ein solcher freier Experimentierbaukasten realisiert werden kann.


==Vorstellung des Projekts==
==Vorstellung des Projekts==
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Die Kernelemente des Projekts sind:
Die Kernelemente des Projekts sind:


* Zusammenstellung kostengünstiger Bauteile zu einem Basis-Set und mehrerer Erweiterungs-Sets.
* Zusammenstellung kostengünstiger elektronischer und mikroelektronischer Bauteile zu einem Basis-Set und mehrerer Erweiterungs-Sets.
* Erstellung von Anleitungen mit vielfältigen Experimenten, die mit diesen Sets durchgeführt werden können.
* Erstellung von Anleitungen mit vielfältigen Experimenten, die mit diesen Sets durchgeführt werden können.
* Erstellung einer Plattform für alle, mitzumachen und Ergebnisse sowie eigene Ideen hinzuzufügen.
* Erstellung einer Plattform für alle, mitzumachen und Ergebnisse sowie eigene Ideen hinzuzufügen.
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==aktueller Zustand==
==aktueller Zustand==


20080711: Erstes informelles Treffen.  Preise von 20080716:
* 20080729: Domain opentronics.org reserviert
* 20080711: Erstes informelles Treffen.
* 20080920: MiniLab 0.0 durch Marcus bei Reichelt bestellt.  Allerdings fast ohne Bauteile, da noch keine Schaltungen vorliegen und somit keine sinnvolle Auswahl getroffen werden kann.
* 20080926: Besprechung des MiniLab 0.0 im Labor.
 
==Grobe Einteilung==
Der "Baukasten" soll modular aufgebaut werden. Hier eine grobe Gliederung:
 
'''Anfänger Kasten'''
Hier lernt der Nutzer den Umgang Strom und Spannung. Es werden ein paar praktische Schaltungen gezeigt - z.B. Wechselschaltung, Reihenschaltung von Glühbirnen.
 
'''Fortgeschrittenen Kasten'''
Hier werden Widerstände, Kondensatoren, Dioden, LEDs und Transistoren eingeführt und erklärt.
 
'''Microcontroller Kasten'''
In diesem Bausatz werden Microcontroller, Z-Dioden, Quartze und weitere Bauteile eingeführt.
 
==Schaltpläne==
 
[[Bild:Minilab-0-0-beispiel.jpg|thumb|400px|Eine einfache Beispielschaltung: LED mit Vorwiderstand und HelligkeitsreglerMit dem Voltmeter läßt sich auch die Stromstärke berechnen.]]
 
Schaltpläne, die von Peter mit dem MiniLab 0.0 aufgebaut wurden:
 
* Blinkschaltung mit 2 LEDs und regelbarem Blinkverhältnis.
* Lauflicht mit 3 LEDs mit regelbarer Geschwindigkeit.  Das Lauflicht hat mehrere stabile Zustände (2 LEDs an mit laufender "Lücke", eine laufende LED an, alle LEDs an). und reagiert auch sensibel auf Hautwiderstand statt Poti, total cool!
* Darlington-Schaltung zur E-Feld Messung
* Parallelschaltung von LEDs (nur die rote leuchtet, nur die gelbe leuchtet, etc, die Farben des Regenbogens entlang).
* ... (vergessen, sorry)
* Periodisches Blitzlicht (funktioniert nur mit dem Transistor 547B anderer Marke).
* Transistor + freihängender Draht an Basis und LED mit Widerstand hinter Emitter des Transistors. Dann den Nutzer instruieren eine seite der Versorgungsspannung und den Draht anzufassen. LED leuchtet weil Widerstand des Körpers ausreicht um den Transistor durchzuschalten.
* Transistor mit Kondensator an Basis, LED dahinter... C aufladen und dem Nutzer zeigen wie lange die C den Transistor auf durchgang halten kann - LED geht erst aus, wenn C fast ganz entladen.
 
==Timeline/Termine==
 
Im Moment keine.  Nächstes Treffen?
 
Die nächste Aufgabe wird sein, Software zu ermitteln und zusammenzustellen um Schaltpläne und Steckpläne zusammenzutragen und in Buch- und Webform zu pressen.
 
Ausserdem muss das MiniLab 0.1 zusammengestellt und die fehlenden/neuen Teile bestellt werden.


Ohne Bauteile:
Das MiniLab 0.0 befindet sich momentan nicht im Labor sondern bei Marcus zu Hause!


* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=67678 Experimentier-Steckboard 640/200 Kontakte] (2.75 EUR) sollte wohl ausreichen.  640 Kontakte für Bauelemente, und 200 Kontakte oben und unten für Stromversorgung.
==Kostensenkungsideen==
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=57120 Halter für 3 Mignonzellen (AA), Druckknopf] (0.36 EUR) liefert 4.5V, womit ein Mikroprozessor betrieben werden kann ([[Benutzer:Soeren]] schlägt 6V vor).  Der Formfaktor "Druckknopf" erlaubt auch ggf. die Ersetzung durch eine 9V Blockbatterie.
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=6665 Batterieclip für 9-Volt-Block, vertikal] (0.092 EUR). Passt der Anschlussdraht in das Steckboard?
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=23160 Litze, 2x 0,14mm², rot/weiß, 5m-Ring] (1.15 EUR).  Die Beschreibung sagt Litze, aber im Katalog steht Klingeldraht.  Etwas überdimensioniert, aber der günstigste Draht bei Reichelt?  Passt er in das Steckboard?  Kann zum Beispiel über eine Klopapierrolle gerollt in gleichmässige Stücke geschnitten werden (eine Abisolierzange wäre nützlich aber teuer, einfaches Verfahren, viel Draht abzuisolieren?)


Summe: 4.35 EUR
* Gruppenbestellungen, klar.
* Kleine Bauteile in grossen Stueckzahlen kaufen durch Spenden und dann an frankierte Rückumschläge verschenken.  Z.B.: 8 * 1000 Widerstände = 40 EUR.  8 Widerstände einzeln: 0.80 EUR (* 1000 = 800 EUR). Portokosten 1.10 EUR, ergo lohnt es sich erst bei über 8 Widerständen oder mit zusätzlich anderen Bauteilen.


* Alternative Stromversorgung durch Netzteil (Vorschlag von [[Benutzer:Soeren]]): [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=64753 Stecker-Netzgerät, stabilisiert, 500mA] (4.65 EUR).  Dies ist das günstigste stabilisierte Netzteil bei Reichelt.  Vorteil: Kein giftiger Batteriemüll.  Betreibt auch andere Geräte.  Nachteil: Mit Steckdose, also 220V, betrieben, daher potentielles Sicherheitsrisiko.  Muss eingestellt werden, was eine zusätzliche Fehlerquelle darstellt (oder auch eine Lernquelle).
== Problemstellungen ==


Werkzeug:
* Gesucht ist ein Programm, mit dem man möglichst einfach Breadboard-Layouts zusammenstellen kann
** Lochmaster eignet sich hierfür sehr gut, eine Darstellung mit den einzelnen Elementen ist genausogut möglich wie ein normales Schaltbild. Ggf. des Board-Layout für das Breadboard anpassen. [http://www.abacom-online.de/html/lochmaster.html]
** [http://fritzing.org/ Fritzing] kann noch viel mehr, könnte aber geeignet sein.
** Ein kleines Online Drag-and-Drop speziell für Breadboards von [http://www.dieelektronikerseite.de/Tools/V-Breadboard/index.html dieelektronikerseite.de] ist wie dafür gemacht. Durch Rechtsklick auf die gesetzten Elemente lassen sich weitere Eigenschaften wie Farbe, Pinzahl, Beschreibung etc. ändern. Das Layout lässt sich "im Textformat" speichern um es ggf. später erneut zu ändern.


* Drahtschneider (im Haushalt), Abisolierzange (optional)
* '''Bauteile die noch gefunden werden müssen''' - Für alle Bauteile gilt: Robuste Kontakte müssen sie haben - sie werden schliesslich oft eingesteckt und rausgezogen! Ausserdem sollten sie '''bedrahtet''' sein. Vorausssetzung für die Nutzung des Baukastens sollte eigentlich NICHT der Gebrauch des Lötkolbens sein.
* Klebeband zur Befestigung des Batteriehalters (im Haushalt)
** Breadboard-kompatible Wechselschalter & Taster
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=67138 Mini-Multimeter] (6.30 EUR). Der preisgünstigste Multimeter bei Reichelt.  Kennt jemand noch etwas günstigeres?
** Glühbirnchen oder Fassungen die bedrahtet sind
* Klopapierrolle zur Drahtstücke-Herstellung (im Haushalt)
** <s>Potentiometer</s> (s.o.)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=5595 Biegelehre zum Abknicken von Bauteilen] (0.72 EUR). Stimmt der Formfaktor? Ist dies nützlich?  Gibt es evtl. Gegenstände im Haushalt, die dem gleichen Zweck dienen können?  (Standardisiert, Steckboard-Kompatibel)


Summe: 7.02 EUR
* '''Bootstrap Problem beim Microcontroller'''
Die Microcontroller sind von Haus aus ja bekanntlich unprogrammiert. Nun gibt es zwei Alternativen: Entweder man kauft sich ein teures Programmiergerät schon fertig, oder lötet sich was zusammen.
Es ist hier angedacht, die Microcontroller selbst-reproduzierbar zu programmieren. Will heissen: Beim Starten misst der Controller den ADC-Wert an einem bestimmten Ausgang (oder mehreren). Wenn die Werte in einem definierten Bereich liegen, kopiert der Microcontroller seinen Flash via ISP Schnittstelle zu einem anderen Controller.


Bauteile:
== Wie kann ich mithelfen? ==
* Schlage geeignete Lösungen zu o.g. Problemstellungen vor
* Wir brauchen jemanden, der ein Logo und grobes Webseiten-Layout erstellt
* Wir brauchen Leute, die sich Schaltungen ausdenken, Anleitungen und Erklrungen schreiben.


* Ein Kohleschichtwiderstand (1/4 Watt, +-5%) kostet einzeln 0.10 EUR, 10 Stück von der gleichen Sorte kosten 0.33 EUR.
==Bauteillisten==
 
===MiniLab 0.0===
 
[[Bild:Minilab-0-0.jpg|thumb|400px|Alle Teile des MiniLab 0.0 Baukastens.  Nur das Netzteil entspricht nicht dem Gelieferten (9V clip).]]
 
Die durchgestrichenen Teile wurden nicht in die nachfolgende Version wieder aufgenommen.
 
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/800004/SORTIMENTSKASTEN-6-FACH/SHOP_AREA_29673&promotionareaSearchDetail=005 Leerbox] (0.99 EUR)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=67678 Experimentier-Steckboard 640/200 Kontakte] (2.75 EUR)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=57120 Halter für 3 Mignonzellen (AA), Druckknopf] (0.48 EUR)
* [http://www.reichelt.de/Universalnetzteile/MW-3A03GS/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=108305;GROUPID=4945;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 Stecker-Netzgerät, stabilisiert, 300mA] (5.60 EUR)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=6665 Batterieclip für 9-Volt-Block, vertikal] (0.15 EUR)
* <s>[http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=23160 Litze, 2x 0,14mm², rot/weiß, 5m-Ring] (1.25 EUR)</s>
* <s>[http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=5595 Biegelehre zum Abknicken von Bauteilen] (0.72 EUR)</s> Überflüssig?!
* 10 Kohleschichtwiderstände (1/4 Watt, +-5%) 1.5K-Ohm (0.33 EUR)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=5010 Transistoren BC 548C] (0.041 EUR), 3 Stück oder: [http://www.csd-electronics.de/de/index.htm 100er Gurt BC337-40 1,95€]
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=10233 LED, 5mm, Low Cost] (0.06 EUR), 2x rot, 2x gelb, 2x grün
* [http://www.reichelt.de/6mm-Potis-mono/RK09K113-LOG10K/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=73819;GROUPID=3135;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 Drehpotentiometer 6mm 10KOhm] (0.90 EUR)
* [http://www.reichelt.de/Alkalinebatterien/DURACELL-1X6LR61/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=86705;GROUPID=1027;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 9V-Batterie (1,15€)]
 
Gesamt: ca. 12.00 EUR
 
Weitere Klein-Bauteile wurden dem Labor-Fundus entnommen.
 
===MiniLab 0.1===
 
IN PLANUNG!
 
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=5782 Leerbox] (<s>2.10 EUR</s> zur Zeit nicht lieferbar)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=67138 Mini-Multimeter] (9.45 EUR).
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=67678 Experimentier-Steckboard 640/200 Kontakte] (2.90 EUR)
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=64753 Stecker-Netzgerät, stabilisiert, 500mA] (<s>5.60 EUR</s> zur Zeit nicht lieferbar) '''OHNE 9V-CLIP, MUSS MIT KROKO-KLEMMEN BETRIEBEN WERDEN'''
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=6665 Batterieclip für 9-Volt-Block, vertikal] (0.15 EUR).
* Draht '''GEÄNDERT'''
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=12242 Kroko-Verbindungsdrähte] (0.95 EUR für 10 Stück) '''NEU'''
* 10 Kohleschichtwiderstände (1/4 Watt, +-5%) 1.5K-Ohm (0.33 EUR) '''WERTE?'''
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=10233 LED, 5mm, Low Cost] (0.06 EUR), 2x rot, 2x gelb, 2x grün
* Blaue LED '''NEU'''
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=5010 Transistoren BC 548C] (0.04 EUR), 3 Stück
* Kondensatoren
* Kondensatoren
* Transistoren
* Fotowiderstand oder -transistor
* Dioden
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=13840 Drehpotentiometer 6mm 100K-Ohm Linear] (<s>0.67 EUR</s> zur Zeit nicht lieferbar) '''GEÄNDERT'''
* ...
* Taster


Interaktive Bauteile:
Gesamt: <s>19.31 EUR</s> + Seitenschneider, Spitzzange, Draht, Blaue LED, Kondensator, Taster, Fototransistor


* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=10233 LED, 5mm, Low Cost, rot] (0.051 EUR), auch in gelb und grün erhältlich (blau ist teurer).
=== Minilab 2012 ===
* Fotowiderstand oder -transistor.  Zwischen 0.30 und 0.50 EUR etwa.
Eckdaten / Notizen:
* Drehpotentiometer und passender Drehknopf.
* Taster.  (3D Joystick?  Formfaktor?).  Notbehelf könnte Drahtbrücke sein.
* ...


Mikroprozessor Erweiterung
'''Bauteile'''
* LEDs: Rot, Grün, Gelb
* Passende Vorwiderstände
* je 4x NPN und PNP Bipolar Transistoren
* Steckbrett
* Batteriehalter (4xAA)
* Batterieclip
* Fotowiderstand
* Poti
* NE555
* Krokoklemmen
* Diverse Elkos & Kerkos
* Diverse Widerstände
* Draht


* ATtiny (2-3 EUR). Muss allerdings über Parport (hat keiner mehr) oder USB (zu kompliziert) initialisiert werden.  Lösungsvorschläge?
'''Wenn noch Platz im Budget ist''':
* Lautsprecher
* Multimeter (sprengt ggf. die Kosten)


==Timeline/Termine==


Noch keineNächstes Treffen?
'''Eckdaten'''
* Arbeitsbereich der Schaltungen möglichst zwischen 9.5 und 3.5V
* Bauteilkosten max. 20 EUR
 
'''Schaltungen'''
* Tongenerator (NE555, Lautsprecher, Transistoren, Elko...)
* Wechselblinker (mit und ohne NE555)
* Daylight-indikatior
* Ampelschaltung
* Verstärkerschaltung (Berührungstaster)
 
===Werkzeug===
* [http://www.reichelt.de/Abisolierer-Kabelschneider/SCHERE-570/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=16975;GROUPID=573;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 Seitenschneider] 1,95€
* [http://www.reichelt.de/Zangen/MAN-10704/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=107280;GROUPID=571;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 Spitzzange] 3,95€
* [http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=67138 Mini-Multimeter] 9,75€ //billigeres suchen! (Pollin?)
Gesamt: 15,65€
 
===LED-Set===
*[http://www.reichelt.de/LEDs-standard-hell/LED-5MM-BL/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=61102;GROUPID=3018;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 LED BLAU]      0,28€
*[http://www.reichelt.de/LEDs-standard-hell/LED-5MM-GE/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=10231;GROUPID=3018;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 LED GELB]      0,06€
*[http://www.reichelt.de/LEDs-standard-hell/LED-5MM-GN/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=10232;GROUPID=3018;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 LED GRÜN]      0,06€
*[http://www.reichelt.de/DUO-LEDs-Blink-LEDs/LED-BL-5MM-RT/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=10205;GROUPID=3022;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 BLINK LED ROT]  0,29€
*[http://www.reichelt.de/DUO-LEDs-Blink-LEDs/LED-BL-5MM-GE/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=22270;GROUPID=3022;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 BLINK LED GELB] 0,29€
*[http://www.reichelt.de/LEDs-super-ultrahell/LED-5-05000-WS/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=97024;GROUPID=3019;SID=10TdptbX8AAAIAAGYGbLwc953ea43a98e99a092d986ed38c727d9 SUPERHELL WEIß] 0,24€
Gesamt: 2,44€ (jede LED 2Mal, die genaue Variation können wir noch besprechen)
 
==Vergleich==


==Kostensenkungsideen==
Der Kosmos-Baukasten hat:


* Gruppenbestellungen, klar.
* Vorteile: Bauteile mit festerem Draht, vor-abisolierte Drahtbrücken, geräumigeres Board.
* Kleine Bauteile in grossen Stueckzahlen kaufen durch Spenden und dann an frankierte Rückumschläge verschenken.  Z.B.: 8 * 1000 Widerstände = 40 EUR.  8 Widerstände einzeln: 0.80 EUR (* 1000 = 800 EUR).  Portokosten 1.10 EUR, ergo lohnt es sich erst bei über 8 Widerständen oder mit zusätzlich anderen Bauteilen.
* Nachteile: Kein multimeter, keine Werkzeuge, teuer, kaum bis keine Erklärungen zu den Schaltungen


==verwandte Projekte==
==verwandte Projekte==
[http://h3po-notes.blogspot.com/search/label/PIC/ Blog von H3PO] (englisch): Einstieg in die Programmierung von PIC18F-Mikrocontrollern auf dem Steckbrett. Schaltpläne, Fotos und Code für erste Experimente.


Erstmal keine. Evtl das Laborboard.
==Ressourcen und weitere Hinweise==
 
[http://www.reichelt.de]
 
[http://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:WikiProject_Electronics/Programs Programme zur Schaltbildzeichnung.]


==Ressourcen und weitere Hinweise==


Marcus hat noch weitere Infos, die noch nicht ins Wiki gestellt wurden (vom ersten informellen Treffen am 11.7.2008).
[http://sites.google.com/site/libby8dev/stripes Stripes] ist ein Werkzeug das in Java gebaut ist und sich ggf. in eine Website integrieren lässt - so könnte man Schaltpläne mit anderen Menschen teilen und in einem Wiki verwursten.


==Links==
==Links==
Zeile 82: Zeile 217:
Reichelt, die Konkurrenz bei Kosmos, etc.
Reichelt, die Konkurrenz bei Kosmos, etc.


[[Kategorie:Projekt]]
[[Category:LaborOrga]]
[[Kategorie:LaborOrga]]

Aktuelle Version vom 7. April 2017, 23:25 Uhr

 
MiniLab

Release status: unknown [box doku]

Datei:Minilab-steckbrett.png
Description OpenTronics aka MiniLab ist ein Opensource Elektronik-Baukasten



Über dieses Projekt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

OpenTronics aka MiniLab ist ein Opensource Elektronik-Baukasten entwickelt von Mitgliedern des Labors. Mit Hilfe des Baukastens soll vor Allem Kindern Wissen über Elektronik vermittelt werden.

Mit seinen zahlreichen Experimenten und günstigen Anschaffungskosten (Selbstkostenpreis) ist der Baukasten eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Produkten. Dadurch, das Schaltpläne und Anleitungen in einem offenen System zur Dokumentation zusammengefasst werden, kann jeder seine eigenen Schaltpläne und Erweiterungen hinzufügen und Schaltpläne diskutieren. Über lange Zeit gesehen soll dabei eine Plattform entstehen, über die sich Anfänger und Fortgeschrittene austauschen können.

Ansprechpartner für dieses Projekt ist Benutzer:Marcus, Benutzer:Soeren. Mitwirkende sind auch Peter und Daniel.

Motivation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Elektronikbaukästen von Kosmos bieten einen ersten Einstieg in die Welt der Eletronik und Mikroelektronik. Leider sind diese Baukästen sehr teuer (von 20 EUR bis 150 EUR. Der Grund dafür ist sicher nicht der Materialwert, der sich mit ein paar Euro in Grenzen hält, sondern die das Know-How: Die Abstimmung der Komponenten aufeinander und die Experimentieranleitungen. Dies ist aber Software, und es sollte daher möglich sein, im Geiste der Freien Software eine kostengünstige, partizipatorische, freie Alternative zu den kommerziellen Produkten anzubieten. Das Projekt OpenTronics ist eine erste Machbarkeitsstudie. Es soll erarbeitet werden, ob und wie ein solcher freier Experimentierbaukasten realisiert werden kann.

Vorstellung des Projekts[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Kernelemente des Projekts sind:

  • Zusammenstellung kostengünstiger elektronischer und mikroelektronischer Bauteile zu einem Basis-Set und mehrerer Erweiterungs-Sets.
  • Erstellung von Anleitungen mit vielfältigen Experimenten, die mit diesen Sets durchgeführt werden können.
  • Erstellung einer Plattform für alle, mitzumachen und Ergebnisse sowie eigene Ideen hinzuzufügen.
  • Herantragen des Projekts an Schüler in Physik-Klassen.

aktueller Zustand[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 20080729: Domain opentronics.org reserviert
  • 20080711: Erstes informelles Treffen.
  • 20080920: MiniLab 0.0 durch Marcus bei Reichelt bestellt. Allerdings fast ohne Bauteile, da noch keine Schaltungen vorliegen und somit keine sinnvolle Auswahl getroffen werden kann.
  • 20080926: Besprechung des MiniLab 0.0 im Labor.

Grobe Einteilung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der "Baukasten" soll modular aufgebaut werden. Hier eine grobe Gliederung:

Anfänger Kasten Hier lernt der Nutzer den Umgang Strom und Spannung. Es werden ein paar praktische Schaltungen gezeigt - z.B. Wechselschaltung, Reihenschaltung von Glühbirnen.

Fortgeschrittenen Kasten Hier werden Widerstände, Kondensatoren, Dioden, LEDs und Transistoren eingeführt und erklärt.

Microcontroller Kasten In diesem Bausatz werden Microcontroller, Z-Dioden, Quartze und weitere Bauteile eingeführt.

Schaltpläne[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine einfache Beispielschaltung: LED mit Vorwiderstand und Helligkeitsregler. Mit dem Voltmeter läßt sich auch die Stromstärke berechnen.

Schaltpläne, die von Peter mit dem MiniLab 0.0 aufgebaut wurden:

  • Blinkschaltung mit 2 LEDs und regelbarem Blinkverhältnis.
  • Lauflicht mit 3 LEDs mit regelbarer Geschwindigkeit. Das Lauflicht hat mehrere stabile Zustände (2 LEDs an mit laufender "Lücke", eine laufende LED an, alle LEDs an). und reagiert auch sensibel auf Hautwiderstand statt Poti, total cool!
  • Darlington-Schaltung zur E-Feld Messung
  • Parallelschaltung von LEDs (nur die rote leuchtet, nur die gelbe leuchtet, etc, die Farben des Regenbogens entlang).
  • ... (vergessen, sorry)
  • Periodisches Blitzlicht (funktioniert nur mit dem Transistor 547B anderer Marke).
  • Transistor + freihängender Draht an Basis und LED mit Widerstand hinter Emitter des Transistors. Dann den Nutzer instruieren eine seite der Versorgungsspannung und den Draht anzufassen. LED leuchtet weil Widerstand des Körpers ausreicht um den Transistor durchzuschalten.
  • Transistor mit Kondensator an Basis, LED dahinter... C aufladen und dem Nutzer zeigen wie lange die C den Transistor auf durchgang halten kann - LED geht erst aus, wenn C fast ganz entladen.

Timeline/Termine[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Moment keine. Nächstes Treffen?

Die nächste Aufgabe wird sein, Software zu ermitteln und zusammenzustellen um Schaltpläne und Steckpläne zusammenzutragen und in Buch- und Webform zu pressen.

Ausserdem muss das MiniLab 0.1 zusammengestellt und die fehlenden/neuen Teile bestellt werden.

Das MiniLab 0.0 befindet sich momentan nicht im Labor sondern bei Marcus zu Hause!

Kostensenkungsideen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Gruppenbestellungen, klar.
  • Kleine Bauteile in grossen Stueckzahlen kaufen durch Spenden und dann an frankierte Rückumschläge verschenken. Z.B.: 8 * 1000 Widerstände = 40 EUR. 8 Widerstände einzeln: 0.80 EUR (* 1000 = 800 EUR). Portokosten 1.10 EUR, ergo lohnt es sich erst bei über 8 Widerständen oder mit zusätzlich anderen Bauteilen.

Problemstellungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Gesucht ist ein Programm, mit dem man möglichst einfach Breadboard-Layouts zusammenstellen kann
    • Lochmaster eignet sich hierfür sehr gut, eine Darstellung mit den einzelnen Elementen ist genausogut möglich wie ein normales Schaltbild. Ggf. des Board-Layout für das Breadboard anpassen. [1]
    • Fritzing kann noch viel mehr, könnte aber geeignet sein.
    • Ein kleines Online Drag-and-Drop speziell für Breadboards von dieelektronikerseite.de ist wie dafür gemacht. Durch Rechtsklick auf die gesetzten Elemente lassen sich weitere Eigenschaften wie Farbe, Pinzahl, Beschreibung etc. ändern. Das Layout lässt sich "im Textformat" speichern um es ggf. später erneut zu ändern.
  • Bauteile die noch gefunden werden müssen - Für alle Bauteile gilt: Robuste Kontakte müssen sie haben - sie werden schliesslich oft eingesteckt und rausgezogen! Ausserdem sollten sie bedrahtet sein. Vorausssetzung für die Nutzung des Baukastens sollte eigentlich NICHT der Gebrauch des Lötkolbens sein.
    • Breadboard-kompatible Wechselschalter & Taster
    • Glühbirnchen oder Fassungen die bedrahtet sind
    • Potentiometer (s.o.)
  • Bootstrap Problem beim Microcontroller

Die Microcontroller sind von Haus aus ja bekanntlich unprogrammiert. Nun gibt es zwei Alternativen: Entweder man kauft sich ein teures Programmiergerät schon fertig, oder lötet sich was zusammen. Es ist hier angedacht, die Microcontroller selbst-reproduzierbar zu programmieren. Will heissen: Beim Starten misst der Controller den ADC-Wert an einem bestimmten Ausgang (oder mehreren). Wenn die Werte in einem definierten Bereich liegen, kopiert der Microcontroller seinen Flash via ISP Schnittstelle zu einem anderen Controller.

Wie kann ich mithelfen?[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Schlage geeignete Lösungen zu o.g. Problemstellungen vor
  • Wir brauchen jemanden, der ein Logo und grobes Webseiten-Layout erstellt
  • Wir brauchen Leute, die sich Schaltungen ausdenken, Anleitungen und Erklrungen schreiben.

Bauteillisten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

MiniLab 0.0[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Alle Teile des MiniLab 0.0 Baukastens. Nur das Netzteil entspricht nicht dem Gelieferten (9V clip).

Die durchgestrichenen Teile wurden nicht in die nachfolgende Version wieder aufgenommen.

Gesamt: ca. 12.00 EUR

Weitere Klein-Bauteile wurden dem Labor-Fundus entnommen.

MiniLab 0.1[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

IN PLANUNG!

Gesamt: 19.31 EUR + Seitenschneider, Spitzzange, Draht, Blaue LED, Kondensator, Taster, Fototransistor

Minilab 2012[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eckdaten / Notizen:

Bauteile

  • LEDs: Rot, Grün, Gelb
  • Passende Vorwiderstände
  • je 4x NPN und PNP Bipolar Transistoren
  • Steckbrett
  • Batteriehalter (4xAA)
  • Batterieclip
  • Fotowiderstand
  • Poti
  • NE555
  • Krokoklemmen
  • Diverse Elkos & Kerkos
  • Diverse Widerstände
  • Draht

Wenn noch Platz im Budget ist:

  • Lautsprecher
  • Multimeter (sprengt ggf. die Kosten)


Eckdaten

  • Arbeitsbereich der Schaltungen möglichst zwischen 9.5 und 3.5V
  • Bauteilkosten max. 20 EUR

Schaltungen

  • Tongenerator (NE555, Lautsprecher, Transistoren, Elko...)
  • Wechselblinker (mit und ohne NE555)
  • Daylight-indikatior
  • Ampelschaltung
  • Verstärkerschaltung (Berührungstaster)

Werkzeug[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gesamt: 15,65€

LED-Set[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gesamt: 2,44€ (jede LED 2Mal, die genaue Variation können wir noch besprechen)

Vergleich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Kosmos-Baukasten hat:

  • Vorteile: Bauteile mit festerem Draht, vor-abisolierte Drahtbrücken, geräumigeres Board.
  • Nachteile: Kein multimeter, keine Werkzeuge, teuer, kaum bis keine Erklärungen zu den Schaltungen

verwandte Projekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Blog von H3PO (englisch): Einstieg in die Programmierung von PIC18F-Mikrocontrollern auf dem Steckbrett. Schaltpläne, Fotos und Code für erste Experimente.

Ressourcen und weitere Hinweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

[2]

Programme zur Schaltbildzeichnung.


Stripes ist ein Werkzeug das in Java gebaut ist und sich ggf. in eine Website integrieren lässt - so könnte man Schaltpläne mit anderen Menschen teilen und in einem Wiki verwursten.

Links[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Reichelt, die Konkurrenz bei Kosmos, etc.