#Binäruhr

[techcree]

LED Binaeruhr Update

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[ronnybetatester]

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[quickberater]

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[techcree]

Raspberry Pi Pico Binäruhr

Egal ob Ihr wie ich den Raspberry Pi Pico als Binäruhr oder als andere Uhr nutzen wollt, es gibt dabei einfach ein kleines Problem. Der Raspberry Pi Pico hat keinen eingebauten Zeitgeber und kann sich auch keine Einstellungen merken. Warum ist das so und wie könnte man das lösen?

Ein Zeitgeber wie beispielsweise eine RTC (Real Time Clock) Funktion fehlt dem Pico. Er verfügt zwar über einen eingebauten Temperatursensor und das ist super, aber eine ganz extentielle Funktion fehlt dem Microcontroller. Der Pico hat einfach kein Zeitgefühl. 

Das ist ein ziemlich großes Manko des Picos, der sonst wirklich ziemlich herausragend ist. Doch das Thema mit der Zeit ist schlicht nicht so einfach. Es geht nicht nru darum eine Zeit als Bezugspunkt zu nutzen um beispielsweise den Pico für eine Uhr zu nutzen. Der Pico kann sich auch deshalb keine Zeit merken weil ihm eine Batterie fehlt. Sobald der Pico vom Strom abgehängt wird würde die Zeit für Ihn stehen bleiben.

Die Funktion “utime.sleep(1)” in der Programmierung mit Micopython lässt den Pico zwar etwas vergleichbares tun, doch eine exakte Uhrzeit lässt sich damit nicht darstellen. Am Beispiel des Codes “utime.sleep(1)” wird das Script für die in der Klammer angegebenen Zeit pausiert. Also bei “utime.sleep(1)” für eine Sekunde. Bei “utime.sleep(2)” für zwei Sekunden. Da der Pico aber auch bruchteile von Sekunden benötigt um das Skript auszuführen würde im Laufe die Zeit nicht mehr stimmen. Ich habe zwar zum Spaß einmal ein Skript verfasst, welches auf dieser Basis eine Art Uhr darstellt, doch es ergeben sich dabei gleich zwei Probleme.

Eben zum Einen die sich so einschleichende Ungenauigkeit und zum Anderen, das sich der Pico die Uhrzeit nicht so einfach holen kann. Kurz um man müsste Ihn jedesmal beim Start auf die aktuelle Uhrzeit einstellen. Er könnte sich die Uhrzeit nicht merken und auch nicht weiterzählen sobald der Pico keinen Strom mehr bekommt. 

Wenn ihr Projekte durchführen wollt bei denen es aber wichtig ist die Zeit zu messen wäre der Pico so nicht geeignet. Es geht dabei nicht nur um eine Uhr. Stellt euch einmal vor Ihr möchtet den Pico dafür verwenden um euer Smarthome aufzurüsten. Er wäre nicht in der Lage eine Lampe zu einer gewissen Uhrzeit automatisch ein- oder auszuschalten. Wenn Ihr an die vielen elektrischen Haushaltsgeräte denkt wird euch schnell klar in jedem dieser Geräte steckt ein Micocontroller. Ein Toaster der nicht irgendwie mit Zeit umgehen könnte, würde alle euere Toasts anbrennen lassen. 

Bei meinem Projekt geht es um eine Binäruhr. Also eigentlich eine ganz gewöhnliche Zeitmesseung nur mit der Darstellung in Binärform. Binär würde also Ziffern von 1, 2, 4, 8, 16, 31, 64, 128, und so weiter bedeuten. Um eine die Ziffer Drei darzustellen zeigt eine Binäruhr also beispielsweise mit einer LED den Wert 1 und den Wert 2 an und so erhält man die Drei. Jeder Blick auf eine Binäruhr ist also etwas mit Kopfrechnen verbunden. Das mag euch komisch vorkommen und ungewohnt sein und sicher ist es im Alltag nicht ganz so tauglich wie eine Uhr mit Ziffern bis 12 für Stunden und 60 für Sekunden und Minuten. 

Ihr könnt es überschlagen wieviele LED Ihr benötigen würdet um also eine normale uns allen gewohnte Uhr darzustellen. Möchtet Ihr also die Zeit mit LED’s darstellen wird es mit einem Raspberry Pi Pico nicht möglich sein. Der verfügt nicht über ausreichend viele einzeln und seperat schaltbare Anschlüsse (GP bzw. GPIO). Ich hatte das in älteren Beiträgen bereits ausgeführt. Sofern Ihr also kein Display anschließen möchtet, wie das Pimoroni Pico Display und eben eine Binäruhr realisieren wollt müsst Ihr euch innerhalb der Möglichkeiten des Picos bewegen. 

Für meine Binäruhr habe ich also sechs Spalten mit vier LED’s vorbereitet. Die ersten beiden Spalten werden meine Anzeige für die Stunden. Ich habe dazu gelbe LED verwendet. Die erste Spalte sind dann meine “Zehner”-Angabe und die zweite Spalte meine “Einer”-Angabe. Meine Minuten Anzeige werden auf gleiche Weise mit roten LED dargestellt werden und die Sekunden mit gründen LED. Meine Bohrvorlage (nachstehend) habe ich dazu ausgedruckt auf das Acylglas geklebt und die Löcher einzeln mit einem Akkubohrer im Duchmesser einer LED ausgebohrt. Die LED’s im Anschluss mit Klebstoff in den Bohrlöchern verklebt.   

Ich muss also noch die LED’s mit Kabeln verlöten und Wiederstände einbauen. Das Spiel kennen wir ja schon aus vorherigen Projekten [siehe hier]. Soweit so gut, doch wie nun umgehen mit dem Zeitgeber Problem. In der Regel könnte man ja mit Software wie Thonny die Bibliotek entsprechend erweitern und Module wie Datetime installieren. 

Das funktioniert mit Micropython aktuell aber noch nicht. und dann wäre auch immer noch das Problem nicht gelöst, dass sich der Pico keine Einstellungen merken kann. Wie gesagt es fehlt Ihm eine Batterie und ein RTC Modul. Auch wenn der Pico sich alla EPROM seine Skripte merken kann und diese auch automatisch starten kann sobald er Strom bekommt müssen wir uns hier noch eine Lösung einfallen lassen. Oder?

Jetzt ist eine Lösung greifbar, die uns hier helfen könnte. Sie nennt sich “WaveShare Precision RTC Module für den Raspberry Pi Pico”. Wir werden also einmal testen müssen, ob uns diese Lösung an das gewünschte Ziel bringen kann aus dem Pico eine Uhr zu machen.

Mehr Infos zum Python Code auf meiner GitHub Seite im Netz. Ob es gelingt im nächsten Teil!

[ronnybetatester]

#Werbung aus #FreudeAmTesten Na, wie spät ist es? Mein erster Entwurf einer binären Uhr... Weitere Daten folgen #xiaomi #amazfitbip #bip #xiaomiamazfit #xiaomiamazfitbip #watchface #XiaomiAmazfitBipWatchface #binäruhr #binarywatch #ronnybetatester https://www.instagram.com/p/Bx9gNnwC7XC/?igshid=164z8ix3j784t

[techcree]

Final: Pico LED Binäruhr

Es ist vollbracht! Mein Projekt Pico LED Binäruhr ist erfolgreich realisiert. Für alle die erst jetzt in das Thema einsteigen sei kurz erklärt worum es hierbei geht. Und übrigens. Jetzt ist es auch Zeit mit der Pico LED Binäruhr an einem Wettbewerb teilzunehmen. Alles das in diesem Bericht...

Es hat nun auch schon ein bisschen Vorgeschichte, denn ich befasse mich mit diesem Projekt schon ein paar Tage und auch ein paar Beiträge (siehe auch dieser Beitrag “Raspberry Pi Pico Binäruhr”, etc.) habe ich dazu bereits verfasst. Das zeigt aber vor allem welche Begeisterung der kleine neue Microcontroller der Raspberry Pi Foundation UK auslösen kann. 

Doch kommen wir zum Projekt: Ziel war es eine Uhr zu bauen. Allerdings eine, die Zeit nicht wie gewöhnlich mit Zeigern und einem Ziffernblatt anzeigt oder auch in Form einer LCD Uhr. Vergessen wir also auch das 24/60 Stunden/Minuten und Sekunden Format. Also alles was herkömmliche Uhren so darbietet. Es geht dabei im Wesentlichen um folgende Punkte: 

den Pico Microcontroller verwenden

ein peiswert umsetzbares Projekt

geeignet auch für den Schulunterricht mit Kindern

Verständnis für Binär

Python Programmieren lernen

Also speziell in diesem Projekt soll eine Uhr entstehen, welche und die Zeit eben binär anzeigt. Damit dies auch optisch noch reizvoll ist, sollte es eben mittels LED’s angezeigt werden. Das Ganze auch in einer Art und Weise, so das es auch Spaß macht einen Hingucker im Zimmer zu haben, der Aufmerksamkeit erzeugt. De Facto muss es aber von der Material-Einkaufsliste her günstig sein. 

Daher kommt natürlich der super Neue und ausgezeichnete Raspberry Pi Pico in Betracht, den wie schon so häufig genannt kostet der rund 4 € und bietet dafür richtig viel. zudem eignete der sich auch ausgezeichnet für den Schulbetrieb, denn man kann eine ganze Reihe Projekte damit realisieren und viel über Programmierung und Microcontroller lernen.

Das Projekt in Summe schätze ich von den Materialien im Einkauf auf um die 20-25 Euro. Die Basis für unser LED Panel ist eine Plexiglas-Platte aus einem Bilderrahmen (gesehen und gekauft im Drogeriemarkt (DM). Gebohrt, verlötet und verkabelt sieht die Binäruhr dann erst einmal so aus:

Eine der großen Herausforderungen bei diesem Projekt ist die Tatsache, das der Pico zwar über einen Temperatursensor verfügt aber nicht über ein Zeitgebendes Modul. Er kann damit schon einiges bieten, doch eben fehlt ihm damit halt jegliches Zeitgefühl. RTC steht für “real time clock”, also eine Echtzeituhr. Das Angebot an Zubehör für den Pico wächst aber derzeit enorm. Wir dürfen also davon ausgehen das es noch eine Vielzahl von sinnvollem Zubehör geben wird mit dem wir weitere tolle Projekte realisieren können. Ich hatte erst zuletzt nachfolgendes Block Breakout Modul entdeckt, welches aber recht teuer ist und den Rahmen für das LED Binäruhr Projekt sprengen würde. Ich kann mir es aber sehr gut im EInsatz an Schulen vorstellen.

Der kleine Pico ist ein richtiger Hit unter Bastler Fans und befindet sich auf einem regelrechten Siegeszug. Eventuell könnte es auch künftig ein Upgrade geben welches unser Zeot-Problem löst. Bis dahin gibt es ein brandneues Modul mit dem wir unser Problem mit dem Pico und der Zeit in den Griff bekommen.

Die Rede ist von dem neuen Waveshare Modul, welches das Manko des fehlenden Zeitgefühls beim Pico löst. Die Wiki zum Waveshare Pico RTC DS3231 Modul habe ich euch hier verlinkt. Leider ist es derzeit noch nicht so leicht bzw. fix zu bekommen, weil man aktuell wegen des Versandweges ziemlich lange Lieferzeiten in Kauf nehmen muss. Bei mir waren es ungefair 20 Tage die ich auf das Modul warten musste. Dabei hat es die Hälfte der Zeit auf einem deutschen Flughafen herumgelegen bis das Päckchen weiterbearbeitet wurde. Seltsam aber nun egal.

Wichtig ist nur - es ist nun geschafft! Eine der anderen großen Herausforderungen ist es dann noch die Werte in einem geeigneten Format zu übergeben damit wir die jeweiligen LED’s einzeln schalten können, welche wir brauchen um beispielsweise den Wert 25 Sekunden anzeigen zu können. Den GitHub Code habe ich euch ebenfalls verlinkt! Wenn Ihr am Projekt arbeitet wird euch der Code den Ihr gerne benutzen durft sicher hilfreich sein. 

Tipp: Beim Basteln und Testen hilft euch zum zurücksetzen der LED’s noch mein kelines Pico_AllLED_Reset.py Python Skript. Damit könnt Ihr bei Bedarf alle LED’s ausschalten wenn Ihr an eurem Skript noch verfeinert und schraubt und es anhalten solltet. 

Wie gesagt wir arbeiten hier mit Python besser gesagt Micropython und dazu setze ich den Thonny IDE ein. Programmieren könnt Ihr mit Thonny beispielsweise auch ganz super von einem Raspberry Pi 4 aus, einem anderen Linux Computer, Windows PC oder Mac und sicher bald auch schon mit einem Chromebook. Der Lerneffekt ist großartig - Ihr werdet das  sehen! 

Wenn euch das Projekt gefällt könnt Ihr gerne auch eine positive Bewertung auf der Seite des Pico Wettbewerbes von PCBWay.com abgeben. Würde mich natürlich freuen. Übrigens findet Ihr dort auch weitere detailierte Informationen wie eine Teileliste und Preise für das benötigte Zubehör und was es noch so gibt. Im Rahmen des Wettbewerbs werden zahlreiche super Projekte mit dem Pico vorgestellt.

Und so sieht das Ergebnis aus, wie Ihr auch im nachfolgenden kleinen Clip sehen könnt.

Viel Spaß beim Nachbauen und studieren! Natürlich könnt Ihr nicht nur den Code anpassen wie es euch besser gefällt, sondern auch ggf. ein anderes Gehäuse oder Panel Material nutzen, damit eure LED Binäruhr euch richtig gut gefällt. Ich würde mich freuen das zu sehen. Ich findet mich auf Twitter!

[techcree]

Entwickeln auf einem Chromebook

Programmieren und Entwickeln auf einem Chromebook? Klar! Perfekt? Naja...

Vor vielen Jahren, ja als Chromebooks das Licht der Welt endeckten, habe ich mich für ein Chromebook entschieden. Am Beginn der Entwicklung war es nur sehr eingeschränkt möglich mit einem Chromebook auch zu entwickeln und wenn dann nur im Web-Umfeld. Damals ging es nicht ohne einen weiteren Computer zu besitzen. Im Laufe der Zeit änderte sich dies, der Windows PC fand seinen Weg auf den Schrott und so hatte ich dann vor einigen Jahren schon eine Windows freie Zone. Noch im Haushalt Raspberry Pi Computer. Und ja eines der Kinder hat ein MacBook und auch sonst alles andere was es so von Apple gibt. Windows war irgendwann nicht wirklich noch ein Thema für mich.

Zugegeben ab und zu denke ich noch darüber nach. Nur um eifach das ein oder andere auszuprobieren und weniger als tägliches Arbeitsinstrument. Auch wenn Chromebooks viel Spaß machen, so war es auch ein bisschen eine Leidensgeschichte. An keinem anderen Betriebssystem wurde in den letzten Jahren soviel herumgeschraubt wie an chromeOS. Das zeigt der Stand der Dinge: Dein Chromebook ist auf dem neuesten Stand. Version 103.0.5060.37 (Offizieller Build) beta (64-Bit). Ja ich betreibe mein Chromebook in der Beta und darüber bin ich auch insgesamt sehr froh. Doch gehen wir einmal weg von Themen wie Webentwicklung, PWA und Co. und schauen auf andere Dinge, wie Entwicklung von künstlicher Intelligenz in Form von Objekterkennung. Oder schauen wir auf die vielen tollen Dinge die uns Python bietet.

Dazu bedarf es auf einem Chromebook der Aktivierung der Entwicklerumgebung. Und damit aktiviert man eigentlich nur einen Container, eine virtuelle Umgebung und deren Basis ist Linux. Heute sind wir ganz aktuell bei Debian Bullseye angekommen und damit sind zwar nicht alle Grenzen aufgehoben. Doch es geht einiges, es geht vieles! Aber auch da knierschte es immer wieder. Die Entwickler von chromeOS versuchen eben den Pfad zu beschreiten Linuxanwendungen zur Verfügung zu stellen und dennoch dafür zu sorgen das Chromebooks diese extrem sicheren Geräte bleiben.

Und da gibt es auch heute noch gewisse Defizite. Das fängt bei so einfachen Dingen wie dem Backup an. Während chromeOS automatisch so alles sichert in der Cloud, wie auch Android Apps, ist ein automatisches Backup beim Linux Container immernoch nicht Realität geworden. Und die Sicherung dieser "Zusatzumgebung" ist regelmäßig von ganz erheblicher Bedeutung. Jedenfalls ist die Entwicklung mit zahlreichen Entwickler Anwendungen machbar. Da wäre die Thonny IDE, ganz wichtig! Visual Code Studio, Ardunino IDE oder GitHubs Atom IDE.

Im Zusammenhang mit Bullseye und Python reden wir natürlich dann unumgänglich von Python3. Programme zu bauen wie meine kleine Wetterstation sind damit kein Problem. Wetterdaten per API Key aus dem Internet holen. Daten aufbreiten und mit Hilfe von Tkinter darstellen. Oder den raspberry Pi Pico Microcontroller oder einen Badger2040 programmieren. Oder ich liebe immernoch sehr mein LED-Binäruhr Projekt mit dem Pico und einem Echtzeit RTC Modul.

Es gibt halt gewisse Grenzen. Immernoch. Nicht alles lässt sich eventuell realisieren, gerade weil ggf. ein Stück Software nötig ist, welche eben auf chromeOS oder Linux nicht läuft. Weil die Anbieter einiger Software diese nur für Windows oder Mac anbieten. Einiges davon im Umfeld von Video- oder Fotobearbeitung, im Gaming Bereich oder oft bei Astronomie-Software. Ob das grund genug ist von einem Chromebook abzugehen?

Naja, da muss man genau hinsehen ob sich dann die deutlich höheren Anschaffungskosten wirklich lohnen. Ich gahe auch schon lange mit einem MacBook als Zweitgerät schwanger. Wohlgemerkt, als Zweitgerät! Und ja es gibt da auch einen Gamer in der Familie und sicher wird dann auch bald ein Gaming-PC fällig. Oh je. Wenn das zeug doch nur nicht so viel geld kosten würde!

Die Frage danach ob und wie gut man auf einem Chromebook entwickeln, programmieren kann ist damit aber beantwortet. Die Anwort lautet ganz klar: JA! Aber das ist nur der Tatsache gschuldet Linux im Container nutzen zu können. Ohne diese Funktionalität wären Chromebooks sonst dafür ungeeignet. Und der Container bringt zwar Sicherheit aber auch Einschränkungen! Es ist nicht das erste mal das ich meine ganz persönlichen Gedanken zu diesem Thema zusammenfasse. So richtig rund ist es eben noch nicht.

Es gibt nun auch einen Punkt mehr zu beachten. Bislang war Chromebook gleich Chromebook. Das hat sich geändert. Jetzt gibt es Chromebooks mit verschiedenen Prozessoren. In ein paar Chromebooks schlägt ein Herz von Intel, bei anderen ein AMD oder was auch immer. Und es bedeutet viel, denn je nach dem was man da so anstellen will kann der Prozessor nun entscheidend darüber sein ob und was geht. Aber mehr noch.

Bei Chromebooks war bisher immer die Devise, wenn es mal schrott geht, neues kaufen, anmelden und alles wieder so da wie vorher. Das geht auch prinzipiell heute noch so. Jedoch ist das neue Chromebook mit einem anderen Prozessor ausgestattet oder ist ein anderes Bauteil maßgeblich ein anderes kann es das schon gewesen sein. Wir nähern uns also anderen Betriebssystemen mit deren üblichen Problemen an. Gerade in größeren Firmen sind solche Hardwareunterschiede ein echtes Problem. Gut, maßgeblich wegen Windows. Andere Baureihe, andere Grafikkarte und dabei muss das Modell bzw. die Modellserie garnicht anders sein.

Solche Dinge bereiten Administratoren immer wieder Probleme. Bei einem Chromebook muss aber nun kein Update oder Image ausgerollt werden und das macht es sicher einfacher. An die Stelle von Active Directory tritt der Workspace Admin und Chromebooks bieten schon deutliche mehr Sicherheit und sind auch einfacher in der handhabung wenn es darum geht das Mitarbeiter das Unternehmen verlassen und gehandelt werden muss.

Aber bleiben wir beim Thema "Developer". Gehen wir einmal nicht von jemanden aus, der Chromebooks seit dem Tag Eins kennt. Ein geringes Budget hat und sich deshalb ggf. für ein Chromebooks entschieden hat. Stellen wir uns die Frage ob ein Entwickler, der bisher auf einem MacBook gearbeitet hat auf ein Chromebook umsteigen würde. Die Frage können wir sicher ganz klar mit Nein beantworten. Sie verstehen warum wir uns an dieser Stelle irgendwie im Kreis drehen?

Könnten wir es nur am Preis festmachen, dann wäre es bis vor ca. 2-3 Jahren noch einfach gewesen. Chromebook! Aber wer heute ein Top-Modell haben möchte muss nun auch für ein Chromebook fast die gleiche Summe investieren wie für ein MacBook. Chromebooks sind toll, ist aber der Preis nicht mehr ausschlaggebend für die Kaufentscheidung, ist die Sicherheit mit Einschränkungen hinzunehmen und brauche ich Power unter der Haube um auch mal viele Daten zu verarbeiten und lange und komplexe Skripte auszuführen. Ja, nun dann wird 's eng für ein Chromebook.

Ganz offen und ohne voruteile? Immer auch unter dem Aspekt man kennt die verschiedenen Systeme auch wirklich und qatscht nix nach was man so hört. Wie würdet Ihr euch entscheiden?

[techcree]

Update Binär LED Uhr

Hallo Bastler und Raspberry Pi Freunde! Eine selbstgebaute LED Uhr. Ist das nicht der Traum eines jeden Nerds? Ich habe eine gebaut und jetzt noch verbessert. Optional mit Anzeige der Temperatur.

Für mein Modell habe ich ein Plexiglas genommen weil ich den Durchblick auf die Technik wollte. Doch ich habe für euch jetzt auch ein Gehäuse für diese Uhr entworfen, welches Ihr euch mit Hilfe einess 3D Druckers erstellen könnt. Aber es gibt bei der Uhr jetzt noch eine Neuerung. Ein Buzzer ist nun verbaut.

Für alle die den ursprünglichen Artikel nicht gelesen haben (was kein Problem ist) sei noch kurz erklärt was eine LED Binäruhr eigentlich ist. Es ist eine Uhr bei der die zeit über jeweils aufleuchtende LED 's angezeigt wird. Soweit klar, das sagt ja auch schon der Name. Zwar könntet Ihr natürlich auch eine andere Art der Darstellung wählen, ich aber habe mich für das Binärsystem als Anzeige für die Uhrzeit entschieden und entsprechend muss man um die Zeit abzulesen etwas Kopfrechnen.

Am Anfang mag das etwas schwierig wirken, doch ihr merkt schnell wie einfach es mit etwas Übung geht und trainiert damit gleich eurer Gehirn. Kommen wir zu den Bauteilen die benötigt werden. Erstmal einen Raspberry Pi Pico, zudem eine Steckplatte und einige Steckkabel, 22 LED 's und einen Draht für GND. Noch einen Buzzer und ganz wichtig ein RTC Modul. Also ein Echtzeitmodul. Ich habe mich für ein Modul entschieden welches einfach auf dem Pico gesteckt werden kann.

Den Pico müsst Ihr euch vorbereiten mit der Verlötung der Pins. Ihr braucht noch ein passendes USB Kabel zum Programmieren und später um die Uhr mit Strom zu versorgen. Dazu natürlich einen Computer und ich empfehle Thonny IDE um den Pico zu programmieren. Rein für das Projekt werdet ihr ca. 20 Euro für das Material ausgeben. Ihr könnt eine Acrylplatte nehmen un die Böhrungen für die LED 's anfertigen oder druckt euch ein Gehäuse mit einem 3D Drucker.

Die Zeitdarstellung wird also in je zwei Spalten mit je vier LED 's dargestellt. Zwei Spalten für die Sekunden, einmal Einer und eimal Zehner. Die Nötigen Zuordnungen sind je LED die Ziffer 1 bzw. 2, 4 und 8. Das gleiche dann für die Anzeige der Minuten und ebenso für die Anzeige der Stunden. In meinem Fall habe ich mich für unterschiedliche Farben der LED 's entschieden. Sekunden LED sind grün, Minuten LED rot und Stunden gelb. Ihr könnt natürlich auch andere Farben ganz nach eurem Geschmak nehmen oder alles in einer Farbe ist auch kein Problem.

Wie bereits erwähnt habe ich die Uhr schon einige Monate in Gebrauch. Durch das RTC Modul mit Batterie merkt sich die Uhr die Zeit auch wenn ihr sie einmal vom Strom nehmt und das je nach Modul und Batterie könnte das sogar bis zu 2 Jahre lang der Fall sein. Den Code, welchen ich für die Uhr geschrieben habe könnt Ihr gerne verwenden. Ihr finden alles dazu auf meiner GitHub Seite.

Wie gesagt jetzt gab es eine kleine Neureung für die Uhr. Ich habe noch einen Buzzer eingebaut. Der piepst derzeit beim Start der Uhr. Ihr könntet den aber auch nutzen um ein Signal bei jeder vollen Stunde auszugeben oder mit einem weiteren ggf. etwas kniffeligen Script ließe sich da auch ein Wecker draus machen. Das Buzzermodul habe ich auf die Rückseite meiner Plexiglasscheibe geklebt. Das hatte zur Folge das der Buzzer auch recht laut und gut zu hören ist.

Leider gibt es beim Pico nicht mehr viel Platz für weitere LED zu steuern. Bei meinem Projekt sind noch Anschlüsse übrig. Immerhin ist der günstige Microcontroller ja eigentlich schon recht gut ausgestattet. . Beim Raspberry Pi Pico ist die Anzahl der GPIO 's eben limitiert. Ein Buzzerr war kein Problem, jedoch reichen die GPIO 's nicht um bspe. noch die Wochentage oder das Datum anzuzeigen. Das wäre noch ganz lustig gewesen. Wenn Ihr da aber mehr wollt müsst ihr euch ggf. für ein anderes Display entscheiden. Nur den Code für die LED Binäruhr bekommt ihr auf GitHub [hier].

Eine Idee wäre aber ggf. zwischendurch sn Stelle der Uhrzeit etwas anderes anzeigen zu lassen. Da der Pico über einen eingebauten Temperatursensor verfügt wäre auch das möglich. Ich habe dazu ein Beispiel bei dem nach der Startsequenz zunächst die Uhrzeit angezeigt wird und dann dreimal eine Temperaturmessung und Anzeige erfolgt. Danach springt es wieder auf die Uhrzeitanzeige zurück. Den Code inkl. Temperaturanzeige findet ihr [hier].

Und natürlich gibt es eine detailierte Beschreibung der GPIO Belegung und der Zuordnung der GPIO 's zu den LED 's. Übrigens ist das Ganze natürlich auf den Pico ausgelegt und verwendet daher im Kern Micropython. Es sollte auf einem Raspberry Pi Einplatinenrechner der in etwa ja die gleiche PIN Strucktur hat auch funktionieren.

Wenn Ihr es etwas schöner haben möchtet mag an der Stelle mein 3D Druck Modell empfohlen sein. Im Prinzip seid Ihr aber ganz frei je nach dem was euch so zur Verfügung steht. Für meine erste Uhr, die ich so heute noch verwende hatte ich mir aus einem Drogeriemarkt einen Plexiglas-Bilderrahmen besorgt und den Zweckentfremdet. Kurz die Löscher reingebohrt (hier sei ein kleiner Sicherheitshinweis noch angemerkt: Schutzbrille beim Bohren wegen splittern des Glases/Materiales ist empfohlen).

Lasst euch nicht davon irritieren dass in meinem Original zwei LED 's zuviel verbaut sind. Ihr benötigt nur 22 und keine 24 LED um die Zeit im Binärformat anzuzeigen. Bei dem 3D Druckmodell habe ich das korrigiert. In meiner version hatte ich noch einen anderen Ansatz mit den verbleibenden LED 's verfolgt, aber verworfen. Die sind also nun unbelegt und könnten noch anderweitig Verwendung finden!

Das neue Gehäuse könnt Ihr auf Tinkercat [hier] finden und kostenlos herunterladen und verwenden. Die Funktionsweise der Uhr zeige ich auf einem kleinen Shorty auf YouTube [hier].

[techcree]

Lasst uns mit E.T. quatschen!

Irgendwie ein Menschheitstraum. Der erste Kontakt zu einer intelligenten Spezies ausserhalb der Erde. Auf der Erde wird das auch noch schwerer. Aber Spaß bei Seite. Wie könnten wir eine solche Kommunikation über große Distanz herstellen und würde uns E.T. überhaupt verstehen? Ich hätte da eine Idee!

Zum einen ist der Faktor der Entfernung ein Thema, jedoch selbst wenn E.T. im Orbit unseres Planeten wäre, so wäre es erstmal schwierig mit ihm zu kommunizieren. Wir denken da an die zahlreichen SiFi-Filme und auch wenn man bei StarTrek oder StarWars das irgendwie gelöst haben will, so ist das erstmal im jetzt und heute sehr unrealistisch. Um hier jetzt nicht gleich in die Alien Freakshow zugeordnet zu werden, denken wir noch kurz an die Arecibo-Botschaft oder die Voyager-Sonden und den unübertrefflichen und wunderbaren Carl Sagan. Betrachten wir es einmal ganz prakmatisch und etwas wissenschaftlich und denken über die Lösung nach, welche ich euch jetzt vorstellen möchte. 

Worauf es eigentlich nun ankommt ist, das Ihr es auch selbst nachbauen könnt und auch selbst wenn Ihr noch Kinder seit auch gedanklich nachvollziehen könnt. Ein einfach Ansatz den wohl dann auch E.T. verstehen könnte. Mit Sprache haben wir erstmal ein Problem. Allein die Anzahl der verschiedenen Sprachen auf unserer Welt zeigt die Komplexität des Ganzen. Also unterhalten wir uns mit E.T. in Englisch oder Spanisch oder gar Deutsch? Eher nicht. Ein bisschen Mathematik sollte E.T. verstehen können und da es um Gesetzmäßigkeiten geht die im ganzen Universum Gültigkeit haben dürfte, ist das natürlich auch Teil unseres Ansatzes.

Jetzt ist es zunächst auch egal, wie wir das realisieren. Also ob optisch oder via Radiosignal oder Infrarot oder wie auch immer. Was wir tun wollen ist unabhängig von der Lösung der Art der Übertragung. Wir beginnen aber mal mit Licht. Wir senden Lichtsignale in einer unregelmäßigen aber gleichartigen Form und werden so die Aufmerksamkeit eines potentiellen Empfängers wecken können, der den Blick zum Himmel richtet und unseren Planeten in weiter Ferne entdecken könnte. Bzw. unsere Sonne. Die verdunkeln wir mal mit einem riesigen Sonnenkollektor, dessen Flügel wir drehen können und so quasi für unseren Alienfreund das Lich ein- und ausschalten können. Dazu müssen wir noch nicht einmal die ganze Sonne abdunkeln, sondern nutzen das Prinzip des Transitverfahrens. Wie auch immer. Wir suchen zudem eine Spezies, die nicht über Tasthaare kommunziert, sondern optische oder akustische Sensoren hat. So wie wir. Also mindestens soetwas wie Augen und Ohren. 

Wir nehmen uns dazu einen Raspberry Pi Pico. Der 4€ Microcontroller wird uns brav und stetig Dienste leisten und unser Signal in einer Dauerschleife senden. Zumindest bis wir eine Antwort bekommen. Und da wir nicht wahllos drauflos babbeln wollen und ja auch nicht viel Erfolg damit haben dürften, schicken wir unserem potentiellen Empfänger eine Bedienungsanleitung vorab. Dazu habe ich mir einen Testaufbau mit einer LED aus meinem LED Panel meines Mini-Supercomputers genommen.

Ihr braucht dazu natürlich keinen Mini-Supercomputer. Es reicht ein PC zum programmieren des Pico Microcontrollers, den Pico selbst und eine LED oder ggf. ein Buzzer, ein paar Kabel und schon kann es losgehen. Zum Programmieren verwenden wir Thonny und die Programmiersprache Micropython. Ganz wichtig ist, das wir uns Gedanken machen über die Lichtsignale und deren Länge und noch wichtiger deren Pausen. Das Prinzip ist ein bisschen der Binärcode doch wir machen es für unseren Alien so einfach wie möglich. Im ersten Schritt bringen wir ihm eine kleine Rechenaufgabe bei und erzeugen seine Aufmerksamkeit. Wir senden also eine 1, dann eine 2 und noch eine 3! Das Skript dazu sieht wie folgt aus:

Ihr könnt dabei erkennen, dass wir die Zahl 3 nicht einfach mit dreimal Blinken übertragen. Wir errechnen Sie aus der Zahl 1 und der Zahl zwei, so wie wir das vom Binärcode her kennen. In einer Tabelle stellen wir die sich so ergebenden Signalfolgen mit deren Pausen fest. 

Wir legen also alle Zahlen fest die wir senden wollen in dieser Form und um Ihm beizubringen wie wir ein Zahlensystem verstehen. Es geht darum ein gemeinsames Kommunikationsverständnis zu bekommen. Denkt nur einmal daran, dass es auch heute noch Gruppen von Menschen bei uns auf der Erde gibt, welche nicht in der Form mit Zahlen umgehen können, wie die meißten von uns. Sie kennen nur einen oder viele oder mehrere. Um sich mitzuteilen wie viele Fische sie gefangen haben sagen Sie einen oder mehrere. aber nicht genau wieviele Fische sie gefangen haben. In manchen Kulturen hat sich einfach selbst im Laufe der Zeit kein 10′ er Zahlensystem entwickelt wie es heute von den meißten Menschen benutzt wird. Auch die lateinische Zählweise ist in diesem Zusammenhang interessant.  

Beispielsweise ist die Schreibweise in Arabischen Ziffern für eine Jahreszahl “2020". Römische Zahlen verwenden Buchstaben und so lautet dort diese Zahl “MMXX". Sie setzt sich wie folgt zusammen: M = 1000 + M = 1000 + X = 10 + X =10 also gleich MMXX für 2020. Wir dürfen also den Gedanken der Buchstaben nicht ganz werwerfen.

Erstmal müssen wir und der E.T. auch keine komplexen Berechnungen oder Strukturen verstehen können. Wir senden erstmal die Zahlen von 1 bis 26. Warum 26? Das seht Ihr später. Unser Code, also die Lichtimpulse sehen also wie folgt auf einer Tabelle dargestellt aus:

Ihr habt es eventuell schon erraten. Wir brauchen das Verständnis unseres entfernten Freundes für die Zahlen bis zur Ziffer 26, weil wir später sogar Buchstaben verwenden wollen. Unser Alphabet hat in Großschrift allein 26 Buchstaben. Ja unser Alien wird noch schreiben lernen, wie wir es tun.

Bevor es weitergeht schauen wir bzw. unser E.T. mal die erste Sequenz im nachfolgenden Vidoe mit der Ziffer 1, 2 und 3 an. Achtet bitte auf die grüne LED und lasst euch nicht von dem rechtlichen Geblinke meines Mini-Supercomputers iritieren:

Natürlich können wir das noch beschleunigen indem wir die Pausen verkürzen. Aber wir nehmen Bezug zum Leuchten eines Sternes am Nachthimmel und wollen ja eben Aufmerksamkeit erzeugen und die Möglichkeit haben mitzuzählen. Das ist die wichtigste Erwartungshaltung, die wir an den Alien stellen. Er soll das Signal sehen, merken das es nicht natürlich ist und anfangen es zu beobachten und die Lichtimpulse zählen.

Nachdem er dann erfolgreich verstanden hat, dass es hier um Ziffern 1-26 geht und das Signal anders angekündigt wird wenn es um etwas anderes geht als Ziffern (Buchstaben), geben wir ihm jetzt eine Matrix mit auf dem Weg. Wir senden ihm, Lichtfrequenzen in 5 Serien a 5 Sequenzen. Diese sollen ihm zeigen es scheint da eine Art Schablone zu sein. Die bsteht aus 5 Zeilen und 5 Spalten und insgesamt also 25 Feldern. Er kann nun die Schablone in den “Sand” zeichnen und wir werden ihn dazu bringen sich 25 Steine zu suchen und diese nach und nach auf der Matrix zu plazieren. 

Jetzt können wir ihm nun Symbole schicken. Unsere Buchstaben bspw. passen da rein. Mit den Ziffern und den Startsequenzen lernt er nun die Buchstaben Symbole dem Signal zuzuordnen. Alles was in die Matrix 25 passt. Figuren zur Darstellung wie wir aussehen oder auch Buchstaben. Wir kombinieren nun die Ziffern und Buchstaben Sequenzen mit der Sequenz für unsere 25′ iger Matrix. Er wird also nun den Bezug herstellen können und die Information darstellen können. Wir können nun auch Binärcode bspw. mit 8 Bit schicken. Wir können damit also auch ein gemeinsammes Verständnis für Zeit herstellen. Siehe dazu meinen Beitrag zur Binäruhr, die auf der gleichen 25′ziger Matrix läuft [hier]. Oder mein Beitrag zum LED Panel [hier].

Ob wir unserem Ausserirdischen das Alphabet beibringen wollen ist so eine Frage, aber wir hätten damit eine Basis. Kommt auch darauf an wie uns ggf. geantwortet wird. Den Code, welchen wir dazu senden wollen, sieht dann jedenfalls wie folgt aus:

Die ganze Lichtorgel ist nun schon ziemlich lang. Unser entfernter Freund wird also schon etwas zusehen müssen und wird auch verstehen das es sich um eine Schleife handelt. Das Signal muss zudem auf einen potentiellen Kandidaten bereich gerichtet werden. Unsere Astronomen machen aber großartige Fortschritte um einen potentiellen Planeten zu finden bzw. haben schon eine Reihe potentieller Planeten gefunden, die zumindest die Voraussetzungen bieten, das es dort Leben wie bei uns geben könnte.

Jetzt haben wir also zumindest eine Bedienungsanleitung für die Kommunikation mit uns. Im nächsten Schritt denken wir nochmal über das Wie nach. Die Frage ist beispielsweise wie weit würde man eine Mega LED auf der Erde sehen können. Eventuell noch dazu ein Mega Radio-Teleskop. In unserem kleinen Versuchsaufbau könnten wir nun über einen optischen Sensor nachdenken mit dem wir das Blinken der LED erkennen und aufzeichnen um zu sehen wie wir es erfassen könnten. Dazu bräuchten wir eigentlich nur einen Raspberry Pi 4 und einen geeigneten optischen Sensor. Und ein kleines Programm, welches die Singal erfasst und speichert und darstellt. Darüber muss ich aber erstnochmal etwas nachdenken.  

Ich hoffe es hat euch Spaß gemacht und schauen wir mal was uns bzw. jedem von euch noch dazu einfallen wird. Denk und Forscht und Ihr seid!

[techcree]

Pico LED Projekt Finale

Das ist nur der letzte Teil meines Pico LED Projektes mit dem Ziel einzelne Buchstaben leuchten zu lassen oder auch andere Effekte darzustellen. Ich habe auch den Code für eine Binäruhr geschrieben die auf das Panel passt. Und so sieht es aus... 

Moment ein bisschen was muss ich noch dazu sagen. Irgendwie soll der Raspberry Pi Pico auch am Panel befestigt werden. Schließlich soll das Ganze  eine Einheit sein, so dass man es auch überall dort aufstellen kann wo man Stromversorgung in der Nähe hat. Also ohne permanent am Computer hängen zu müssen. Den benötigen wir ja nur zur Programmierung der Effekte. 

Ich habe eine Weile überlegt wie ich den Pico am Besten befestige. Ich will den PicoMicrocontroller ja auch noch später entnehmen können und er soll gut zugänglich sein. Letztlich habe ich mich dazu entschlossen das so zu lösen wie Ihr auf den nachfolgenden Bild erkennen könnt.

Ursprünglich hatte ich alle Kabel mit Kabelbinder zusammengefasst. Doch davon bin ich wieder abgekommen, denn es ist ein mächtiges Kabelbündel entstanden und das hat mir nicht so wirklich gefallen. Man muss auch die Kraft haben eine Fehler zu erkennen, dazu zu stehen und ihn zu korrigieren. 

Zunächst sieht das Panel also so aus. Ferner habe ich auch die Programmierung nochmal angepasst. Ich wollte das zunächst alle LED aufleuchten, nach und nach pro Zeile und dann nach und nach pro Zeile wieder ausgehen, die LED für den Buchstaben der angezeigt wird aber anbleiben. 

Ein ganz witziger Effekt, der auch nicht so schwierig zu programmieren ist. Den Code wie gesagt findet Ihr auf GitHub und am Ende des Beitrags findet Ihr den Link.

Der Silberdarht für die (-) Polung der LED ist jetzt auch installiert und verlötet. Eine LED musste ich noch auf einen anderen GPIO (GP0) umlegen, das weicht also vom ursprünglichen Plan ab.

Okay. Nun wollen wir mal sehen ob es funzt. Vorhang auf:  Tataaaa

Hier nochmal zusammengefasst alle Beiträge, Infos und Links zu diesem Thema/Projekt:

Beitrag [Teil 1] - grundlegende infos und Vorbereitung

Beitrag [Teil 2] - Panel vorbereiten/bohren und programmieren

Beitrag [Teil 3] - was geht noch, die Ergänzung Binäruhr

Beitrag [Teil 4] - LED vorbereiten und verkabeln

Beitrag [Teil 5] - aktueller Beitrag Finale

Programmiercode auf GitHub [hier]

Falls ihr Fragen, Anregungen habt oder Hilfe benötigt [hier]

Natürlich würde ich mich freuen wenn ich mal eure Projekte sehen könnte! Nutz das Formular und ich schicke euch einen Link (Google Drive) wo Ihr euer Projekt, Fotos dazu hochladen könnt oder Postet es auf Twitter und nennt mich dabei https://twitter.com/STSKANTA #Cree! Viel Spaß damit!

[techcree]

Projekt Pico LED Binäruhr

Der erste Schritt im Projekt mit dem LED Tableau/Panel war in Richtung Buchstaben zu gehen. Also einzelne Buchstaben mit Hilfe von LED leuchten zu lassen. Das Panel bietet uns eine Basis von 5x5=25 LED’s, also 5 pro Zeile und 5 Spalten. Das ist es was man mindestens benötigt um einen Großbuchstaben halbwegs leserlich darzustellen. Und leisten soll uns da der kleine Raspberry Pi Pico Microcontroller. Doch während ich an diesem Projekt arbeite kommt mir der Gedanke, dass man ja mit so einem Panel mehr machen können muss. Zum Beispiel eine LED Binär Uhr.

Also eine herkömmliche Uhr kennt wohl jeder von euch. Aber selbst wenn wir auf die Sekundenanzeige und einige weitere Details verzichten, weil wir ggf. auch nicht alle 60 Minuten anzeigen lassen, sonder nur Abschnitte a 10 Minuten, so reichen uns die GP Schnittstellen am Pico so nicht aus. Also schlie0lich wollen wir jede einzelne LED auch einzeln per Befehl ein- und ausschalten.

Eine Binäruhr ist dagegen eine Uhr die uns hilft die Anzahl der LED drastisch zu reduzieren. Sie basiert auf dem Binärverständnis und stellt beispielsweise die Uhrzeit 21:58 Uhr in nachfolgend auf dem Bild zu sehenden Art dar. Die Uhrzeit kann eigentlich ganz einfach abgelesen werden, jedoch ist eben jede Darstellung einer Zeit mit etwas Kopfrechnen verbunden. Dabei unterteilen wir nochmals, denn wir nutzen für die Zehnerangaben eine eigene Leiste und das bedeutet eine Anzeige 1, 2, 4, 8 für die Minuten + 10, 20, 40 für die Minuten. Das gleiche bei der Anzeige für die Stunden. Auf die Sekunden verzichten wir hier. Nicht weil der Pico uns nicht genug GP Schaltungen erlauben würde. Der Grund dafür ist, dass uns sonst das Panael nicht ausreicht. Dazu würden wir 6 Spalten brauchen und die haben wir auf dem Panal für die Buchstaben nicht vorgesehen.  

Die basis für die Ausführung unseres Projektes solla lso wieder der Raspberry Pi Pico sein. Eben ein Micorcontroller und kein Computer, wie es bspw. der Raspberry Pi 4 ist. Das stellt uns auch vor ein paar Probleme bei diesem Projekt welche ich euch nicht verschweigen möchte. Der Pico kann zwar Zeit messen, also Sekunden zählen, hat aber nicht wie bei einem Computer eine eigene Systemzeit und die Möglichkeit so zu programmieren, wie es uns ein Pi 4 ermöglichen würde. Auch ein Funkuhrenmodul, welches uns die genaue Uhrzeit liefern würde ist ein Problem, denn wir müssten die Sache komplett anders angehen, weil uns im Skipt ein Einstiegspunkt fehlt. Auch eben auf ein Art “if then/go to” verzichten wir. Ich möchte euch also mit diesem Projekt zeigen, wie Ihr den Pico dennoch als eine Binäruhr nutzen könnt. Ihr müsst ihn in dieser Form aber um die Uhr zu stellen immer zu einer festen Uhrzeit starten. Beginnt bspw. das Skript um 0:00 Uhr startet der Pico mit dem Skript wenn es als main.py abgespeichert ist sobald er Strom bekommt. Dann zählt er die Sekunden immer weiter bis es bspw. 23:59 Uhr ist.

Ist zwischenzeitlich der Strom weg müsst Ihr für die genaue Uhrzeit dann den Pico auch wieder um 0:00 Uhr starten. Soweit verstanden. Wir werden sehen, wie und ob wir das Problem in weiteren Schritten bewältigen können und dann auch ggf. das Skript verkürzen. Damit Ihr es Minute für Minute nachvollziehen könnt habe ich mir die Mühe gemacht das Skript auch sehr aufwendig zu machen. Aber dazu später mehr.

Wie gesagt wir nutzen das gleiche Panel wie beim LED Buchstaben Panel. Aktuell ist es zwar schon vorbereitet aber noch nicht fertig. Ich bin derzeit noch auf dem Stand, dass die Löcher gebohrt sind und nun im nächsten Schritt die LED eingeklebt werden können. Ein eigenes Panel für die Binäruhr wäre also auch eine gute Idee. Ihr benötigt dann auch viele weniger LED’s. Aber ich will das Panel nunmal für weitere Projekte nutzen. Dann könnt Ihr euch noch Gedanken zu den Farben der LED machen. Bei mir wird das Panel eine einheitliche Farbe haben. Für eine binäruhr wäre aber nicht uncool für bspw. Minuten und Stunden (ggf. Sekunden) eine eigene Farbe zu nehmen.

Im ersten Schritt habe ich mir einmal Gedanken gemacht, wie ich die Sache darstellen kann. dabei ist mir auch schon gleich der esrte Fehler unterlaufen, denn bspw. lassen sich ein paar Zahlen unterschiedlich darstellen. Die “20″ könnte sich zusammensetzen aus den Zahlen (binär) 10+8+2 oder einfach nur 20. Es macht also Sinn sich erstmal eine Excel oder Sheets Datei zu erstellen und gleich mal dort die varianten darzustellen und zu prüfen. Je nachdem wie ihr das macht könnt Ihr so auch gleich den Teil der Codes erstellen, mit dem Ihr die LED’s anschaltet. Der lässt sich dann später in ein Programm wie Thonny ganz leicht reinkopieren.

Wie gesagt wir benötigen nicht alle GP des Pico und damit ja auch nicht alle LED unseres Panels. Im nachfolgenden Bild könnt Ihr erkennen welche GP’s wir also für die Binäruhr aus Stunden und Minuten brauchen. 

Das lässt sich nun auch recht leicht auf Übersetzen, also die Zahl 1 benötigt die LED 24. Die Zahl 7 bspw. die LED 14, 19 und die 24. Und so weiter...

Eventuell habt Ihr ja sogar noch eine viel bessere Idee das Ganze darzustellen und auch umzusetzen. Würde mich auch freuen, wenn Ihr mir das mal schreibt. Wichtig ist erstmal für mich gewesen, dann man das überhaupt erstmal versteht um was es dabei geht. Und es lassen sich so viele coole Sachen damit machen!

Mit dem Programmiercode auf der Basis von Micropython, denn das ist es was der kleine Pico ja super beherrschen kann, habe ich schon mal begonnen und werde ihn im Laufe der Zeit vervollständigen. Als Basis für eurer eigenes Projekt in dieser Art könnt Ihr da aber schon einiges verwenden und den Code findet Ihr natürlich bei mir auf GitHub im Pico Projekt [hier]. Viel Spaß damit und mal sehen was uns noch einfällt mit dem 25 LED Panel un dem Pico!

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