Entwicklung des finalen Projekts (Teil 3) Feinschliff

Technisch war unser Projekt nun fast vollständig, es fehlte nur noch der Feinschliff um es zu vollenden.
Doch auch hier dauerte wieder alles länger als geplant, denn es mussten über Tage viele kleine Aspekte angepasst werden und so mancher Fehler entpuppte sich als wesentlich schwerer zu lösen als gedacht.

Wir mussten leider feststellen, dass unsere Teile für das „U“ und die Platte, an der die Servos befestigt sind, zu dünn sind. Die gesamte Konstruktion war wackelig und wirkte nicht sicher genug. Außerdem fing alles stark an zu Wackeln, wenn man die Servos in Betrieb nahm. Deshalb entscheiden wir uns, doch ein stärkeres und schwereres Stück Holz zu nehmen. Wir mussten jetzt natürlich alles wieder neu cutten, unser altes Modell abbauen und komplett neu bauen, wodurch wir einiges an Zeit verloren haben.

Wir hatten uns bei einem der ersten Meetings dafür entschieden einen 360° Servo zu bestellen, dieser ist nach langer Wartezeit nun endlich angekommen, sodass wir auch diesen endlich einbauen konnten. Nach dem Einbau ist uns aufgefallen das dieser nicht hunderprozentig ruhig und grade läuft, woraufhin wir unsere Drehplatte, den Servoaufsatz und die Servobefestigung, bis wir zufrieden waren, überprüfen mussten.

Um die Pedale in Betrieb nehmen zu können, müssen wir diese auch noch sauber verkabeln. Zu diesem Zweck haben wir eine weitere Platine für die beiden Pedale gelötet und an einem Pedal befestigt. Das Anbringen der Stecker war zwar auch wieder mit diversen kleinen Schwierigkeiten verbunden, jedoch brachte das der ganzen Konstruktion eine enorme Flexibilität!

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Nach dem Verkabeln, haben wir beide Pedale ausführlich getestet und sind dabei auf ein großes Problem gestoßen: Ein Pedal überträgt keine ordentliche Werte.

Die Fehler waren behoben und ein drittes binäres „Pedal“ zum ändern der Modi und der zugehörigen LEDs. Dafür haben wir uns durch diverse Schalter gesucht bis wir einen passenden gefunden haben, der mit dem Fuß betätigt wird und am besten auch noch genug widerstand hat und ein akustisches Feedback gibt, sodass man einfach merkt, dass der Modus gewechselt wurde (respektive der Knopf gedrückt wurde). Als wir zufrieden waren mit unserem Knopf haben wir uns eine Box entworfen wo wir diesen möglichst leicht und praktisch befestigen können. Diese haben wir wieder gelasercuttet. Dann haben wir den Knopf befestigt, Kabel rausgeführt die Box geleimt und trocknen lassen.

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Als diese trocken war und hielt haben wir ausprobiert wie sie sich bedienen lässt. Wir waren sehr erfreut das wir eine sehr kleine Box hinbekommen haben, die sehr Praktisch und stabil ist aber gleichzeitig auch schön aussieht und ein schönes Feedback gibt.

Die Verkabelung der Pedale war nicht das Einzige, die wir verbessern/verändern mussten. Die Kabel für die Servos waren zu kurz, dass eine Verlängerung unabdingbar war, da sonst die Kabel an den Holzplatten hängen geblieben wären und uns womöglich Schaden angerichtet hätten.

Die Verlängerung der Kabel haben natürlich nicht dazu geführt, dass der Kabelsalat hinter unserer Hauptbefestigung schöner wurde. Daraufhin haben wir uns entschlossen eine Abdeckung einerseits für die LED-Kabel und den hinteren Servo zu fertigen und andererseits noch eine weitere große Box herzustellen, die den Galileo einhüllt und die Kabelmasse verdeckt.

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Damit man sowohl Handsteuerung als auch Pedale an einem Gerät nutzen kann, brauchten wir eine Art Umschalter. Diesen bauten wir in Form eines einfachen Kippschalters an die Handsteuerung an. Auch die entsprechende Gravierung nahmen wir noch im Nachhinein mit dem Laser-Cutter an der schon geleimten Box vor. Dafür war die roter Laser Funktion des Laser-Cutters hilfreich. So konnten wir die Position der Gravur vor dem eigentlichen Gravieren überprüfen, da VisiCut nicht auf zentimeter hohe Boxen kalibriert war.

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Um den Lötinator möglichst vielseitig Nutzen zu können, war von Anfang an unsere Idee die Arbeitsplatte möglichst leicht adaptierbar zu machen. Deswegen haben wir sie mit einem Lochraster versehen. Dafür brauchten wir, auch für Demonstrationszwecke, Aufsätze für dieses Raster. Für den ersten Aufsatz verwendeten wir Krokodilklemmen, da sich an diesen einfach diverse Kabel und andere Bauteile befestigen lassen, für den zweiten Aufsatz wurden breitere Klemmen (für Platinen usw.) verwendet. Diese wurden dann einfach mit Schrauben und Muttern an der runden Arbeitsplatte befestigt.

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Natürlich funktioniert der Lötinator nicht ohne entsprechende Software. Auch diese brauchte noch den Feinschliff. Vorallem Aspekte wie die Geschwindigkeit und generelle Fragen des Mappings von Pedalen bzw. Handsteuerung auf Servos. Mussten hier noch angepasst werden.Allem in allem verlief die Programmierung aber ohne weitere Probleme. Die Software besteht aus zwei großen Ausführungspfaden welche zwischen Joystick und Pedale unterscheidet. Ist der Joystick gewählt, so wird die Position des Joysticks direkt auf die Position der Platte übertragen. Der Drehknopf an der Handsteuerung dient dazu die Platte zu drehen und man kann mit ihm die Geschwindigkeit einstellen. Ist der Pedalmodus gewählt so wird die Arbeitsplatte relativ bewegt. Die Geschwindigkeit wird geregelt, indem je nach Position des Pedals, die Wartezeit zwischen den Erhöhungen des Winkels reduziert oder erhöht wird.

Letzte Tests wurden durchgeführt, und als alles perfekt funktionierte begann der Aufbau für die Präsentation!

Entwicklung des finalen Projekts (Teil 2)

Nach dem die ersten Tage im Fablab schon so erfolgreich waren, starteten wir auch hoch motiviert in die nächsten Tage, die wird dort verbringen sollten, denn es gab noch viel zu tun.

Nachdem der Prototyp der Pedale ja schon parallel gefertigt wurden, ging es nun daran auch die finale Version dieser zu erstellen. Dazu wurden auch wieder viele Teile mit dem Laser-Cutter zugeschnitten und mit Winkeln befestigt. Weiterhin wurden Widerstände an die Platinen gelötet und eine grobe Verkabelung angebracht.
Die Pedale funktionieren auch nach dem Prinzip eines Potentiometers. Hier ist es eher ein diskretes Potentiometer, da der Abnehmer (eine Schlossschraube) über eine Streifenplatine schleift. Zwischen jeder einzelnen Linie der Streifenplatine fallen an einem Widerstand Spannung ab. Die Widerstände sind hier mit 100 Ohm bemessen, da wir ein möglichst hochohmiges Potentiometer benutzen wollten, um mit niedrigen Strömen zu arbeiten. Insgesamt fällt an 38 Widerständen à 100 Ohm 5 Volt ab. So beläuft sich der Strom auf unter 2mA pro Platine.

Der Prototyp (erstes Bild) ist schnell mit MDF-Platten, einer Stichsäge und einer Flex (da keine passenden Holzschrauben vorhanden waren) zusammengezimmert, um das Funktionsprinzip und die Aufhängung der mechanischen Teile, insbesondere des Abnehmers und der Zugfeder des Pedals, zu testen. Hier war wieder wichtig: Beim Machen kommt die Erkenntnis, welche Feder in welchem Abstand benutzt werden muss. Zum Bau des Pedals sei auf diesem Instructable http://www.instructables.com/id/Loetinator/ verwiesen.

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Außerdem konnten wir heute endlich die Hauptsäule an der Grundplatte befestigen und hatten somit erstmals etwas, was im Ansatz nach Lötinator aussah. Vorher wurden allerdings noch in einem langen Prozess die Beleuchtungs- und Mode-LEDs mit Widerständen, Verkabelung und Holzabdeckungen versehen und zusammen mit Schaltern und Steckern an der Hauptsäule befestigt.

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Weiterhin war mittlerweile auch die 3D-gedruckte Sonderbefestigung fertig und konnte noch mit der Platte des Prototypen am U befestigt werden.

Als dann der Galileo auch an der Grundplatte befestigt war und die Verkabelung mittlerweile Urwald ähnliche Ausmaße annahm entschieden wir uns noch eine zusätzliche Platine zu fräsen um die ganzen Kabel an einer Stelle gezielt zusammen zu führen und dort einfach durch Stecker flexibel ein und aussteckbar zu machen.

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Entwicklung des finalen Projekts (Teil 1)

Nun wo der Prototyp funktioniert konnte endlich mit der Entwicklung der finalen Version begonnen werden.
Dazu haben wir zunächst alle Holzelemente, die wir zuvor nur schnell ausgesägt hatten in OpenSCAD und nachher in Inkscape entworfen und angepasst. Diese haben wir dann im Lasercutter zugeschnitten. Weiterhin haben wir ein 3D-Modell für eine (schön rote) Servo-Halterung erstellt, die sich aus Holz bzw. Metallwinkeln schlecht realisieren ließ. Diese haben wir für den 3D-Drucker direkt in Auftrag gegeben.

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Um die Servos und auch sonstigen, anfallenden Kabelsalat besser zu handhaben, wurde eine kleine Lochrasterplatine zusammen gelötet.

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Weiterhin wurde eine Box inklusive Gravur für die analoge Handsteuerung entworfen und direkt gecuttet.
Da sich unser Arbeitsplatz sowieso ins FabLab verlagert hatte, haben wir direkt eine stabile Grundplatte zugeschnitten, die Ecken abgerundet und den „Lötinator“ Schriftzug graviert. Auch die neue Hauptsäule wurde ähnlich bearbeitet mit Hilfe einer speziell zugeschnittenen Rückplatte aus Pappelsperrholz am Servo befestigt.

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Auch die ersten gecutteten Teile für die „U“-Halterung konnten schon montiert werden.
Trotzdem gab es natürlich noch viel zu tun.