…Notizen…
…mit dem Elektronik arbeitet:
Der Tantal Kondensator ganz rechts hat sich zu einem Kurzschluß entschlossen – und der Entkoppelwiderstand links hat dann sich selbst – und die Freilaufdiode für das Relais – verbrannt.
Zum Glück ist das kein empfindlicher Schaltungsteil, so daß die verkohlte Leiterplatte dort nicht stört. Alles neu – die Freilaufdiode wohnt jetzt auf der Unterseite der Platine.
Da reichten Nase und Auge zur Fehlersuche – ging ganz ohne Meßgeräte 🙂 .
…auf der letzten Tour auf Grund übermäßiger Wabbeligkeit zerlegt hat muß Ersatz her, um bei der nächsten Tour was für die Routenplanung, Fotoverwaltung und natürlich zum Blog-Update zu haben.
Es soll stabiler sein und nicht zu groß und schwer – und nicht übermäßig teuer. Modern sind 15″ Notebooks – die sind aber viel zu groß. Die Auswahl an 12″ – was das größte ist was ich grade so noch akzeptieren kann – ist da schon deutlich eingeschränkter. Und zu teuer ist das alles auch noch – schließlich ist einkalkuliert, das solch empfindliche Geräte die Strapazen einer Offroad Motorradtour nicht allzulange mitmachen. Aber es muß ja gar nicht besonders leistungsfähig sein – für ‘nen bisschen Fotos kopieren, Routenplanung und bloggen muß es nicht die neueste Wundermaschine sein.
Also mal nach was gebrauchtem geschaut: Da gibt es gebrauchte Business-Notebooks in großer Auswahl. Entschieden für ein IBM / Lenovo ThinkPad X201 für 179,00 EUR – das ist zwar 6 Jahre alt, reicht aber für den geplanten Einsatz aus.
Und es ist in erstaunlich gutem Zustand – man muß schon genau hinsehen, um Gebrauchsspuren zu finden. Stand sicher bei einem Bank- oder Versicherungsmenschen die meiste Zeit in einer Docking-Station auf dem Schreibtisch. Dabei war ein Akku von 2015 mit erst 40 Entladezyklen.
Und man kann ganz klar feststellen – das ist schon eine andere Klasse als Acer – wo das nur Wabbeligkeit hatte, hat man hier was stabiles in der Hand – mit einer richtigen Tastatur – und einem Touchpad mit richtigen Tasten das sogar funktioniert. Die Maus muß also denmächst nicht mehr mit 🙂 . Und es ist ein Win 7 Professional dabei – so daß ich jetzt wieder alle Rechner auf einem Stand habe. Mit dem Win10 auf dem Acer bin ich nie so richtig warm geworden. Und ein System, daß ohne Eingriffsmöglichkeit Gigabyte-Große Updates herunterlädt ist für die Verwendung in abgelegenen Gebieten ungeeignet – denn dort ist ein W-Lan Anschluß in der Regel nichts anderes als ein Mobilfunkrouter…
…zusammengebastelt.
Ich hatte vor einiger Zeit mal dieverse Arduino Prozesorboards und alles mögliche Zubehör beschafft, um mich in die Microcontroller-Programmierung wieder einzuabeiten. Die ersten Ergebnisse waren die Tripmeter – das gab schon erstaunlich schnell gute Ergebnisse.
Aus der Bestellung lag noch ein LED-Ring mit 60 Neo Pixel RGB LEDs (WS2812) rum, der auf Verarbeitung wartete. Diese 60 LEDs lassen sich alle über nur eine Leitung ansteuern und haben eingebaute ‘Intelligenz’, die es ermöglicht, jede der drei Farben in 255 Helligkeitsstufen einzustellen.
Und bei 60 LED liegt es nahe, daraus eine Uhr zu bauen…
Leicht erkennbar ist der LED Ring, in der Mitte das kleine Prozessor-Board (Arduino nano Clone), darüber Anschlußklemmen für Stromversorgung mit Verpolungsschutz und Eingang für den Minutenpuls, damit sich die Uhr – wie alle meine anderen – auf die Zentraluhr synchronisiert. Unten rechts noch ein Drehimpulsgeber zum Einstellen der Anzeige.
Dank der verfügbaren Software-Bibliotheken für die LED Ansteuerung und Drehimpulsgeberabfrage läßt sich die Software dafür innerhalb weniger Stunden zusammenstricken und dann gleich per USB auf das Prozessorboard laden.
Das ganze wird dann noch mit einer Milchglasscheibe abgedeckt – läßt sich allerdings nicht vernünftig Fotografieren, da die Kamera mit den Leuchtpunkten nicht zurecht kommt:
Es zeigt ein Ziffernblatt (grüne Leuchtpunkte), einen animierten Sekundenzeiger (weißes Kreissegment und hellweiße LED), Minutenzeiger (rot) und Stundenzeiger (blau).
Es ist also grad 10h 47min und 44sek. Abmessungen: 20cm x 20cm x 2cm
Für die Tuareg Rally nächstes Jahr soll das kleine nervöse Motorrad eine Kamera erhalten, die so einmal je Minute ein Foto macht, damit ich hinterher dann mal nachsehen kann, wo ich gefahren bin. Denn währenddessen wird man wohl eher nicht für Fotostops anhalten wollen 🙂 .
Es soll klein und leicht sein – da kommt eigentlich nur eine der sogenannten ‘Action Cams’ in Frage – die nebenher auch alle Fotos machen können (obwohl das Hauptaugenmerk auf Video liegt).
Alle haben das Problem der völlig unzureichenden Akkulaufzeit (so `ne Stunde) und unmöglicher Bedienung (2 Tasten und winzige blinkende LED oder eine Smartphone App). Also baue ich was eigenes – aber natürlich entwickle ich keine Kamera – sondern setzte da auf was fertigem auf, um das ich dann meine Stromversorgung und Bedienungselemente baue.
Nun ist so eine GoPro Kamera deutlich teuer – jedenfalls nichts, was man mal eben auseiander nimmt um zu sehen, ob es verwendbar ist.
Für ungefähr 1/4 des Preises gibt es die Xiaomi YI Camera – inzwischen auch mit einer englischen Bedienoberfläche (statt nur chinesisch). Das kann man mal riskieren und testen ob`s geeignet ist.
Das sind die ersten Testfotos – die Kamera war an der Sertao provisorisch ganz links am Lenkerende befestigt.
Heute ist ausgesprochen gutes Wetter – und da macht die Kamera ganz ordentliche Fotos. Wenn man genau hinsieht sind insbesondere im unteren linken Bildbereich wellenförmige Verzerrungen sichtbar – das kommt durch den `rolling shutter` der Kamera in Verbindung mit den Vibrationen durchs Motorrad.
Bei Gegenlicht finde ich das Ergebnis ziemlich erstaunlich – voll gegen die Sonne und dennoch säuft nicht alles in schwarz ab:
Nur wenn dann noch Schatten dazu kommt, reicht der Dynamikumfang des Bildsensors nicht aus und es saufen Bildbereiche im schwarz ab:
Gewöhnungsbedürftig ist der extreme Weitwinkel, der für eine erhebliche Bildverzerrung sorgt. Der eine oder andere wird diese Durchfahrt kennen – und nein – sie ist in Wrklichkeit viel breiter und dafür kürzer als sie hier scheint:
Soweit macht das Ding einen guten Eindruck – die Bildqualität ist besser, als ich für den Preis erwartet hätte.
Und Video kann sie natürlich auch – ebenfalls mit erstaunlich guter Qualität. Das kann man hier im eingebundenen YouTube Video leider nicht erkennen – denn YouTube hat das bis fast zur Unkenntlichkeit komprimiert. Die tatsächliche Qualität ist wesentlich besser.
Das ist die L401 von Nienstedt nach Eimbeckhausen, gefahren mit der G650GS Sertao:
Der Ton ist natürlich völlig unbrauchbar – das Problem mit den Windgeräuschen haben aber alle Action Cams – das kann man nur mit einem externen Mikrofon mindern…
Mancher wird sich denken – was soll denn das nun schon wieder. Er hat doch gerade einen Roadbookhalter mit Tripmeter gebaut – und das war schon die zweite Version.
Die ist ja auch ganz schön – aber die LED Anzeige läßt sich bei voller Sonneneinstrahlung trotz extra heller Anzeigen und Kontrastfilterscheibe nur schwer ablesen – und die manuelle Verstellung des Roadbooks ist auch suboptimal – man muß dafür eine Hand vom Lenker nehmen. Also für die Tuareg Rally nächstes Jahr nicht optimal geeigent. Und da mir günstig ein gebrauchter, elektrisch angetriebener Roadbookhalter zugelaufen ist, gibt es jetzt als Zubehör dazu die dritte Version eines Tripmeters.
Der existiert jetzt schonmal als Prototyp – mit Kabelbindern auf Pappe befestigt:
Links der Prozessor Arduino nano auf einem Breakout-Board – daran kann man die bunten Kabelchen mit kleinen Steckern direkt anstecken. Oben das Display – 2×16 Zeichen inverses LCD – das gibt weiße Schrift auf blauem Hintergrund. Bei voller Sonneneinstrahlung nimmt zwar der Kontrast ab, es bleibt aber weiter lesbar. Darunter – und auf dem Foto nicht sichtbar – ein I2C nach Parallel Interface für das Display.
Unten mittig der GPS-Empfänger, der hier schon vorgestellt wurde, ganz rechts unten am Rand die keramische GPSAntenne. Es ist schon erstaunlich, wie weit das alles miniaturisiert ist.
Rechts einige Tasten zur Bedienung, oben sind noch eine Leuchtdiode (Zeigt Sensoratktivität an) und ein Poti festgestrapst. Dieses wird noch durch einen Temperatursensor TMP36 ersetzt – der ist aber noch nicht da.
Und wozu hat der Tripmeter GPS? Die Streckenmessung erfolgt doch über die Ermittlung der Umdrehungen des Vorderrades?
Völlig richtig – und dafür kommt weiterhin der magnetoresistive Sensor zum Einsatz, wie er auch schon beim ersten Prototypen verwendet wurde. Aber der Sensor und das Kabel zum Sensor sind hochbelastete Teile, da sie an ungefederten Fahrzeugteilen sitzen und ständig mechanisch beansprucht werden. Das ist wohl die mit Abstand häufigste Störungsursache bei Tripmetern – und daher haben bessere kommerzielle Ausführungen ein GPS Backup eingebaut, so daß man zumindest bei guter Empfangslage weiter navigieren kann. Unter dichtem Blattwerk, in Häuserschluchten oder schmalen Tälern läßt dann die Meßgenauigkeit nach.
Und was die kommerziellen Hersteller können, kann ich schon lange 🙂 . Das ist heutzutage ja auch einfach, weil man z.B. einen GPS-Empfänger nicht von Grund auf entwickeln muß – sondern für billiges Geld ein fertiges Modul kaufen kann, daß einem im Klartext interessante Informationen die Ortskoordinaten, Geschwindigkeit, Höhe, Datum, Uhrzeit etc. serviert.
Und das zeigt das Tripmeter normalerweise an:
Oben links die aktuelle Geschwindigkeit wie sie über GPS ermittelt wird. Das dient auch gleich als Anzeige ob GPS-Empfang besteht, denn wenn der länger als 2 Sekunden ausfällt (z.B. im Tunnel) stehen da nur drei Sterne ***.
Oben rechts die Temperatur – ich dachte mir wenn es nächstes Jahr in die Wüste geht will man vielleicht wissen, wie warm es ist. Und eine Temperaturmessung noch mit einzubauen ist nun eine der leichtesten Übungen…
Unten links wird die Teilstrecke angezeigt. Diese kann durch einfachen Druck auf die Taste “Null” wieder auf 0 gesetzt werden.
Unten rechts wird die Gesamtstrecke angezeigt. Da es immer Unterschiede zwischen der eigenen Streckenmessung und der im Roadbook gibt, kann man die Gesamtstrecke mit den Tasten “Plus” und “Minus” jeweils um die im Menu “Delta” einstellbare Strecke korrigieren.
Jetzt wisen wir auch schon, daß es zur Bedienung am Lenker drei Tasten gibt:
Für weitergehende Einstellungen ruft man das Menu auf, indem man “Plus” und “Minus” gleichzeitig drückt. Man gelangt dann in die Menuauswahl, wo die Tasten folgende Bedeutung haben:
Ausgegend vom Normalmodus gibt es folgende Menupunkte, aus denen man mit “Plus” und “Minus” auswählt und die Auswahl dann mit “Null” bestätigt:
Reset Total: Gesamt- und Teilstreckenzähler auf 0 setzten
Voreingestellt ist YES, so daß man den Gesatmstreckenzähler durch gleichzeitiges betätigen von “Plus” und “Minus” und anschließendes zweimaliges Drücken von “Null” schnell zurücksetzten kann, auch ohne aufs Display zu schauen. Falls man versehentlich in das Menu gerutscht ist, einmal “Plus” oder “Minus” betätigen um das YES durch NO zu erstzen und “Null” drücken – man landet dann wieder im Normalmodus ohne die Streckenzähler zu löschen.
GPS Info (Anzeige von GPS Informationen)
Hier werden insgesamt 4 Seiten GPS-Informationen dargestellt, die mit der Taste “Null” weitergeschaltet werden. Nach der vierten Seite landet man wieder im Normalmodus. Falls leere Masken angezeigt werden, so liegen keine aktuellen GPS Daten vor – der Empfang ist gestört. Die angezeigten Daten sind höchstens 5 Sekunden alt.
Aktuelle Poition, LAT = Breitengrad (positive Werte Nord, negative Werte Süd), LON = Längengrad (positive Werte Ost, negative Werte West), Angabe in Dezimalgrad.
Alt: Aktuelle Höhe – die ist, da das GPS auf Verwendung eins 2-D Modells eingestellt ist eher ungenau. Mit einigen 10m Schwankung muß man da immer rechnen.
SAT: Anzahl der für die Positionsbestimmung verwendeten Satelliten – umso mehr, umso genauer ist tendenziell die Position.
HDOP: Horizontal Dilution of Precision – ein Maß für die Genauigkeit der Position. Umso kleiner der HDOP Wert, desto besser. Anzeige in hundertstel – zum Vergleich mit dem HDOP-Wert anderer Empfänger durch 100 teilen.
Datum und Uhrzeit, so wie sie vom Satelliten empfangen werden, die Uhrzeit ist also UTC. Es erfolgt keine Umrechnung auf Ortszeit oder Sommer/Winterzeit.
Entfernung und Himmelsrichtung zu Zielkoordinaten, die man im Menupunkt “Destination” eingeben kann. Ich hab da meine Heimatkoordianten drin – und man seht, ich hab die Fotos zu Hause gemacht…
Select Source (Auswahl ob die Streckenmessung vom Radsensor oder vom GPS erfolgen soll)
Auswahl zwischen Radsensor (Wheel) und GPS als Quelle für die Streckenzählung. Mit “Plus” oder “Minus” Taste zwischen Wheel und GPS hin- und her schalten und mit Taste “Null” auswählen.
Automatic Cal (Automatische Kalibration des Radumfanges)
Default Option ist “Abort” – falls man versehentlich in das Menu gerutscht ist kommt man so direkt wieder in den Normalmodus durch einmaliges Drücken von “Null”. Also einnal “Plus” oder “Minus” betätigen um Start zu wählen und mit Taste “Null” auswählen.
Es erfolgt die Auswahl der Meßstrecke – entweder 1km oder 10km – 10km ergeben genauere Werte. Mit “Plus” oder “Minus” die Strecke einstellen und mit Taste “Null” auswählen. Die Meßstrecke sollte möglichst kurvenarm sein und guten GPS Empfang bieten – also nicht gerade Innenstadt, dichter Wald oder gar Tunnel.
Es wird jetzt auf ein gültiges GPS Signal gewartet – weiter ist da nichts zu tun. Bei einwandfreiem Empfang schaltet es nach wenigen Sekunden weiter zu:
Jetzt heißt es losfahren – es wird jeweils die noch zurück zu legende Strecke angezeigt.
Wenn die Strecke komplett abgefahren ist wird der Radumfang berechnet und angezeigt. Den Wert kann man dann nur mit Taste “Null” bestätigen und man landet dann wieder im Normalmodus.
Während die Kalibration läuft erfolgt keine Aktualisierung der Teil- und Gesamtstrecke! Die Kalibration also nicht während eine Rally durchführen – sondern davor.
Delta (Eingabe der Strecke um die die Gesamtstrecke bei Betätigung von “Plus” oder “Minus” korrigiert werden soll)
Hier erfolgt die Eingabe der Strecke um die die Gesamtstrcke durch betätigen von “Plus” oder “Minus” im Normalmodus korrigiert wird.
Der Cursor blinkt an erster Stelle, über “Plus” wird der Wert erhöht, über “Minus” verringert. Die Taste “Null” schaltet zur nächsten Stelle weiter, der Cursor blinkt jetzt dort, die Stelle wird dann wieder mit “Plus” bzw. “Minus” verändert usw…
WheelSize (Eingabe des Radumfanges)
Hier kann man den Radumfang manuell eingeben. Normalerweise wird man den über die Automatische Kalibration bestimmen – aber falls es einen systematischen Fehler zwischen eigener Streckenmessung und der im Roadbook geben sollte, so kann man den hier durch Veränderung des Radumfanges ausgleichen. Das funktioniert natürlich nur, wenn der Radsensor als Quelle für die Streckenmessung eingestellt ist. Wenn man die Strecke über GPS ermittelt, ist diese Einstellung wirkungslos.
Die Eingabe erfolgt wie bei “WheelSize” über die Tasten “Plus”, “Minus” und “Null”.
Destination (Eingabe Zielkoordinaten)
Hier werden die Zielkoordinaten eingegeben, die für die Kursberechnung auf der vierten Seite von “GPS-Info” zu Grunde gelegt werden.
Voreingestellt ist “Abort”, damit man nicht versehentlich in das Menu rutscht. Also einmal “Plus” oder “Minus” betätigen, bis Enter erscheint, dann mit Taste “Null” auswählen.
Zuerst erfolgt die Eingabe des Breitengrades (positive Werte Nord, negative Werte Süd)
und dann des Längengrades (positive Werte Ost, negative Werte West)
Die Eingabe erfolgt wie bei “WheelSize” über die Tasten “Plus”, “Minus” und “Null”. Eingabe in Dezimalgrad.
Die Cursorposition zur Kennzeichnung der mit “Plus” und “Minus” zu ändernden Stellen ist nur bei positiven Werten mit zwei Vorkommastellen korrekt – sonst um bis zu eine Stelle verschoben. Um das zu korrigieren müßten diverse Fallunterscheidungen in der Software eingebaut werden – und das war mir zu aufwändig, vor allem da diese Funktion vermutlich so gut wie nie benutzt werden wird. Schließlich hat man zur Kusbestimmung noch ein richtiges Navigationsgerät am Lenker…
Info (Anzeige allgemeiner Informationen)
Auswahl dieses Menupunktes durch Taste “Null”, es folgen dann zwei Seiten mit allgemeinen Informationen zum Gerät, Weiterschaltung mit Taste “Null”
Version:
und Modellnummer unter der ich die Dokumentation gespeichert habe
Zeit bis zum erten GPS-Fix
Das GPS-Modul benötigt zur Positionsbestimmung die Bahndaten der Satelliten. Diese empfängt es von den Satteliten selbst. Daher kann die erste Positionsbestimmung mehr als 15 Minuten bei gutem Empfang dauern. Die Bahndaten der nächsten 30 Tage werden vom GPS Modul gespeichert, so daß sich die Zeiten bis zur ersten Positionsbestimmung wenn das GPS Gerät nur wenige Tage ausgeschaltet war auf unter eine Minute verkürzen. Falls es auch in solchen Fällen lange dauert, ist vermutlich die Pufferbatterie auf der Leiterplatte des GPS-Modules leer…
Messgenauigkeit
Zum Test der Meßgenauigkeit wurden drei Teststrecken gefahren.
Es traten gegeneinander an:
Garmin Odometer Tripmeter
33,29km 33,18km 33,16km
65,83km 65,81km 65,52km
32,74km 32,63km 32,63km
Das finde ich erstaunlich gut übereinstimmende Ergebnisse. Der Tripmeter mißt tendenziell eine Kleinigkeit weniger – das ist auch zu erwarten, da die Streckenmessung darauf beruht im Abstand von jeweils einer Sekunde eine Postition zu bestimmen und den Abstand zur vorherigen Position als zurückgelegte Strecke zu verwenden. Das stimmt aber exakt nur bei Geradeausfahrt – bei Kurvenfahrt wird der gefahrene Kreisbogen auf diese Art und Weise durch Geradenstücke angenähert – und die daraus ermittelte Strecke ist immer geringfügig kürzer als die tatsächliche Strecke.
Der dadurch entstehende Fehler ist aber so klein, daß er für den Anwendungszweck hier vernachlässigbar ist.
Nächster Schritt ist dann, daß ganze wasserdicht in ein robustes Gehäus zu bauen und dafür einen Platz am kleinen nervösen Motorrad zu finden. Das geht aber erst nach der Skandinavientour los…
Mal einige Experimente mit einem GPS Empfänger: Der ublox NEO-6M ist ein kompletter GPS Empfänger, der einmal pro Sekunde den Standort und weitere GPS Daten im NMEA-Format über seine serielle Schnittstelle ausgibt. Das ganze erstmal mit einem USB-Seriell Adapter verheiratet, um es am PC zu testen. So sieht das dann aus – und kostet zusammen keine 10,00 EUR wenn man es direkt beim Chinesen bestellt:
Aber direkte Bestellung beim Chinesen hat auch Nachteile – das sollte man nur machen wenn man weiß was man tut. Denn es funktioniert nicht!
Erstes Problem: Der USB-Seriell Wandler wird von Windows erkannt und ein passender Treiber installiert. Daten kommen aber nicht rüber – im Gerätemanager wird Fehlercode 10 angezeigt. Woran liegts: Der verwendete Chip auf dem Wandler ist vorgeblich von der Fa. Prolific – und Windows installiert dafür den aktuellsten Treiber. Es handelt sich aber in Wirklichkeit um einen – äußerlich nicht unterscheidbaren – gefälschten Chip, der von den aktuellen Treuibern von Prolific abgeschaltet wird. Man muß einen alten Treiber verwenden – und Windows daran hindern, automatisch und ohne nachzufragen den durch den aktuellen zu ersetzen. Wie das geht steht hier.
Zweites Problem: Das GPS Modul sendet wie erwartet Daten über die serielle Schnittstelle – und die RxD-LED auf dem Wandler flackert auch schön – es kommt aber im PC immer noch nichts an. Eine nähere Betrachtung mit dem Oszilloskop zeigt, daß der Low-Pegel sehr hoch liegt – deutlich oberhalb der Spezifikation. Scharfes Hinsehen auf dem GPS-Modul zeigt, daß der Chinese in die RxD und TxD Leitungen Serienwiederstände von 4,7kOhm eingelötet hat (blaue Pfeile). Das ist zu hochohmig! Ich hab dann 1,0kOhm Widerstände drübergelötet und nun gehts.
Nachtrag: Am Arduino Nano waren die 1kOhm immer noch zu viel – da hängt ja an der seriellen Schnittstelle parallel noch der USB Wandler für den Software-Download fest verdrahtet mit dran. Jetzt sind die Widerstände durch Lötbrücken ersetzt – und nun gehts. In Vebindung mit der TinyGPS Bibliothek hab ich heute schon Positionsinformationen gesehen…