Maker, trainer, consultant en experimenteel uitvinder in elektromechanische prototyping


Nieuwsberichten 2022/2021 klik hier voor eerdere nieuweberichten 


In 0,02 seconde met TinyML bepalen of de camera een Hond of Beer voor zich heeft staan... eigen proefopstelling met Raspberry 4

13 januari 2022

Machine Learning en TinyML wordt steeds beter toegankelijk, ook voor embedded computing zoals een Arduino of Raspberry. Om zelf de proef op de som te nemen heb ik een testopstelling gemaakt waarin ik binnen een uur een werkend machine learning model in Python ontwikkeld heb welke met 95% zekerheid kan zeggen of de camera een hond of een beer voor zich heeft staan. 

Praktische toepassingen voor dit soort TinyML zijn het meten en herkennen van productiefouten met behulp van visual inspection, het monitoren van indicatoren voor predictive maintenance met accelerator- en motionsensors op draaiende assen of bewegende onderdelen, en opgevangen geluid middels keyword spotting met behulp van audio-analysis. Doorgaans zijn deze gebaseerd op stand-alone en low-power omgevingen zoals STM, Raspberry, Arduino en NVIDIA Jetson. Precies de platforms waarin ik mijn meeste prototypen ontwikkel.  

Met EdgeImpulse als ondersteuningstool is het mogelijk om zelf een machine learning model samen te stellen - van data acquisitie, verwerking, modellering, traning tot en met deployment. Geluid, beweging of beeld kan vanuit verschillende devices verzameld worden. Vervolgens classificeer je de verzamelde data, modelleer je het layermodel, en fine-tune je de parameters voor de gekozen layers. Ten slotte train je het model en analyzeer je de nauwkeurigheid. 

Zo heb ik voor deze proefopstelling 30 images van zowel de hond als de beer geclassificeerd en blijk ik na het operationeel stellen van mijn model op de Raspberry in staat binnen 20 milliseconde te kunnen bepalen welk object zich voor de camera bevindt. Dit gekoppeld aan interactie met de GPIO poorten opent een scala aan mogelijkheden voor het aansturen van relais, motoren, actuators en displays. Mijn TinyML 'Beer of Hond'-applicatie draait stand-alone op een Raspberry 4 B. Wanneer mijn bestelde Arduino Portenta H7 met Vision Shield binnen is, ga ik ondervinden of ik daarmee een soortgelijke performance in C++ kan halen. Wordt vervolgd.

EdgeImpuls2
EdgeImpuls2
EdgeImpuls8
EdgeImpuls8
EdgeImpuls4
EdgeImpuls4
EdgeImpuls6
EdgeImpuls6
EdgeImpuls3
EdgeImpuls3
EdgeImpuls7
EdgeImpuls7

Ondersteuning bij het productieklaar maken van technische tekeningen - lasersnijden, frezen en waterjet

11 januari 2022

De afgelopen maanden heb ik in opdracht voor diverse klanten technische tekeningen uitgewerkt en productieklaar gemaakt voor lasersnijders, freesmachines en de waterjetapparatuur. Het omzetten van een idee naar een praktische uitvoering vereist in veel gevallen meerdere skills. Het maken van een productiefile is daar één van.

Na het creatief denkproces en creatief schetsontwerp is er doorgaans een technische tekening nodig voor realisatie. Wanneer het schetsontwerp of de tekening als input dient voor het aansturen van apparatuur, dan is er in veel gevallen een digitale vectortekening nodig welke maatvast is en met verschillende tags aangeeft wat bijvoorbeeld een snijlijn, een vouwlijn, een freeslijn of een graveerillustratie is. Deze vectortekening wordt in de meeste gevallen omgezet naar G-code of een afgeleide daarvan. Deze G-code bevat alle instructies waarmee machines snijden, frezen, graveren, van toolset wisselen of snelheden van spindels aansturen.

In de afgelopen jaren heb ik ruime kennis opgedaan met diverse tekenpakketten. Vanuit opdrachtgevers krijg ik veelal incompleet aangeleverde tekeningen in fileformats PDF, AI, DXF, SVG, DWG en CDR. Om deze files om te zetten naar productieklaar-files is kennis nodig van het productieproces en de definities van de te verwerken files. Naast het maatvast maken van de tekenfile komt het ook vaak voor dat niet-gesloten vectors gejoined moeten worden of dat er doublures verwijderd moeten worden. Wanneer de productiefile opgeschoond is kan deze in de lasersnijder, freesmachine of waterjet probleemloos ingezet worden.

Neem gerust contact met vragen of ondersteuning in het maken van een productiefile of wanneer er een schets omgezet worden naar een vectorfile. 

Maatvast_Vector (3)
Maatvast_Vector (3)
Maatvast_Vector (1)
Maatvast_Vector (1)
Maatvast_Vector (2)
Maatvast_Vector (2)
Maatvast_Vector (4)
Maatvast_Vector (4)
Maatvast_Vector (1)
Maatvast_Vector (1)
Maatvast_Vector (5)
Maatvast_Vector (5)

E Ink - low-power 2.9" display op Arduino en Raspberry

29 december 2021

Mijn afsluiter voor dit jaar is een studie-onderzoek naar de haalbaarheid voor een low-power consumption display voor remote IoT toepassingen. Op locaties waar data verzameld wordt en waar zuinig met beschikbare power omgegaan moet worden, is weergave van data op een display altijd een uitdagende wens. De laatste jaren zijn E-Ink displays erg in opmars. Deze displays, bekend van de ebook readers, gebruiken alleen energie wanneer er een wijziging in de tekst of images op het scherm plaatsvindt.

Voor een lopend project is het een vereiste dat de meest recente verzamelde data te allen tijde zichtbaar is voor de gebruiker. Aangezien dit project vanuit zonnecellen gevoed wordt, is de µProcessor 99,9% van de tijd in een deep-sleep cylce. Ieder uur wordt 1x data verzameld in een 'wake-up' tijdsframe van ieder 3,6 seconde. De gebruiker krijgt 100% van de tijd toegang tot de laatste data, door deze te tonen op het Waveshare E-Ink 2.9" display. Dit is een 3-color (rood/zwart/wit) display met 296x128 pixels. Er is slechts 26.4mW nodig om het scherm te verversen en de maximale refresh-rate is 0,30 hz. Ik heb dit E Ink display met het SPI protocol succesvol kunnen aansluiten op zowel de Arduino Uno als de Raspberry Pico. 

Het scherm is helder en heeft bij daglicht geen backlit verlichting nodig. Bovendien heeft het E Ink display een grote uitleeshoek van >170º. Daarmee is het een ideale oplossing voor een low-power weergave van verzamelde data. En wanneer de power-source volledig op is, blijft de laatst weergegeven tekst/image combinatie beschikbaar op het display. Voor het doel van dit studie-onderzoek een prima resultaat

e-ink low power pico 3
e-ink low power pico 3
e-ink low power pico 7
e-ink low power pico 7
e-ink low power pico 9
e-ink low power pico 9
e-ink low power pico 16
e-ink low power pico 16
e-ink low power pico 4
e-ink low power pico 4
e-ink low power pico 11
e-ink low power pico 11

3D ABB/CEAD Robot-arm print - 42cm hoog Paaseilandhoofd

22 december 2021

Recente ontwikkelingen in de Fusion360 software maken het nog beter mogelijk om grote objecten te kunnen printen op de ABB/CEAD 3D Robotarm. Met deze nieuwe ontwikkelingen wordt het mogelijk om betere controle over printsnelheid, materiaal-flow en infill te krijgen. Deze drie factoren zijn voor een groot deel bepalend voor de mogelijkheden om succesvol grote objecten te printen. 

Theoretisch zou het mogelijk moeten zijn objecten van 300x300x300cm te printen op deze ABB/CEAD combinatie. Wat vaak een beperkende factor blijkt, is de opbouw van warmte en gewicht van het geprinte materiaal. Door het slim instellen van de ABB/CEAD print-parameters wordt het mogelijk beter controle te krijgen over de voorspelbaarheid van het gehele printproces. Alhoewel er veel overeenkomsten zijn met het printproces van bijvoorbeeld Ultimaker of Prusa, blijkt big-scale printing toch echt een eigen vakgebied. En deze unieke kennis krijg je alleen door vliegmeters in de praktijk. Daar kan geen boekwerk of PDF-ebook tegenop. 

Het komende jaar ga ik de ABB/CEAD printer inzetten voor het vervaardigen van zowel functionele als decoratieve objecten. Gaandeweg ga ik  daarmee de beperkende factoren omzetten tot nieuwe mogelijkheden en zo de bestaande beperkingen doorbreken. 

ABB-easter-island-6
ABB-easter-island-6
ABB-easter-island-3
ABB-easter-island-3
ABB-easter-island-2
ABB-easter-island-2
ABB-easter-island-4
ABB-easter-island-4
ABB-easter-island-7
ABB-easter-island-7
ABB-easter-island-1
ABB-easter-island-1
ABB-easter-island-8
ABB-easter-island-8
ABB-easter-island-5
ABB-easter-island-5
ABB-easter-island-9
ABB-easter-island-9

Workshop Rudolph The Red Nose Reindeer - programmeer zelf je rendier in Python

16 december 2021

De voorbereidingen de afgelopen tijd hebben er voor gezorgd dat ik een complete Rudolph Red Nose Reindeer Workshop in elkaar heb gezet welke gebaseerd is op de Raspberry Pico. Dit rendier is voorzien van een grote rode knipperende neus, een servogestuurde voorpoot, een kerstboom met LEDs, een huisje met een knapperend haarvuur LED, kerstverlichting in rood en groen en een kerstster welke gemonteerd is op een potentiometer.

Gebruikmakend van Circuit Python leest de Pico iedere cycle de analoge waarde van de potmeter uit en stuurt daarmee de inhoud van een variabele waarmee bijvoorbeeld wachttijd of de hoek van de draaiing van de poot van Rudolph bepaald wordt. Deelnemers aan de workshop neem ik stap voor stap mee in het proces van programmeren in Micro Python. Vooropgesteld dat iedereen mee moet kunnen doen, ongeacht de voorkennis van programmeren, maak ik gebruik van heldere naamgeving van de LEDs en basis programeerinstructies als: ledneus.value = True of ledhaardvuur.value = not ledhaardvuur.value . Voor de aansturing van de voorpootservo maak ik gebruik van de Adafruit motor library, gebaseerd op de PWM modulatie.

In de voorbereiding voor de workshop maak ik de nodige technische voorbereidingen. Gebruikmakend van de programmeer IDE-omgeving Thonny, blijkt het eenvoudig om zowel Windows, Apple als Linux gebruikers mee te nemen in dit programmeeravontuur. Deelnemers gaan tevreden en met een lach op het gezicht naar huis. Op een speelse manier heb ik ze nieuwe kennis bijgebracht en enthousiast gemaakt voor de toepassing van nieuwe technieken. 

rendier9
rendier9
rendier11
rendier11
rendier6
rendier6
rendier12
rendier12
rendier8
rendier8
rendier1
rendier1

Elektronische Arduino Nano Every 10kg gewichtsmeter - gebaseerd op bar-type load-cell met HX711 ADC

14 december 2021

Als interactief studiemodel voor een bar-type load-cell meter heb ik een prototype gemaakt voor een 10kg gewichtsmeter. De load-cell is een metalen meetunit van 8x1.3x1.3cm en is voorzien van rekstrookjes. De weerstandsverandering van deze rekstrookjes is proportioneel met de lengteverandering. De rekstrookjes zijn gepositioneerd op de gekalibreerde load-cell. Voor het meetbaar maken van het gewicht wat op de load-cell drukt, wordt gebruik gemaakt van een analoog/digitaal converter.

De analoog/digitaal converter in dit prototype is een HX711, een 24-bit A/D converter welke speciaal ontwikkeld is voor het gebruikte type load-cells. De HX711 heeft een on-chip versterker welke programmeerbaar is met gain-steps van 32, 64 of 128x. De converter is uitleesbaar met bijvoorbeeld een Arduino of Raspberry. De gemeten waarden kunnen vervolgens omgezet worden naar een analoog of digitaal signaal, maar ook gebruikt worden om een LCD display of een e-Ink display te voorzien van de actueel gemeten waarde. De nauwkeurigheid is afhankelijk van de gebruikte load-cell en wordt in de code uitgedrukt in eenheden van 0,01 gram. 

Het door mij ontwikkelde prototype maakt gebruik van een Arduino Nano Every welke iedere seconde via UART en USB een uitlezing geeft van de actueel gemeten gewichtswaarde. Bij het opstarten wordt de weegunit op 0-gram gezet. Vervolgens wordt iedere seconde een serie van 20 metingen verricht. Met behulp van een algoritme wordt een gemiddelde van deze metingen berekend en weergegeven. De built-in led geeft bij iedere meting een signaal weer. 

weightscale9
weightscale9
weightscale5
weightscale5
weightscale8
weightscale8
weightscale7
weightscale7
weightscale4
weightscale4
weightscale6
weightscale6

Lasersnijden 2.5D Kerststal uit 2mm karton, gemaakt op lasersnijder 

10 december 2021

In voorbereiding op het kerstseizoen ben ik op zoek gegaan naar een tastbaar element, waarbij interactie van de ontvanger nodig is, welke zoveel mogelijk circulair is en welke helemaal past in het thema 'Kerstmis'. Het resultaat is een kerststal met kribbe, schaapjes en de wijzen uit het Oosten. Het vectormodel is aangepast en schaalbaar gemaakt op 2mm karton.

De instellingen op de lasersnijden bij dit karton blijken erg gevoelig te zijn. Niet te veel vermogen, want dan gaat het karton branden, maar ook niet te laag, omdat het karton anders niet volledig doorsneden is. Daarbij moet de tijd voor het snijden niet te lang zijn, om wel voldoende productie te kunnen draaien. En rekening houdend met de materiaalverschillen in dezelfde batch blijkt het zoeken van een optimum van snelheid en vermogen snel bepaald te zijn.

Opvallend is het grote detailniveau welke repeteerbaar is. Te weinig detail zou een te abstracte kerstornament opleveren. Te veel detail wordt verloren wanneer de afmetingen beperkt zijn. Gelukkig blijkt het hele pakketje licht van gewicht, wat er voor zorgt dat één kerstzegel genoeg is voor het verzenden als kerstpost-object. 

kerststal20212
kerststal20212
kerststal20211
kerststal20211
kerststal20217
kerststal20217
kerststal20219
kerststal20219
kerststal20218
kerststal20218
kerststal20213
kerststal20213

8-bit Arcade Game MAME - Multiple Arcade Machine Emulator als Chiptune sound generator

6 december 2021

Een op de kop getikte Arcade Game MAME zou wel eens een prima Chiptune bron kunnen zijn voor het genereren van de klassieke 8 bits sound. Chiptune, een synoniem voor de 8-bit muziek uit de jaren '80 werd in eerste instantie vraag gemaakt met een PSG (programmable sound generator). Het heeft een typisch geluid van synthetisch gegenereerde electro music, bekend van de vintage arcade machines, computer en video game consoles. 

Mijn handen jeukte toen ik dit 8-bit game device in handen kreeg. Het duurde ook niet lang of de schroevendraaier had de vier schroeven verwijderd en de behuizing ontmanteld. Deze Arcade Game controller heeft 151 spellen in zich, weliswaar van beperkte kwaliteit, een speaker van 18mm doorsnee en 9 controller knoppen en een full-color LCD display. De binnenkant echter blijkt de essentie van eenvoud, een SOC chip, een single sided printplaat, want printplaatknoppen en twee schroeven om de print te positioneren. 

Mijn belangrijkste contact zit aan de speaker. Deze blijkt prima af te takken en aan te sluiten op een AUX-in van een reguliere versterker. Nu nog wat control knoppen via een Arduino aansturen en de Chiptune like sound generator is een feit. Helaas zijn de spellen niet uitwisselbaar of te upgraden. Voor mij een prima source om elektronisch gestuurd random 8-bit arcade game sounds af te kunnen spelen.

8bitgame1
8bitgame1
8bitgame3
8bitgame3
8bitgame4
8bitgame4

Monkey Sound - standalone geluidsplayer voor entertainment toepassingen

3 december 2021

Vanuit verschillende kanten heb ik de afgelopen tijd verzoeken gekregen voor een standalone sound player, welke geluidsfragmenten kan afspelen op basis van triggers. De trigger kan hierbij een knop of een schakelaar zijn, maar bijvoorbeeld ook een sensor welke registreert wat de temperatuur is, of er een lichtsluis gepasseerd wordt, hoeveel CO2 ppm fijnstof er in de lucht hangt maar bijvoorbeeld ook of er op een website een bepaalde waarde wordt getoond.

De Monkey Sounds - standalone geluidsplayer is een autonome afspeler met een 3 Watt luidspreker welke vanuit een batterij, een 3.7 v LIPO accu of een 5 volt adapter gevoed kan worden. De MP3, WAV of WMA files worden opgeslagen op een SD kaartje met een maximum capaciteit van 128MB. Het aansturen van de geluidsspeler kan zonder processor, direct met buttons, of via een UART aansluiting op een Arduino of Raspberry. De audio output kan direct naar een luidspreker, of via een audio-in naar een grotere versterker.

Via de UART kan gekozen worden welke MP3 of WAV file afgespeeld moet worden en kan ook het volume geregeld worden. In totaal kunnen ruim 20.000 onderscheidende geluidsfragmenten aangeroepen worden, waarmee de stap naar een entertainment of infotainment-oplossing direct binnen handbereik ligt. In de onderstaande foto's een weergave van een signalering box waarop twee soorten apengeluiden te horen zijn: de gele knop voor  de Gorilla en blauwe knop voor de Gibbon.

apengeluid3
apengeluid3
apengeluid7
apengeluid7
apengeluid5
apengeluid5
apengeluid1
apengeluid1
apengeluid6
apengeluid6
apengeluid2
apengeluid2

Nieuwe gietklei mal - 3D print Cats Claw

27 november 2021

Na het succes van de vorige gietklei Paaseiland Hoofd - mal heb ik een nieuw object gecreëerd. Een gescande klauw van een katachtige gecombineerd met een vrij vormgegeven kubus zijn op de Ultimaker 3 geprint in PLA. Door het toepassen van een hele lichte infill blijft het materiaalverbruik beperkt, maar doemt meteen de mogelijkheid tot het 'naar boven komen drijven' van de cats claw.

Met behulp van acrylaatplaten heb ik een gietmal opgezet en deze met kit afgewerkt. Het registeren van de inhoud van het 3D print object is handig, omdat daarmee snel kan worden uitgerekend wat het benodigde volume gips is. Calculatie geeft aan dat mal een volume heeft van bijna 5 liter. Nadat het gips is gemengd wordt de mal gevuld en het berekende volume perfect te kloppen. 

Na 48 gedroogd te hebben komt de uitdaging. De cats claw moet gelost worden uit de mal. En dat blijkt een uitdaging. Gelukkig heeft de 3D print een lichte infill. Dat geeft de mogelijkheid tot lokale verhitting met een heat-gun. Na een half uur zorgvuldig warmte te hebben toegevoerd, lukt het de gietmal volledig en onbeschadigd bevrijdt te krijgen van de 3D print. Vervolgens meteen afgegoten met gietklei en het resultaat mag er zijn. Veel detail en eenvoudig lossend. Op naar nieuwe projecten.

kattenpoot7
kattenpoot7
kattenpoot3
kattenpoot3
kattenpoot5
kattenpoot5
kattenpoot4
kattenpoot4
kattenpoot2
kattenpoot2
kattenpoot6
kattenpoot6

Fijnstofmeter MH-Z19C digitaal uitleesbaar met Arduino 

23 november 2021

Voor de ontwikkeling van een geautomatiseerde klimaalventilatie ben ik op zoek gegaan naar een goed verkrijgbare sensor waarmee een gerichte indicatie gemeten wordt voor de kwaliteit van de aanwezige lucht. Naast de Bosch BME688 heb ik een alternatief ontvangen, de Quanta MH-Z19C. Dit is een infrarood CO² sensor voor het meten van aanwezige fijnstofdeeltjes.

Deze fijnstofmeter heeft een onderscheidend vermogen van 400-5000 Pm. Daarnaast is deze sensor voorzien van temperatuurcompensatie en heeft het een hoge gevoeligheid, laag stroomverbruik en uitstekende lineaire prestaties. De beperkte afmetingen van 30x20x20mm en een gewicht van nog geen 3 gram maakt hem uitermate geschikt voor mijn mobiele en lokale milieu-data-scanning toepassingen. 

De UART poort wordt gebruikt voor communicatie met omliggende componenten. In mijn testopstelling heb ik deze sensor gekoppeld aan de Arduino Nano en deze tevens via I²C direct voorzien van een LCD display. Door het inzetten van threshold levels ga ik hiermee een lineaire actuator aansturen, waarmee een raam, deur of ventilatieklep open of dicht gezet wordt. 


MHZ19C_3
MHZ19C_3
MHZ19C_1
MHZ19C_1
MHZ19C_2
MHZ19C_2

Low Cost € 9,99 - IKEA Vindriktning CO2 Fijnstofmeter gemodificeerd voor aansluiting op Domoticz - Domotica

17 november 2021

Eerder dit jaar is IKEA gestart met de verkoop van een low-cost fijnstofmeter onder de naam Vindriktning. Deze optical sensor fijnstofmeter is gebaseerd op de Cubic PM1006K en meet fijnstofdeeltjes met een afmeting van 0.3μm~10μm. Een infrarood diode in combinatie met een een optoelectrische sensor meten fijnstofdeeltjes in een bereik van 0~1000μg/m³. Om deze sensor op Domoticz aan te sluiten is MQTT communicatie nodig. Hiervoor heb ik een Wemos D1 in de Vindriktning ingebouwd.

Binnen de Domoticz omgeving wordt data via een virtuele sensor aan een specifieke idx poort toegekend. Vervolgens wordt iedere keer wanneer er nieuwe data aan de idx poort gevoed wordt een verrijkingsslag uitgevoerd, waarmee het Domoticz dashboard wordt geüpdate. De fijnstofsensor kan zowel via UART als via PWM uitgelezen worden, waarmee het ook eenvoudig mogelijk is om deze op een Arduino Uno of op een Raspberry omgeving aan te sluiten. De enige stap die nodig is, blijkt de lastigste - na een tijdje puzzelen bleek ik in staat de UART output met behulp van een buffer-routine uit te kunnen lezen. Vervolgens kan deze buffer met het juiste algoritme uitsluitend die data exporteren welke voor het dashboard relevant is.

Binnen de Domoticz Raspberry heb een MQTT broker geinstalleerd, een nieuwe virtuele sensor aangemaakt, een nieuwe variabele voor de luchtkwaliteit gedimensioneerd en een dashboard ingericht. Binnen de IKEA Vindriktning heb ik een Wemos D1 geïntegreerd, hierop customer firmware geinstalleerd en daarin de juiste Wifi en MQTT settings aangebracht. Het resultaat is een volwaardige online fijnstofmeter met een realtime dashboard. Inmiddels heb ik ook een MH-Z19C CO2 meter besteld, waarmee ik CO2 400-10.000-ppm waarden kan meten en deze aan mijn milieu-environment-sensordeck kan koppelen. 


fijnstof6
fijnstof6
fijnstof5_1
fijnstof5_1
fijnstof3
fijnstof3
fijnstof2
fijnstof2
fijnstof4
fijnstof4
fijnstof1
fijnstof1

1-Daagse Training Introductie Arduino

12 november 2021

Vandaag voor de zevende keer een praktische introductietraining Arduino gegeven waarbij deelnemers zonder technische achtergrond kennismaken met de basisbeginselen van de Arduino omgeving. Voor deze trainingen maak ik gebruik van de 'Arduino Student Kit', waarmee de deelnemers kennis kunnen maken met de basisbeginselen van elektronica en embedded computering. Aan bod komen de Arduino Uno, het gebruik van een multimeter en de inzet van schakelaars, LEDs, thermosensor, lichtsensor, piezo geluidselement, potentiometer en de servomotor.

Na een introductie in de Arduino omgeving geef ik uitleg over het toepassen van algoritmes, input/output poorten, het onderscheid tussen analoge en digitale signalen, het programmeren van LEDs met schakelaar. Vervolgens onderzoeken we hoe licht- en temperatuursensors uitgelezen kunnen worden en hoe schakelaars en potentiometers ingezet kunnen worden om licht, geluid en beweging van motoren aan te sturen. Ook komt het verzamelen van data en het weergeven hiervan in grafieken aan bod. We sluiten af met het bouwen van een aansturing voor een parkeerslagboom, waarvan een potmeter bepaalt hoever deze open gaat, licht aangeeft wanneer het veilig is om de slagboom te passeren en met geluid een signaal gegeven kan worden wanneer de slagboom weer sluit.

Na afloop van deze praktische training zijn de deelnemers enthousiast, hebben zelfstandig met onderdelen, stekkers, weerstanden en schakelaars diverse schakelingen in elkaar gezet en krijgen zo spelenderwijs inzicht in de samenhang van de mogelijkheden van embedded computing op het Arduino platform. 

TechnischeOrientatieMasterClass5
TechnischeOrientatieMasterClass5
TechnischeOrientatieMasterClass3
TechnischeOrientatieMasterClass3
TechnischeOrientatieMasterClass2
TechnischeOrientatieMasterClass2

Introductietraining Arduino Nicla/Bosch Beweging & Environment data collectie

10 november 2021

In deze avondsessie training van 4 uur heb ik engineers van GBO Innovation Makers getraind in het gebruik van de nieuwe geavanceerde Arduino Nicla ME / Bosch Sensortec. Deze nieuwe sensormodule is onderdeel van de Arduino Pro lijn. De Nicla is een klein sensordeck met een afmeting van 22x22mm welke ingezet kan worden bij onderzoeksprojecten en rapid prototyping. 

De Nicla sensordeck bevat een BHI260AP IMU motion sensor, een BMM150 magnetometer, een BMP390 druksensor en een BME688 4-in-1 gassensor met AI. De sensors kunnen in een low-power modus zorgen voor een langdurige data collectie. Via de USB poort of via BLE Bluetooth Low Energy kan data verzameld worden. Met programmacode kunnen de sensors in diepe slaap gebracht worden en alleen wanneer nodig snel wakker worden, data verzamelen, verzenden en vervolgens weer in lange slaap gebracht worden. Off-the-grid environmental sensoring komt hiermee binnen handbereik.

Deze introductietraining is praktische van aard. Beginnend met het uitlezen van temperatuur en luchtvochtigheid. Vervolgens het uitlezen van de gyroscoop en accelerometer en deze weergeven in de seriële plotter. Als opstap naar de Tiny Machine Learning training heb ik inzicht gegeven hoe data verzameld wordt met het Bosch Development Kit welke bijvoorbeeld de geurkarakteristieken van koffiebonen kan herkennen. Deze geurkarakteristieken kunnen worden geladen in de BME688 AI settings, waarmee een slimme sensor wordt gerealiseerd. Na afloop van de training zijn de deelnemers enthousiast en zien ze talloze toepassingen voor actuele projecten, maar ook als onderdeel/initiator voor nieuwe projecten. 

arduinoniclasense2
arduinoniclasense2
arduinoniclasense4
arduinoniclasense4
arduinoniclasense6
arduinoniclasense6
arduinoniclasense5
arduinoniclasense5
arduinoniclasense3
arduinoniclasense3
arduinoniclasense1
arduinoniclasense1

Voorbereiding workshop "Rudolph the Red Nosed Reindeer" 

8 november 2021

Met het kerstthema voor de deur ben ik gestart met het ontwikkelen van een workshop waarbij deelnemers een interactieve Rudolf in elkaar zetten. Deze Rudolf is een rendier, gebaseerd op een Raspberry Pi Pico, welke geprogrammeerd kan worden in Python. De combinatie van LEDs, een potentiometer, een piezo-luidspreker en een servomotor voor het aansturen van de linker voorpoot zorgen voor alle componenten waarmee een leerzame workshop leidt to een tastbaar, zelf programmeerbaar resultaat.

Naast het Arduino platform is er ook een Raspberry embedded computing platform beschikbaar. De Pico versie hiervan is een heel handige processor welke zowel analoge als digitale poorten beschikbaar heeft. Hiermee kunnen LEDs, servomotoren, maar ook displays en UART poorten aangesloten worden. Het programmeren vindt plaats via bijvoorbeeld Thonny, een basis Python programmeeromgeving welke voor deze workshop voldoende mogelijkheden biedt, zonder al te overweldigend te zijn.

In het voorjaar staat de ontwikkeling van nog nog twee nieuwe workshops in de planning, een interactieve paashaas en een geautomatiseerde theezetter voor perfect gewenste theesterkte. De afgelopen jaren heb ik geleerd dat enthousiaste workshopdeelnemers vooral waardering hebben voor een praktische aanpak en een tastbaar resultaat. Dit vormt dan ook de basis van deze nieuwe workshops. Geïnteresseerd? Stuur me een mailtje voor meer details. 

RudolfRedNose4
RudolfRedNose4
RudolfRedNose17
RudolfRedNose17
RudolfRedNose12
RudolfRedNose12
RudolfRedNose15
RudolfRedNose15
RudolfRedNose8
RudolfRedNose8
RudolfRedNose3
RudolfRedNose3

Frezen en snijden op de 320x180 cm Zünd G3 L-3200

4 november 2021

Binnen de Spark Makers Zone werkplaats heb ik een Zünd frees- en snijmachine ter beschikking. Om tot goede resultaten te kunnen komen met deze precisie machine, heb ik vandaag onder begeleiding van Wim van Zünd een dag kunnen werken aan mijn CNC skills. Enkele jaren geleden heb ik zelf een CNC machine ontwikkeld, op basis van het mechanische frame van een bloedplasmatester. Deze werd aangestuurd met G-Code via Mach3 in combinatie met Vertric VCarve Pro. De Zünd is een next-next level.

Deze Zünd freesmachine heeft een geheel eigen besturingssysteem, waarmee optische positioningsherkenning en automatische toolwissel plaatsvindt. Deze software is heel gebruiksvriendelijk en leidt je stap voor stap door alle noodzakelijke settings. Het vlakke vacuümbed zorgt voor een perfect vlakke materiaalplaatsing, wat een randvoorwaarde is voor strakke freeslijnen en mooie afwerking. Toepassingen voor deze frees/snijmachine zitten in: behuizing, decoratie, reclametechniek, verpakkingen, bekleding, en technische textiel. 

Mijn testproject van vandaag is de back-plate voor mijn decoratieve LED NeoPixel kikker, waarbij alle gewenste uitsparingen met hoge automatisch verwerking aangebracht worden. Na het instellen van de Zünd en het klaarzetten van de juiste bitjes, is het freeswerk binnen 3 minuten gebeurd. Met als grote voordeel dat ik exact hetzelfde resultaat volgende week, volgende maand, of over twee jaar nog een keer kan realiseren, met exact dezelfde precisie. 

Zund5
Zund5
Zund2
Zund2
Zund4
Zund4
Zund1
Zund1
Zund3
Zund3
Zund6
Zund6

3D geprinte geleider voor ijskastdeur - sneller ontwerpen en 3D printer, dan online bestellen en wachten op de levering

2 november 2021

Een 3D printer maakt het mogelijk om met rapid-development snel te kunnen werken aan het realiseren van een werkend prototype. Afgelopen week brak de laatste geleider van een koelkastdeur. Voor mij een perfecte optie om te kijken of ik sneller zelf een 3D vervangend exemplaar kan printen, dan dat de online bestelling afgeleverd wordt op locatie. 

Na het kunnen achterhalen van het typenummer, heb ik 2x geleiders online besteld, ter waarde van € 30. En ben daarna meteen met de schuifmaat in de weer gegaan om de afmetingen van de geleider op te nemen. Vervolgens heb ik in een half uur de technische tekening in elkaar gezet en heb mijn Ultimaker opgewarmd. Met de STL file heb ik de voorbereidingen voor het printen in Cura ingesteld en de printer aan de gang gezet.

Het printen van de 2 geleiders wordt door Cura ingeschat op net geen drie uur. De eerste versie die ik print is net wat te breed. Dus terug naar het tekenbord. Na 10 minuten staat de Ultimaker opnieuw aan en print vervolgens twee prima geleiders. Nog geen 6 uur nadat ik mijn bestelling heb gedaan, komt er een setje prima werkende geleiders uit mijn eigen 3D printer.... Nog net op tijd om mijn online bestelling te annuleren.

ijskast3dprint1
ijskast3dprint1
ijskast3dprint3
ijskast3dprint3
ijskast3dprint6_1
ijskast3dprint6_1
ijskast3dprint8
ijskast3dprint8
ijskast3dprint7
ijskast3dprint7
ijskast3dprint4
ijskast3dprint4

Kijkje in de keramiekkeuken van "De Porceleyne Fles" in Delft

30 oktober 2021

In voorbereiding op de kermamiekontwikkeling en voor kennisverrijking heb ik een bezoek afgelegd aan "De Porceleyne Fles" in Delft, waar nog altijd op ambachtelijke en professionele wijze gewerkt wordt aan delfts blauwe objecten. Een kijkje in de keuken is altijd leerzaam en geeft inzicht in een operationele omgeving waar technieken constant toegepast en verfijnd worden. 

Zowel het proces van het maken van mallen als het het proces van gieten is uitvoerig uitgelegd en toegelicht met een rijk scala aan producten. Opvallend is dat de gebruikte technieken nog altijd traditioneel een betrouwbaar lijken te zijn. Door deze traditionele technieken te koppelen aan 3D printen en embedded elektronica verwacht ik de komende maanden nieuwe toepassingen te creëren.

De elektrisch isolerende eigenschappen van keramiek en de vrijheid tot het maken van reproduceerbare organische vormen geeft mogelijkheden die tot nu toe nog nauwelijks in het openbaar beschikbaar zijn. Dus de komende tijd aan de gang met 3D printen, het maken van gipsen mallen , het gieten van objecten en het afbakken met glazuren met nieuwe materialen. Wordt vervolgd.

DelftsBlauw3
DelftsBlauw3
DelftsBlauw2
DelftsBlauw2
DelftsBlauw4
DelftsBlauw4
DelftsBlauw5
DelftsBlauw5
DelftsBlauw6
DelftsBlauw6
DelftsBlauw1_1
DelftsBlauw1_1

3D Borstbeeld Scan met Artec Eva Scanner

29 oktober 2021

Voor het zelfstandig scannen van 3D objecten heb ik deze week een training gevolgd in het gebruik van de professionele Artec Eva 3D scanner. Deze handzame scanner is door iReviews genoemd als beste scanner van onder de U$ 50.000. Objecten als mensen, uitlaten van auto's, onderdelen van machines, flessen en verpakkingsmaterialen, dit alles kan gescand worden en omgezet worden naar een OBJ, STL of PLY file voor verdere bewerking.

In de 3 uur durende training hebben we zowel een custom raamstijl van een Mazda MX5 als een borstbeeld van mezelf gescand. Onder professionele begeleiding van het labbeheer zijn we snel wegwijs gemaakt in het gebruik van de software, waarmee op een gestructureerde wijze scans met hoge resolutie gemaakt worden. De data-nabewerking zorgt voor het netjes maken van het gescande resultaat - solids worden echt solid en open kieren en gaten worden een solide onderdeel van het object. Het resultaat van de 3D scan is zowel een polygoon model, als een surface scan, waarmee kleur en patroon gereproduceerd kunnen worden.

Voor het goed kunnen inscannen van transparante en reflecterende delen hebben we kalkspray gebruikt. Het gescande resultaat mag er zijn. De files zijn goed bewerkbaar in Blender, SolidWorks en zelfs Thinkercad of direct naar Cura. Met deze nieuwe vaardigheden ben ik vanaf nu in staat professionele 3D scans te maken en deze vervolgens in 3D te kunnen printen of toe te passen als 3D object in andere softwaretoepassingen.

3dscan3
3dscan3
3dscan1
3dscan1
3dscan2
3dscan2
3dscan4
3dscan4
3dscan5
3dscan5
3dscan6_1
3dscan6_1

Eerste prijs gewonnen in de Close the Loop – Free Zone Challenge.

27 oktober 2021

Mijn Slimme Regenton waarmee ik de Close the Loop - Free Zone Challenge heb gewonnen, is een Internet of Things (IoT) oplossing welke meehelpt aan een optimale inzet van hemelwater, het verkleinen van de eco footprint en bewustwording van CO2 uitstoot en impact op milieu.

Door het verzamelen en aggregeren van waardevolle environmental milieu-data worden beleidsbeslissingen beter onderbouwd en wordt risico management voor overheidsinstanties en bedrijven ondersteund. Data wordt verzameld over parameters als temperatuur, luchtdruk, luchtvochtigheid, licht, volatile organic compounds, volatile sulfer compounds, koolmonoxide, kooldioxide, geolocation en omgevingsgeluid.

Een alledaags product als de regenton vormt hiermee het hart om environment data te genereren. Voor een brede acceptatie is de slimme regenton gebruiksvriendelijk uitgevoerd en eenvoudig te installeren. Bovendien is hij onderhoudsvriendelijk, besparend voor het milieu en technisch vandaag de dag al realiseerbaar.

Decoratieve Oeteldonkse NeoPixel Kikker - dynamische lichteffecten

22 oktober 2021

In het zuidelijke carnaval komen lichteffecten en spektakel bij elkaar. Zo ook bij mijn nieuwe ontwikkeling - de decoratieve Oeteldonkse NeoPixel Kikker. Met een afmeting van 47x38cm brengt deze sfeermaker licht in verschillende patronen. Geel - Rood en Groen voor de Bossche kleuren, groen voor de kikker en oplichtende elementen in ogen, mond, kop en poten.

Op basis van een aantal voorgeprogrammeerde patronen worden de lichtpatronen met wisselende tussenpozen weergegeven. Dit zorg voor een mooie afwisseling in licht, wakkert de carnavalssfeer aan en blijkt een mooie conversatiestarter te zijn. Zowel in de horeca als in de huiskamer komt deze kikker volledig tot zijn recht. 

Door de inzet van gekleurde LEDs in voorgeprogrammeerde lichtpatronen worden effecten ondersteund en opgeroepen. De volgende stap wordt een uitbreiding door interactie met de omgeving, waarbij passerende bezoekers zorgen voor nieuwe lichteffecten en temperatuur en omgevingslicht aanpassing kunnen sturen voor bestaande patronen. 

Lasergesneden Stadskaart 's-Hertogenbosch Centrum 70x70cm

14 oktober 2021

Op basis van de GIS data welke verwerkt en beschikbaar gesteld is door Raymond van Terglobo, heb ik een lasercut versie gemaakt van de stadskaart van 's-Hertogenbosch Centrum. In deze kaart zijn tot in groot detail elementen verwerkt welke de stad zo kenmerkend maken. De lasersnijtijd is aanzienlijk, maar het resultaat mag er zijn. De contouren van grote gebouwen, straten en pleinen zijn zeer herkenbaar.

Wanneer de de laser gesneden stadskaart van achteren aangelicht wordt ontstaat er een mooi schaduwspel. Dit schaduwspel in combinatie met de grote mate van detail levert gefascineerde blikken op. 

Verrast door het visuele resultaat van deze laser gesneden stadskaart ben ik op zoek gegaan naar mogelijkheden om deze uit te voeren in een staal. Begin volgende maand verwacht ik de eerste versie te hebben van een uniek exemplaar, uitgesneden in Cortenstaal, met een diameter doorsnede van 1 meter. Daarover binnenkort meer. 

Technische Oriëntatie Masterclass - Introductie Elektrotechniek

8 oktober 2021

Afgelopen week waren de eerste twee sessies van de Technische Oriëntatie Masterclass op locatie SPARK Makers Zone. De aftrap voor deze 10 daagse sessie was deze keer door mij verzorgd vanuit BotBerg, met als eerste onderwerp Introductie in Elektronica. Deze introductie in elektronica is praktisch van aard en vooral bedoeld als een positieve kennismaking met elektronica-techniek.

Na een korte introductie over batterijen, accu's, lampen, motoren en schakelaars wordt de multimeter in de hand genomen. Met een praktische uitleg met een LED schakeling als meet-onderwerp neem ik de deelnemers hand-in-hand mee in begrippen als spanning, stroom en weerstand. Een vluchtige blik op oscilloscopen, frequentietellers geven aan dat er op gebied van elektronica nog veel te ontdekken valt.

In de middag gaan we aan de slag met een soldeer-kit, een elektronische roulette-draaitafel, waarbij een 10 LEDs in cirkel draaien en op een random plaats stopt. Met deze kit raken de deelnemers vertrouwd met solderen, afmonteren, testen en het in bedrijf stellen van een elektronische schakeling. Na afloop gaan alle deelnemers met een werkende draaitafel en een tevreden gevoel naar huis, voorzien van nieuwe kennis en vaardigheden. 

Nieuw leven voor VDF Kassa Display EPSON DM-D101-M58DA

6 oktober 2021

Gefascineerd door displays zag ik afgelopen maand kan de hand te leggen op 10 VDF displays, afkomstig uit EPSON kassaterminals. Bekend vanuit de traditionele winkels, staat bij nagenoeg iedere kassa een klein scherm waarop het laatst gescande product, dan wel het te betalen bedrag vermeld staat. Deze displays zijn van het type Vacuüm Fluorescent Display en worden aangestuurd met het EPSON ESC/RS232 protocol.

Een specifiek doel hebben deze displays nog niet, maar het weer tot leven wekken van een VDF display, welke al jaren in opslag heeft gelegen, heeft iets magisch - de groene gloed en een wat langzaam opkomende letter- en cijfercombinatie. Met de aansturing via RS232 wordt het ook mogelijk om deze te verbinden aan een Arduino, ESP32 or Raspberry. 

Als uniform tekst-display of als sign-of-the-times collectors item krijgen deze displays onder mijn hoede weer een nieuwe rol van betekenis. Voorzien van knoppen, sensors en lichtelementen vormen ze een mooie aanvulling op bijvoorbeeld het flip-dot display of the P1/P3 LED display panels. Maar eerst een goede verbinding met de Arduino opzetten en vervolgens een zinvolle toepassing realiseren.


3D Geomap geprint met behulp van GIS data - en collega maker Raymond van Terglobo

4 oktober 2021

Bij toeval raakte ik met één van de andere makers bij de Spark Makers Zone in gesprek over Geo-data. En het bleek dat we dezelfde passie delen voor het 3D weergeven van geografische data. Op een van de vrijdagmiddagen bood Raymond van Terglobo me aan bij te schuiven in een online presentatie van 3DBag, een initiatief van de TU Delft waarbij de gehele kaart van Nederland in 3D beschikbaar gemaakt wordt voor diverse doeleinden.

Filosoferend over wat allemaal mogelijk zou zijn, heb ik direct een download gemaakt van het gebied waar Spark gehuisvest is, rondom het EKP-terrein in 's-Hertogenbosch. Hiervan is een OBJ file te exporteren, waarbij het na bewerking in diverse pakketten verwerkt kan worden tot een 3D printfile met een hele fijne resolutie. Door het slim koppelen van data en het selecteren, converteren en projecteren in de juiste coordinaten, wordt een 3D geprinte kaart realiteit.

Een complete 3D kaart waarin objecten van het Kadaster onderscheiden worden biedt talloze mogelijkheden. Vooral wanneer het bereik van het gebied en de omvang van de print configureerbaar is. Nadat het 3D printbestand is gemaakt, wordt het op de 3D printer uitgevoerd en na een dag-en-nacht geduld mag het resultaat er zijn. Een zeer gedetailleerde kaart, waarbij zelfs het Grasso gebouw zeer herkenbaar geprint is.

Gietmal voor 3D printed Moai - Paaseiland hoofd

28 september 2021

In aanloop voor de ontwikkeling van keramiek-skills begin volgend jaar heb ik een Moai Paaseiland hoofd geprint op de Ultimaker 3D printer. Deze printer objecten in PLA, een biologisch afbreekbaar plastic gemaakt uit melkzuur van maïs en suikerriet. De Ultimaker printer geeft de mogelijkheid tot veel detail en kan gebruikt worden om een gipsen gietmal te maken.

Belangrijk bij het maken van een gietmal is dat het voorwerp dat later met gietklei gegoten worden op een 'lossende' wijze geprint wordt, omdat alleen zo gegarandeerd kan worden de het voorwerp, in dit geval een Moai hoofd, uit de mal gehaald kan worden zonder de gipsen mal te beschadigen. 

Voor deze mal is modelleergips gebruikt, waarbij de droogtijd van beide helften voor de zekerheid 2 dagen is gekozen. Bij nader inzien was het beter geweest om de luchtbubbels uit het gips te laten trillen of door middel van een vacuümkamer alle resterende luchtbubbels te verwijderen. Inmiddels is de mal gedroogd en het Moai hoofd verwijderd zonder de gipsen mal te beschadigen. Wordt binnenkort vervolgd.... met het afvullen van gietklei. 


Tiny Machine Learning & TensorFlow met de Arduino TinyML education kit toegevoegd aan mijn trainingsportfolio

24 september 2021

Artificial Intelligence en Machine Learning gaan steeds vaker onderdeel worden van het gewone leven. Kennis van data, herkennen van patronen en actie ondernemen op basis van patroonherkenning of patroonafwijking maakt slimme toepassingen mogelijk. In mijn trainingsactiviteiten zie ik een toenemende vraag naar praktische toepassingen van Machine Learning. Deze trainingsmodule vormt hiermee een welkome aanvulling op mijn trainingsportfolio.

Eerder dit jaar introduceerde Arduino een TinyML trainingskit, waarin naast de Arduino Nano BLE Sense ook een video camera en een I2C / Analoog / Digitaal break-out board geïntegreerd is. Met behulp van de aanwezige sensoren : licht, kleur,  geluid, temperatuur, luchtdruk, gyroscoop en accelleratie meter, kunnen sensorwaarden uitgelezen worden en patronen herkend worden.

Verzamelde sensor data wordt in een trainingsmodel verwerkt en biedt configuratieparameters voor de TensorFlow Machine Learning engine. Hiermee kunnen bijvoorbeeld stemmen herkend worden, afwijkingen in schokken/trillingen van machines of gebouwen gedetecteerd worden, combinaties van temperatuur/luchtvochtigheid/luchtdruk tot een prettiger klimaat leiden en kunnen vogels gedetermineerd worden op basis van hun gefluit. 

High Voltage !! Op zoek naar de passende ontsteker voor opvlammende decoratie letters

22 september 2021

Voor het opvlammende decoratie-letterproject ben ik op zoek gegaan naar elektronische ontstekers voor butaan- en/of propaangas. Uit mijn experimentele opzet eerder deze maand bleek het mogelijk om elektronisch gestuurd een gasklep te activeren en daarmee gasstroom te regelen. Echter met het regelen van de gasstroom is de oplossing nog niet compleet. Een passende ontsteker is ook noodzakelijk.

De eisen aan de elektronische ontsteker zijn helder. Op commando moet er een vonk gegeneerd kunnen worden met een vonkboog van 1-7 millimeter. Het commando moet pulsgestuurd vanuit een Arduino of Raspberry gegeneerd kunnen worden. De fly-back spanningsrimpelingen moeten de microprocessor niet storen. Bij voorkeur moet de ontsteker per accu op 5 of 12 volt werken, dan wel op het lichtnet aangesloten kunnen worden.

Met de bovenstaande eisen in het achterhoofd heb ik 3 varianten uitgeprobeerd: de zwarte 5-12v 1000KV hoogspanning impulsgenerator inverter Super Arc Impuls ontsteking, de bruine 220v gas stove AC pulse igniter en printplaat voorzien van de 5v usb high voltage generator arc ignition kit. Uit mijn eerste ervaringen en metingen met de TensION meter van Simco, lijkt de voorkeur uit te gaan naar de 1000KV impulsgenerator: grote vonkboog, goed aanstuurbaar en werkend op 5-12 volt. 

Succesvolle sessies : Arduino Introductie Training bij ontwerpbureau 'GBO Innovation Makers' in Helmond 

15 september 2021

Deze week en afgelopen week heb ik twee Arduino Introductie trainingen mogen geven aan in totaal 14 engineers/designers. Het doel van deze introductietrainingen was om medewerkers bekend en vertrouwd te laten raken met de mogelijkheden van embedded computing, sensoring, data capture en input/output control. Gebaseerd op de Arduino Student Kit heb ik de deelnemers de basisbeginselen bijgebracht van elektronicacomponenten zoals multimeters, leds, weerstanden, condensators, piezo elementen, schakelaars, thermo sensors, optische foto transistors en servo's. 

Door op een laagdrempelige, praktische wijze elektronica te koppelen aan C++ programmeren hebben we in deze 4 uur durende sessies allerlei sensoren voorbij zien komen, digitale en analoge poorten gebruikt, seriële data vanuit de Arduino naar een plotter gezonden, een 3d geprinte slagboom aangestuurd - met afstelbare kantelhoeken - en ten slotte een temperatuurgecontroleerde geluids- en lichtalarmering met continue data weergave gemaakt.

Kennis vergaren op deze wijze is praktisch, inzichten worden snel getoetst en impact van aanpassingen aan geprogrammeerde code wordt meteen inzichtelijk. Met deze introductietraining laat ik deelnemers kennis maken met de vele mogelijkheden van sensoring, data capture en data processing. Deze training is beperkt tot een stand-alone omgeving. Daarom volgende week het vervolg voor de gevorderden: Arduino Internet of Things Explore, waarbij we data vanuit 7 sensors gaan verzamelen en deze in real time dashboards gaan weergeven. 

Eerste stappen naar een prototype voor opvlammende letters in een BBQ letterset voor evenementen en feestpartijen

10 september 2021

Elektronische ontsteking van gas komt voor bij de gaspitten van kooktoestel, of binnen in de motor van een auto. Door een hoge spanning op te wekken is het mogelijk elektronisch een grote vonk te creëren. Door vervolgens gas langs deze vonk te laten vloeien ontbrandt het gas en is de elektronische vlammenwerper een feit.

De basis voor deze proof of concept - prototype is een standaard onkruidverdelger welke gevoed wordt door een spuitbus butaangas. Naar berekening zou deze goed zijn voor 50-100 vlammensessies. In de entertainment wereld worden dit soort vlammenmachines veelvuldig toegepast en aangestuurd door het DMX protocol. Mijn eerste proof of concept is gebaseerd op een butaangasfles, gekoppeld aan een pneumatische klep en aangestuurd door een Arduino welke tevens een elektronische ontsteker schakelt. Dit maakt het mogelijk om in een later stadium aansluiting te creëren op het DMX protocol.

Uit de eerste testen blijkt het prima te werken. Ik kan de gastoevoer prima regelen en de vlam ontsteken. Echter wanneer de klep te lang met te veel vermogen openstaat, bevriest de pneumatische klep en sluit deze niet meer afdoende. Dus terug naar de tekentafel. Inmiddels heb ik een elektronisch gasventiel besteld, welke beter om kan gaan met bevriezing. Wordt vervolgd. Een mooi prototype in ontwikkeling.

3D print afsluitdop voor ruitenwisser voor camper uit de jaren '90

8 september 2021

Oldtimers en voertuigen waarvoor op de after-market niet meer voldoende passende vervangingsitems bestaan, hebben baat bij de 3d printtechniek. Door goed te observeren wat de afmetingen zijn van het originele product, is het mogelijk om een reconstructie te maken in een 3d tekenpakket. 

Vervolgens kan het 3d ontworpen model voorbereid worden voor 3d printen. Mijn ervaring is dat de eerste versie meestal niet voldoende specifiek is. Hierdoor worden over het algemeen meerdere versies van het te ontwikkelen product getekend, geprint en indien nodig passend gemaakt. 

De tijd die nodig is om te komen van idee tot een passende oplossing was in dit geval 3 dagen. Op dinsdagochtend is de tekening gemaakt. De eerste 3d printversie is woensdagochtend klaar. Bij passen blij dat er een aanpassing nodig is. Donderdag avond gaat de printer aan en worden er meteen meerdere exemplaren van de aangepaste versie geprint. Deze v2 versie past nagenoeg direct en na wat pas- en meetwerk worden de afsluitdoppen gemonteerd. Ze zijn weer als nieuw. En gaat er eentje kapot, dan printer we er gewoon nog eentje bij. 

µProcessor-gestuurde On/Off regelaar voor inflatables

2 september 2021

Eerder deze week heb ik een µProcessor-gestuurde On/Off regelaar opgeleverd aan AirDesign. Voor een fashion productintroductie evenement later deze maand wordt een serie opblaasbare objecten geplaatst in de ruimte. Voor het dynamische element is er aan de opblaasbare objecten een regulator toegepast.

Deze regulator is ontwikkeld om op locatie in te kunnen stellen met welk vermogen ventilatoren een object opblazen en vervolgens in een dynamisch afgestelde tijd weer laten leeglopen. Dit brengt beweging in de inflatable, welke ondersteund kan worden met lichteffecten. Het solid state relais wordt aan- en uitgeschakeld op ingestelde tijden, waarbij een lichtindicator aangeeft op welk moment de ventilatoren actief zijn.

De flexibele instellingen maken deze regelaar multi-inzetbaar. Door het grote schakelde vermogen tot 2.400 watt, is het mogelijk meerdere ventilatoren parallel aan te sluiten om daarmee een gelijke cadans te generen. 

In-huis onworpen printplaat - PCB is gearriveerd

24 augustus 2021

De in-huis ontworpen printplaat welke ik in Duitsland heb laten maken is gearriveerd, maar liefst 9 exemplaren. Ik heb ze meteen voorzien van componenten en stekkerhouders. Deze eerste versie van de printplaat biedt een rijke set aan mogelijkheden in het verbinden van digitale en analoge inputpoorten en in het aansturen van een PWM outputpoort. En beschikt bovendien over een I2C poort.

De afmetingen van deze printplaat zijn beperkt en vallen binnen de 90x22mm. Hiermee zijn ze eenvoudig in te bouwen in een kleine behuizing of als add-on bij te voegen in een bestaande opstelling. Door het geringe vermogen is het mogelijk om deze vanuit Li-Ion accu's of USB van voeding te voorzien.

De uitgangspoort geeft de mogelijkheid tot het aansturen van verlichting en/of stappenmotoren en deze interactief te laten samenwerken met sensoren voor licht, beweging, temperatuur, druk en/of geluid. Kortom het is een universele PCB geworden waarmee het mogelijk is of kostenefficient een praktisch prototype te realiseren op basis van de Arduino Nano pin-layout.

Gepersonaliseerde 'Gobodisc' voor een Eurolite THM-17 Moving Head Spot

19 augustus 2021

Afgelopen maand heb ik met een Arduino DMX512 controller X/Y coördinaten van een Eurolite THM-17 spotlight kunnen aansturen. Dit is de opgang naar een artistieke inzet van moving heads welke reageren op temperatuur, tijd en beweging van personen of objecten. Het kunnen aansturen van een spotlight door middel van een algoritme geeft nieuwe vrijheid in het aanlichten van specifieke locaties. 

De Eurolite moving-head spotlight heeft een zogenaamde gobodisc met daarin 8 fantasievormen. Mijn wens is om deze fansatievormen te vervangen door logos. Hiervoor moet de zogenaamde gobodisc aangepast worden. In de fotos hieronder is te zien hoe de gobodisc gemonteerd is. Nadat ik deze gobo gedemonteerd had, heb ik er een nieuw ontwerp gemaakt en hiervan een eerste sample op de lasersnijder gerealiseerd.

De eerste ervaring is bemoedigend, maar zeker nog niet voldoende perfect. Ik overweeg om er een SMD stencil van te laten maken of anders een laserprinter te gebruiken om met folietransfer een glazen disk te voorzien van logos. Binnenkort verwacht ik meerdere varianten te kunnen testen, gemaakt met verschillende technieken en de resultaten op de muur te kunnen projecteren. 

Ontwerp en realisatie Arduino Every Master Engine V2.3 PCB printplaat

13 augustus 2021

In een aantal recente prototype projecten wordt regelmatig functionaliteit hergebruikt. Geïnspireerd door de Arduino IoT Explore kit vond ik het tijd een eigen multifunctionele printplaat te ontwerpen waarin deze herbruikbare functionaliteiten gebundeld worden. Dit vormt de basis voor een ontwikkelpad, een herbruikbare functiebibliotheek en een verdere professionaliseringsslag in het ontwikkelen van prototypen. 

Compatibel met de Arduino Nano, Every BLE Sense en Every BLE IoT biedt deze custom made printplaat met een footprint van slechts 90x22mm de combinatie van een Real Time Clock, I2C, 2 analoge inputs en 4 digitale input/outputs. Hiermee is het mogelijk om bijvoorbeeld LED NeoPixels aan te sturen, maar ook Solid State relais, stappenmotoren en LCD displays.

Snel, stabiel en schaalbaar ontwikkelen van printplaten vereist praktische kennis van componenten, schakelingen, connectoren, montagemogelijkheden en kan ingepast worden in 3D design van behuizing en koppeling naar elektromechanische opstellingen. Een zeer welkome aanvulling aan mijn BotBerg dienstenpakket. Wordt vervolgd wanneer de PCBs later deze maand afgeleverd worden.

Broadway Theater Marquee - NeoPixel uithangbord met dynamische lichteffecten

12 augustus 2021

Gebaseerd op de Marquee signing, bekend vanuit het Apollo Theater in New York, is er een creatieve scene van reclameborden in gang gezet. Door het grote formaat van het bord en de tekst, in combinatie met gekleurde lichteffecten zorgde deze uithangborden op de gevels van theaters ervoor dat de goed zichtbaar waren voor de snel passerende auto's. Ze werden in de jaren dertig ook wel 'elektrische tiara's' genoemd.

Afgelopen week heb ik meerdere sets lichtgevende pixels ontvangen. Deze pixels zijn koppelbaar met JST connectoren en werken op 12 volt. Ieder pixels heeft een vermogen van 0.72 watt, een werktemperatuur van -40°C tot 60°C en IP67 rating - beschermd tegen stof en zand en minimaal 30 minuten tot 1m onder water - en kunnen daarmee prima in buitensituaties ingezet worden. 

Voor de aansturing heb ik de pixels verdeeld in x/y coördinaten en heb ik een kleurenmatrix opgezet. Deze x/y coördinaten en kleurenmatrix worden volgens losgelaten op verschillende scenes. Het maximum aantal pixels is afhankelijk van het beschikbare geheugen. Maar zelfs het instapmodel van de Arduino stuurt met gemak 200 individuele pixels aan. En daar kunnen heel wat letters mee gevuld worden. Daarnaast kan er ook gebruik gemaakt worden van een DMX-SPI Decoder, waarmee de signing direct aangesloten kan worden op een DMX entertainment controller. 

Arduino Explore IoT voorbereiding aankomende training

5 augustus 2021

In voorbereiding op opkomende trainingen heb ik onlangs de Arduino Explore IoT Training Kit aan mijn portfolio toegevoegd. Deze kit geeft de mogelijkheid om praktisch kennis te maken met de 'Internet of Things' omgeving, waarin sensoren meting verrichten, acties en berekeningen uitvoeren en de resultaten vervolgens op een online dashboard omgeving beschikbaar maken.

Deze IoT kit van Arduino bevat een MKR WiFi 1010 board, een IoT shield, een PIR sensor en een bodemvochtigheidssensor. De IoT shield heeft een set van sensoren aan boord voor het registeren van temperatuur, luchtvochtigheid, luchtdruk, lichtsterke, RGB kleurherkenning, gesture feedback, afstand, richting (xyz) en accelaratie (xyz). Daarnaast bevat de shield 5 aanraakschakelaars, 2 relais, 5 RGB NeoPixels LEDs, een SD card reader en een accuhouder voor een 18650 LiIon accu. 

De Arduino trainingsomgeving bevat een gestructureerde trainingsset met praktische trainingsvoorbeelden en biedt een IoT Cloud omgeving voor het creëren, laden en managen van programmacode en voor het presenteren van geregistreerde data. Een mooie, complete set, welke zowel de gebruiker als de trainer een goede houvast biedt in de ontwikkelingsreis naar IoT. 

Aluminium Traanplaat bewerkt op ProtoMax WaterJet

28 juli 2021

Voor het maken van nauwkeurige uitsneden in aluminium, rvs, ijzer en staal is een waterjet een perfecte tool. De combinatie van een hogedruk waterstraal en snijdend zand maakt het mogelijk om heel precies contouren uit te snijden in tot wel 25mm staal. De software tooling van deze ProtoMax waterjet importeert onder andere het DXF fileformat.

Deze naamplaat heeft een afmeting van 25 x 5 cm. De snijtijd van dit object bedraagt 7 minuten aangezien er nogal wat contouren aan de letterranden uitgesneden moeten worden. Het resultaat mag er zijn. Ik heb er meteen twee gemaakt en de resultaten zijn identiek. Dat geeft mij voldoende vertrouwen dat reproductie van dezelfde snij-objecten probleemloos verloopt.

Voor toekomstige projecten is het goed om te weten dat het snijden met de waterjet wel de nodige voorbereiding vereist. Zo is het instellen van het materiaal belangrijk voor het bepalen van de snijsnelheid en de waterdruk. Ook is het instellen van de absolute maatgeving belangrijk, omdat deze slag tijdens de import in de ProtoMax software verloren gaat. 

Dynamische Drukregelaar voor Inflatables

23 juli 2021

Inflatables zijn opblaasbare objecten welke door het gecontroleerd opblazen uitgevoerd kunnen worden in vele verschijningsvormen. Bekend als luchtkasteel of als inflatable guys, maar ook in vele opblaasbare varianten als reclameobject of als kunstuiting. Het gecontroleerd kunnen opblazen gaat hand-in-hand met een micro-processing omgeving. 

Eerder afgelopen jaar heb ik een eerste prototype ontwikkeld waarin zowel druk als dynamiek kan worden ingesteld. Afgelopen week heb ik dit eerste prototype (zie "Pressure Regulated Controller : 3 september 2020) op klantspecificatie uitgewerkt en opgeleverd voor een opkomend evenement.

In de nabije toekomst kan de functionaliteit uitgebreid worden pulserende sturing en aansturing van verlichting met NeoPixels of DMX. Ook kan deze drukregelaar ingezet worden als environmental data collector, waarmee data verzameld kan worden welke een goede indicatie geeft of het aantal bezoekers en piek- en daltijden van bezoek. 

DMX Entertainment Lighting  µProcessor gestuurd 

14 juli 2021

Dynamische lichtaansturing is een ontwikkeling die al jaren geleden ingezet is. Binnen de entertainmentindustrie is het DMX512 protocol hierin een dominante factor. Gebaseerd op het RS485 vindt het versturen en managen van stuursignalen op een stabiele en betrouwbare wijze plaats.

Vanuit de het DMX protocol zijn er talloze hardware controllers, maar ook software tools beschikbaar waarmee licht gestuurd kan worden. Zo kunnen vooraf geprogrammeerde lichtpatronen afgespeeld worden op PAR LED lampen en zogenaamde Moving Heads voorzien van Gobo decoratie. 

Voor een van de recente project werd de vraag gesteld of een serie van gebruikte helmen ingezet kan worden als decoratieve verlichting. Zoals in de onderstaande foto's te zien is, is een bouwhelm prima in staat licht te reflecteren als ook translucent door te laten. Daarmee komen talloze decoratieve mogelijkheden binnen handbereik. 

NTP Clock - prototype ontwikkeld binnen één dag - time capture voor crash test high speed recording

9 juli 2021

Voor het onderzoeken en testen van de impact op het moment van botsing is een high speed camera een absolute must. De vraag werd aan me gesteld of ik een high time tracker kon ontwikkelen met een framesnelheid van tenminste 100 fps (frames per seconde) welke op de achtergrond van de recording een heldere tijdindicator toont. Daarbij ook de vraag of hier voor kwaliteitscontrole een NTP (network time protocol) validatie bij iedere recording opgenomen kan worden.

Een interessante vraag, waarbij de voorkeur vrijwel direct gaan naar een Raspberry Pi. De keuze van de high speed camera stond vast, een Sony RX100, met een fps tot boven 900 frames per seconde. De Raspberry Python toolset biedt met Gphoto2 de functionaliteit om computergestuurd de camera een trigger te geven en de recording over te brengen van de camera naar een externe opslagunit.

Hiervoor heb ik binnen 1 dag een werkend prototype gemaakt waarin een set WS2812 Neopixels met een 1/100e in groen en 1/10e seconde indicator in rood exact weergeven wat de time frame is waarin de opname gemaakt is. Voor de opname wordt een NTP stamp gezet en na de opname eveneens. Beide NTP stamps bieden een nauwkeurige tijdsindicatie, waarmee een gekalibreerde meting verricht kan worden. 

Lasersnijden in gedroogde herfstbladeren

5 juli 2021

Eerder vorige maand kreeg ik van één van de andere makers - Evalie, van Evalie Hovers Design, een set gedroogde bladeren van de afgelopen herfst 2020. Gedroogde bladeren, wanneer volledig vlak gedroogd, zijn een mooi organisch materiaal om creatieve uitingen vorm mee te geven. Mijn eigen oogst van herfstbladeren was helaas door de aanwezige kattenpoten vergruisd en daarmee onbruikbaar geworden.

Op mijn privé lasersnijder heb ik de luchttoevoer tot een minimum beperkt, om daarmee de stabiliteit van het blad tijdens het laserproces zo minimaal mogelijk te belasten. Vervolgens heb ik met een hoge snelheid en een aangepast laag vermogen de lasersnijder uiterst precies de skyline van New York uit laten laseren uit een kersenblad. Naast dit kersenblad had ik ook een blad van de Noorse Esdoorn ontvangen. Hier heb ik vervolgens het logo van mijn bedrijf uit gelaserd. 

Na het laseren blijkt dat met name op de plaatsen waar de bladnerven zich bevinden, er soms handmatig nog wat bijgewerkt moet worden. Op de locaties van de bladnerven is het blad robuuster en het ingezette vermogen net wat te beperkt. Het bewerken van organische materialen leidt tot een mooi eindresultaat.

Speakers en trackpad repareren ondersteunt met instructies van iFixit.com

28 juni 2021

Wanneer laptops intensief gebruikt worden treedt er nagenoeg altijd slijtage op. Deze slijtage zit vaak op bewegende delen en zo ook op trackpads en speakers. Gelukkig zijn de meeste van dit soort problemen met inzicht, rust en ervaring goed te fixen. Samen met één van de Innaut pupillen hebben we deze keer een Lenovo Thinkpad x250 met een defecte Trackpad en niet werkende speakers onder handen genomen. 

Het openen van een dergelijke laptop is een precies werkje, waarbij de locatie van de schroeven in combinatie met het gebruikte gereedschap het verschil kunnen maken. Na eerst uitvoerige kennis opgedaan te hebben op iFixIt.com hebben we de laptop opgeschroefd, het moederboard geinspecteerd, de accupack verwijderd en kregen daarmee toegang tot zowel de speakers als de trackpad.

De trackpad bleek in de loop der tijd aardig wat stof verzameld te hebben, waardoor de contacten instabiel zijn geworden. Een juiste dosering perslucht bleek hier afdoende om de verzamelde stofdelen permanent te verwijderen. De speakers hebben we zorgvuldig gedemonteerd, de nieuwe geplaatst en met behulp van kapton tape goed vastgezet. Met de inzet van FlappyBird hebben we de laptop gecontroleerd en vastgesteld dat zowel de trackpad als de speakers weer als nieuw functioneren. 

Succesvolle workshop woordklok - resultaat 4 gepersonaliseerde klokken met enthousiaste deelnemers

22 juni 2021

De voorbereidingen voor de workshop eerdere deze maand hebben bijgedragen aan wederom een succesvolle workshop. Na een rondleiding door de Spark Makers Zone en een uitleg van de stappen in de workshop zijn we om 13:00 gestart met het solderen van de NeoPixel backplate. Een warme soldeerbout en een vast hand zijn hiervoor een vereiste. Nadat de 100 NeoPixels geplakt en gesoldeerd zijn, hebben we de backplates getest, met als gevolg een oplichtende dansvloer aan lichtjes voor iedere oplichtende letter in de klok. 

Vervolgens hebben we de schakelaars voor tijd +/- en kleur vastgeschroefd en gesoldeerd aan het hart van de klok, de Arduino Nano Every met RTC. Vastgeschroefd, gesoldeerd en aangesloten hebben we de programmacode naar de klok geupload. Hierna hebben we het 3D honingraad-grid, geprint met Ultimaker gemonteerd. En dan komt het spannende moment, alles checken, en vaststellen dat alles naar wens technisch functioneert. 

Iedere deelnemer heeft vervolgens de personalisatie van het letterstencil aangebracht en opgeschreven welke pixels hiervoor geprogrammeerd moeten worden. Deze stencils hebben we de lasersnijder uit dik zwart karton gelaserd. Wat mij iedere keer opvalt is dat namen van partners en huisdieren favoriet zijn. Met de gepersonaliseerde stencil en het werkende binnenwerk van de woordklok, vindt vervolgens de eindassemblage plaats. Met als resultaat: enthousiaste, trotse en tevreden deelnemers met iedere en eigen gemaakt werkende woordklok. 

Raspberry Pico ultrasonic distance meter met temparature/humidity sensor

16 juni 2021

De recente aanvulling van de Raspberry Pico aan het processor board assortiment biedt mogelijkheden de input- en outputpoorten met behulp van MicroPython te programmeren. Snelle prototypes, proof of concepts en tastbare realisaties van wilde ideeën komen hiermee snel binnen handbereik. De lage kosten € 5 van het processorboard in combinatie met de maar liefst 26 I/O poorten en mogelijkheid van Python programmeren maken dit een interessant ontwikkelplatform.

Vanmiddag heb ik binnen 2 uur een werkend model ontworpen, in elkaar gesoldeerd en geprogrammeerd, waarmee een ultrasoon sensor tot een afstand van 2 meter met een nauwkeurigheid van 1 cm de afstand tot een object of vloeistof meet. Tegelijkertijd wordt de omgevingstemperatuur en luchtvochtigheid gemeten en alle drie deze datapunten worden iedere seconde uitgelezen en beschikbaar gesteld via de USB bus. Daarbij zijn ook 3 LEDs gekoppeld. Iedere LED heeft een eigen threshold value waarmee op basis van gemeten waarden triggers gegeven worden. Dit kan zowel visueel als via SolidState relais of MOSFETs naar motoren, persluchtcilinders, lampen en actuators. 

Voorbereiding woordklok workshop : nieuwe processor Arduino Nano Every, uitbreiding functionaliteiten

11 juni 2021

In voorbereiding op komende workshops voor het maken van een woordklok heb ik aanpassingen aangebracht die de klok meer functionaliteit gegeven en welke de nieuwe Arduino Nano Every processor ondersteunt. Door gebruik te maken van de Arduino Nano Every blijven bibliotheken ondersteund en kan het basisontwerp uitgebreid worden met meer uitgebreide instellingen voor kleur en tijd + en tijd -.

Met deze aanpassing blijft de basisfunctionaliteit gewaarborgd. Daarnaast is het upload- en update proces stabieler, wat tijdens de workshop een erg prettig voordeel is. Ik zit te overwegen ook een een versie te maken welke gebaseerd is op de Raspberry Pico en ook een versie gebaseerd op de STM Blue Pill. Al deze versie zitten in dezelfde prijsrange maar ondersteunen verschillende programmeeromgevingen.

Voor de Raspberry Pico versie kan dit een leuke, praktische trainingsopdracht zijn om de meer geavanceerde functies binnen Python onder de knie te krijgen. Het gebruik van de time library en de NeoPixel implementatie maken het een interessant studieproject, waarbij de uitbreidingen zeker niet beperkt hoeven te blijven tot een woordklok. 

AI Robot Learning met de PiCar - USB & OpenCV

2 juni 2021

Unmanned Guided Vehicles (UGV) zijn een steeds realistischer toekomstbeeld. Onbemande, zelfsturende mobiele objecten zoals de PiCar-V kunnen autonoom opdrachten uitvoeren en daarmee processen ondersteunen. Alhoewel nog in der kinderschoenen, blijkt het mogelijk om met bestaande open-source ontwikkelplatforms een autonoom sturend en rijdende auto te realiseren en deze vanuit programmacode vooraf bepaalde taken uit te laten voeren.

Het hart van deze PiCar is een Raspberry Pi model 4 8Gb, voorzien van een 120° USB camera. De PiCar heeft twee onafhankelijk aangedreven achterwielen en een servogebaseerde stuurinrichting. Twee 18650 accupacks leveren voldoende energie om zowel de Raspberry als de  motoraandrijving, servostuurinrichting als camerabediening aan te sturen.

Met OpenCV en bijvoorbeeld TensorFlow kan een generieke autoplatform neergezet worden welke gevoed kan worden met zowel pretrained TensorFlow modellen als eigen modellen. Hiermee kan een experimentele omgeving neergezet worden waarmee de UGV autonoom aan de slag gaat. In mijn geval volgt de PiCar een rood rond object en blijft deze volgen op een vooraf ingestelde afstand. Het PiCar platform biedt daarnaast via I2C talloze mogelijkheden om sensoren, schakelaars en actuators te verbinden. 

Ontwerp en 3D printen vanuit Solid Works

25 mei 2021

Binnen de 3D ontwerpomgeving is een groot scala aan software tools beschikbaar voor het ontwerpen, voorbereiden en realiseren van technische onderdelen en projecten. Met name de snelheid van idee tot gerealiseerd product is een bepalende factor voor succes in rapid prototyping. Ieder software tool heeft zijn eigenschappen en toepassingsgebieden. Binnen de 3D tools heb ik recent de stap gemaakt naar Solid Works als ontwikkelplatform.

Solid Works biedt een betrouwbare, gebruiksvriendelijke omgeving voor het professioneel ontwerpen van onderdelen, projecten en producten en biedt een grote variëteit in het beheren van een eigen catalogus. In de ondersteuning van productie-omgevingen wordt daarmee een hogere servicegraad mogelijk en kan snel ontwikkeld worden op bestaande ontwerpen.

Technische export files kunnen eenvoudigweg geprint worden op PLA, PETG of metaalprinters en platte vlakken kunnen geëxporteerd worden voor uitvoering op de lasersnijder of waterjet. Kortom, met Solid Works als ontwikkelplatform is er een goede aansluiting mogelijk op het voor mij beschikbare productiepark. 

Thermal printer ZJ-58 aangestuurd met Python op de Raspberry

17 mei 2021

Drie weken geleden ontving ik mijn USB/Bluetooth thermische printer - een Zijiang ZJ-58, ook wel bekend als een kassabonnetjesprinter. Het mooie van deze printers is dat ze vrijwel geluidsloos zijn en met warme contactpunten printen op een virtueel oneindige kassarol. Naast dat dit soort printers draagbaar zijn, licht in gewicht zijn en voorzien van een interne accu, is de output - smalle kassastrookjes - erg handzaam.

De uitdaging zit in het aansturen van deze printer, aangezien een standaard Epson ESC/POS driver niet afdoende is. Binnen de Python/Raspberry omgeving is CURL de standaard voor het aansturen van printers, maar het blijkt dat specifiek deze ZJ-58 zich ook direct laat aansturen. Om zowel tekst als grafische afbeeldingen te kunnen printen is de goede instelling een vereiste. 

Nu ik vanuit Python volledig controle heb over deze thermische printer komen er talloze mogelijkheden ter beschikking. Een mobiele photobooth, een random gedichtengenerator, een hard-copy printer van excessen bij online datacapture en IOT measurement en natuurlijk gewoon een handige handzame, mobiele printer. 

Training MIG/MAG lassen met Peter van Putten

13 mei 2021

Vandaag mijn eerste praktische training gehad in het MIG/MAG lassen. Dankzij Peter van Putten heb ik vandaag voor het eerst in mijn leven zelf kunnen lassen. In het verleden heb ik vanuit de oldtimerhoek op afstand meegekeken hoe plaatdelen vervangen werden en onze 60 jaar Jeep zodoende weer voldoende jaren vooruit kan. 

Echter, zelf kunnen lassen is een heel andere ervaring. Warmte, geluid en een alles verblindende helm maken het haast een surrealistische beleving. Maar het resultaat mag er zijn - een stevige verbinding tussen verschillende plaatdelen welke eerder nog los door het leven gingen. De snelheid van het leggen van de lasverbinding en het nabewerken met de slijptol geven een scala aan mogelijkheden. Als er iets misgaat en niet gewenst vastgelast zit, is het in no-time weer los en klaar om opnieuw vastgezet te worden.

In vergelijking met solderen een veel ruwer proces, maar qua robuustheid vele malen groter. Voor mijn skill-set een welkome toevoeging, alhoewel ik nog niet in kan schatten hoe vaak ik dit per jaar zal gaan aanwenden. Dank aan Peter voor de interessante training en handige tips. 

NEMA23 Stepper motor - stap-richting gestuurd met Arduino

6 mei 2021

Het aansturen van motor met repeterende, gecontroleerde bewegingen kan prima geregeld worden met behulp van een stappenmotor in combinatie met een stappenmotor driver. Stappenmotors werken in de basis vanuit drie signalen: stap, richting en enable. Deze drie pulstreinen geven de instructie voor beweging, richting en het wel/niet vasthouden van de positie.

Binnen de Arduino omgeving is er een rijke variëteit aan implementaties beschikbaar waarin naast basisacties ook gestuurd kan worden het accelereren en afremmen van de beweging. Door het juiste aantal stappen aan te sturen is de precieze bewegingshoek van de stappenmotor te regelen. Echter wanneer de torque - kracht - van de motor de beweging niet ondersteund, kan het zijn dat er stappen opgeslagen worden. 

De implementatie voor de onderstaande stappenmotor heeft als doel snel - binnen 1 dag - te kunnen valideren of een bepaalde beweging repeterend ingezet kan worden in een nieuw te ontwikkelen productielijn. Door slim data te verzamelen en modulair te programmeren is het mogelijk om efficiënt een rapid prototype te ontwikkelen en de testopstelling op basis van verzamelde data te valideren. 

8 jaar ervaring met de Raspberry Pi - ruime mogelijkheden, nagenoeg voor iedere applicatie een passende uitvoering

28 april 2021

Sinds 2013 heb ik de Raspberry omgeving omarmd. Met de start van de Raspberry Pi Model B heb ik mijn eerste ervaring opgedaan met de 3D printer webservice Octoprint. De 40 pins GPIO poort had direct mijn grote interesse. Met dergelijke poorten had ik 10 jaar eerder vanuit de Arduino omgeving al ervaring opgedaan. Deze Raspberry omgeving ondersteunt direct mogelijkheden voor webservices, MySQL, MQTT, FTP en low-level data transfer.

De combinatie van Python, GPIO poorten en een directe Wifi connectie biedt veel mogelijkheden. Daarnaast maakt de directe koppeling van camera's, ondersteuning I2C en de beschikbaarheid van HDMI video de Raspberry Pi omgeving tot een veelzijdige duizendpoot. De Pi Model, P3, P4, P400, Zero en sinds kort ook de Pico bieden een passende oplossing voor nagenoeg alle prijs/processingpower wensen.

Inmiddels is mijn prototyping portfolio uitgebreid tot alle varianten binnen de Raspberry pool en is er ook uitbereiding in de Nvidia AI Jetson en de MicroPython omgeving zoals ESP32, TTGO en de Raspberry Pico.

raspb1
raspb1
rasp3
rasp3
rasp2
rasp2

Pneumatische klep aangestuurd door MOSFET 

23 april 2021

Het gebruik van pneumatische kleppen is alom aanwezig. Het aansturen van deze kleppen met behulp van processing computers zoals Arduino, STM32, ESP8266 of Raspberry Pi is minder voor de hand liggend. Pneumatische kleppen worden aangestuurd met behulp van een elektromagneet, zoals ook gebruikt voor een relais. 

Deze elektromagneten hebben wel wat specifieke eigenschappen waarbij in de ontwikkeling van applicaties rekening moet worden gehouden. Zo is er een minimale tijd nodig om een elektromagneet de pneumatische klep te laten activeren. Daarnaast is er bij de spoel in de elektromagneet sprake van een inductiespanning bij het uitschakelen van de spoel. Deze inductiespanning kan leiden tot ongewenste voltagepieken, zogenaamde 'spikes'. 

Om deze ongewenste voltage 'spikes' te voorkomen kan er een flyback diode ingezet worden. Deze zorgt ervoor dat de inductiespanning geabsorbeerd wordt en verlaagt de onrustige rimpels op de voedingslijnen. 

klep1
klep1
klep2
klep2
klep3
klep3

24V Sensors verbonden aan de Raspberry Pi

20 april 2021

De Raspberry Pi ontwikkelomgeving biedt een breed scala aan mogelijkheden. De combinatie van Python, Wifi en Physical Computing maakt het mogelijk om de echte buitenwereld te verbinden aan processing algoritmes. De resultaten uit deze algoritmes triggeren vervolgens relais, LEDs, solid-state switches en via MOSFETs ook direct pneumatische kleppen. 

Om een goede, betrouwbare omgeving te creëren is het belangrijk dat de verschillende circuits elektrisch gescheiden zijn. Een voor de hand liggende mogelijkheid hiervoor is het gebruik van opto couplers. Deze maken het mogelijk logische signalen van verschillende niveaus elektronisch gescheiden te koppelen. Een 24 volt sensor kan daarmee op de GPIO poorten van de Raspberry aangesloten en uitgelezen worden. 

Een voorbeeld van een dergelijk opto coupler is de 4N25. Deze 4N25 schakelt zeer snel - binnen 2 micro seconde. Daarbij zijn de ingaande en uitgaande circuits elektronisch gescheiden, waarmee stoorsignalen zo veel mogelijk gereduceerd worden. Het onderstaande Raspberry proto-board bevat 4 inputs en 2 outputs en maakt schakelingen mogelijk tussen 3.3v (Raspberry) en 24v (logic sensors).

Opto2
Opto2
Opto1
Opto1
Opto4
Opto4