Donnerstag, 25. März 2021

Unsere Zeichenmaschine "Regi-1999" vom Typ MakelAngelo

  

Großformatig zeichnen
mit oder ohne "Handicap"


Es gibt viele Menschen, die nicht immer eine ruhige Hand zum zeichnen haben, aber 1.000 kreative Ideen in sich tragen. Nicht jeder schafft es, seine Motive auf eine große Leinwand zu übertragen oder eine Erkrankung (zum Beispiel ein Tremor usw.) hindert sie daran. 

Wir von Technik Kids erarbeiten uns Roboteranwendungen, die Schüler*innen und Student*innen im Team nachbauen können, ob in der Schule, in der Uni oder zu Hause.

Diese Zeichenmaschine lässt sich für ca. 120,- € bauen (60,- € für die Mechanik und ca. 60,- € für die Elektronik, Steuerung...). Je mehr man wiederverwendet, desto preiswerter wird dein V-Plotter. Dies sind nur Richtpreise, aber sie zeigen auf, wie günstig ein Einstieg in die Digitalisierung sein kann. Wenn ein kleines Team von 3 Personen so eine Maschine baut, sind die Investitionskosten minimal. Die Software ist Open Source und für den privaten Bereich kostenlos.  



 

Im Internet sind wir auf eine Konstruktion (Polargraph) aufmerksam geworden, die hervorragend auf deutsch dokumentiert wurde. Daher verzichten wir darauf ein weiteres Tutorial zu erstellen, sondern berichten von unseren Erfahrungen und nennen zum Schluss die Quellen, die uns geholfen und begeistert haben. 

Diese Art von Zeichenmaschine nennt man V-Plotter, Polargraph oder MakelAngelo. Für uns ist diese einfache Installation ein Paradebeispiel, um "Digitalisierung" greifbar zu machen. Mathe, Physik, Elektronik, Informatik und Kunst in einer simplen Maschine vereint. Ein gutes Gerät, um das "Internet der Dinge (IOT)" fassbar zu machen. Es ist wieder möglich, in den eigenen Wänden etwas zu entwickeln und aus Ideen ein Produkt in der Hand zu halten. Wir können aber auch Menschen mit einem Handicap ein Hilfsmittel für kreative Ideen zur Hand geben. Man kann aber auch große Plakate für die nächste Demo erstellen. Alles für eine bessere Ausbildung.

Wir danken 3D-Proto.de für das super gute Tutorial, selten ein so gutes deutsches Tutorial gesehen. 

http://www.3d-proto.de/index.php?p=project_polargraph#Polargraph 

Bevor wir Näheres über unsere Zeichenmaschine "Regi-1999" auflisten, zeigen wir euch in einem kurzen Video, wie diese Maschine funktioniert. Unsere Maschinen bekommen immer einen Namen, so bleiben sie länger in unserer Erinnerung. Wenn ihr unseren Blog kennt, dann seht ihr, dass wir oft die selben Steuerungen verwenden. Oft fehlt uns das Geld für Neuanschaffungen. Daher demontieren wir unsere Maschinen, um neue zu schaffen. Das nennen wir Nachhaltigkeit. 

Video große Zeichenplatte



Wir haben zwei Maschinen gebaut, eine kleine Zeichenmaschine mit den Abmaßen 600x450 mm, die bis DIN A3 plotten kann und eine große Zeichenplatte mit 1100x800 mm Fläche die größer als DIN A2 plotten kann.

Die kleine Zeichenplatte haben wir mit einem Arduino Uno und einer Motortreiber Erweiterungs- Platine (Shield V.1) bestückt und bei der großen Zeichenplatte haben wir eine alte 3D Druckersteuerung verwendet (Ramps 1.4).

Große Zeichenplatte:

Der YouTuber "3D-Proto.de" verwendet in seinem Tutorial ein Vierkantprofil und nutz eine vorhandene Tafel. In der Schule kann es auch ein Whiteboard usw. sein. Wir haben uns einen schwenkbaren Zeichentisch gebaut, den wir auch für die klassischen Zeichnungen nutzen können. 


Quelle: http://www.3d-proto.de/index.php?p=project_polargraph#Polargraph 





Das Gestell ist schwenkbar, je nach Neigung können wir den Druck auf die Stiftspitze etwas variieren und die Zeichnungen später auf klassischer Art verschönern. 



Das komplette Gestell wurde aus Holzresten gefertigt, so wurde ein Treppengestell für Kleinkinder verwendet.


Wir verwenden ebenso die Steuerung (Ramps 1.4) von einem alten 3D Drucker. So können wir jederzeit aus dem Zeichengerät einen Laser Cutter entwerfen oder weitere Funktionen einbauen. 


Wir verwenden die "MakelAngelo" Software , weil sie übersichtlich und einfach in der Handhabung ist. So können auch unerfahrene User die Zeichenmaschine bedienen. Wir haben fast die gleiche Baugröße vom Tutorial gewählt, damit wir nicht viel in der Arduino Firmware ändern mussten. Da wir aber alte Motor Treiber verwenden, mussten wir in der Firmware unter config.h den Microstep Wert von 32 auf 16 Steps ändern. Dies ist aber bestens von 3D-Proto dargestellt. 



Uns ist Open Source Software sehr wichtig, denn jeder sollte sich Bildung leisten können. Wenn man bereits eine "do it yourself" CNC Maschine bedient oder gebaut hat, ist diese Bedienungsoberfläche bekannt, Anfänger*innen raten wir das Tutorial von 3D-Proto zu studieren, denn es vermittelt sehr anschaulich die Grundlagen und erklärt alle notwendigen Schritte und bietet eine Menge Hintergrundinformationen. In der Beschreibung von dem YouTube Video findet ihr einen Link wo auch aufgeführt wird, wie die Kabel an die Steuerung angeschlossen werden müssen.

Nach den ersten Plots lernt ihr die Software "MakelAngelo" kennen und wisst, wo ihr die Home Position am besten setzt, damit ihr ein Din A4 bzw. Din A3 Blatt richtig auf der Zeichenmaschine platziert.


Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen und manchmal klappt es nicht auf Anhieb. Ein Nacht drüber schlafen und die Lösung kommt von alleine. Das Gefühl, es geschafft zu haben, ist unendlich stark. Wenn es eine Teamleistung ist, umso mehr.

Viele Glück bei der Umsetzung!


Kleine Zeichenplatte:

Es war gut, dass wir die Arbeiten an der kleinen Zeichenplatte vorerst unterbrochen haben. Unsere Zeichnungen passten nicht auf die Papiervorlage. Der Plot war zu groß.



1. Testlauf


Die kleine Zeichenplatte ermöglicht eine Zeichenfläche bis DIN A3, das Gestell ist schwenkbar und kann als klassisches Zeichenbrett genutzt werden. Für die Steuerung verwenden wir einen Arduino Uno und das Arduino Shield

Wir haben uns eine 1 Meter breite Platte gekauft und die Zeichenmaschine so, wie im Tutorial gebaut. Dann konnten wir erkennen, das wir in der config.h die Microsteps nicht auf 16 eingestellt haben.

Weitere Informationen / Quelle zur kleinen Zeichenmaschine:



Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=wIR7izosXrA


Steuerung der kleinen Zeichenmaschine:






Dieser Blogeintrag ist noch im Rohentwurf. Natürlich gelten auch hier der Haftungsausschluss und der Hinweis, das jeder in eigener Verantwortung handelt. Aber bitte nicht den Mut vor lauter "Vorschriften" verlieren.


Wir wünschen euch viel Erfolg mit der Zeichenmaschine.


Autor:

Michael Tillmann

technik.kids@gmail.com



Quellenverzeichnis:

Vertikal Plotter im Selbstbau:

Vertikalplotter im Selbstbau – Teil 1 – Hardware und Arduino – Polargraph, Kritzler, Makelangelo und Co. – Makerblog.at 

http://www.makelangelo.com/

Makelangelo Software v7.17.0 – Marginally Clever Robots

Make XY Plotter Drawing Robot

Beispiel von Studenten:

http://fab.academany.org/2018/labs/fablabakgec/machinedesign.html

Ursprung mit den Hinweisen zur Software

https://www.instructables.com/Polargraph-Drawing-Machine/


Arduino Software für den Polargraph


MakelAngelo Software

http://www.mediafire.com/file/5da58js0wgccq5l/Makelangelo.rar/file

XY Plotter / Polargraph /Makelangelo by Arudino UNO R3







Dienstag, 24. November 2020

Unser Clay (Ton) 3D Printer - wir Drucken Schokolade bis hin zum kreativ Beton....

 

Clay 3D Printer

1. Teil

... draußen beherrscht das Corona Virus immer noch unser Leben. Die Kontakte sind weiterhin eingeschränkt. Vieles geschieht bei uns schon immer Online in die Ferne, weil die Kids weit auseinander wohnen. An dieser Stelle einen lieben Gruß nach Österreich. Die beste Medizin in dieser Zeit ist, sich zurückzuziehen und etwas neues zu entwerfen. Jeder Maker oder Hobbyist hat nun Zeit für neue Projekte.

In der Stille liegt die Kraft

Seit einigen Jahren bauen wir 3D Drucker und haben den großen Wunsch, mal andere Werkstoffe, als Plastik, zu drucken. Da unsere 3D Drucker voll ausgelastet sind und wir sie zur Herstellung von Bauteile für den neuen 3D Drucker benötigen, haben wir beschlossen einen neuen Drucker zu bauen.

Die Konstruktionen, der 3D Druck der Bauteile und die Montage hat ca. zwei Wochen beansprucht. Das Kalibrieren der Achsen und die Inbetriebnahme des Druckers ging schnell von der Hand. Auf "Github" ist die Drucker Firmware bestens Dokumentiert.

https://github.com/MarlinFirmware/Marlin

Kleine Bildergalerie:


Der Drucker basiert auf der Grundlage eines "Anet A8" mit der Motorsteuerung Ramps 1.4 (Marlin 1.1) und kann über eine SD Karte (LCD Display) deine Modelle in 3D Drucken. Wir nutzen CURA, um den gcode zu erstellen. 

Wie du ganz einfach aus einem Foto ein 3D Modell erstellst siehst du im folgenen Link: Technik.Kids: 3D Skyline aus einem Foto erstellen - Teil 1 (technik-kids.blogspot.com)




Kinder ab 10 Jahre können den Drucker auch über ein Touch Display steuern, oder über ihr Smartphone. Der Drucker kann auch über ein Webinterface von zu Hause aus gesteuert werden, wenn Corona uns dazu zwingt. So können neue Rezepte getestet werden.


Jedes Druckermaterial verhält sich anders. Da wir nicht mit Druckluft arbeiten müssen wir verschiedene Extruder bauen. Daher arbeiten wir mit einem Schnellwechselsystem.


Für die Materialzuführung verwenden wir 2x 200ml Extruder. Beide sind getrennt voneinander, einer mit der Kennung BIO (Lebensmittelecht) und eine Kennung Beton für nicht Lebensmittel.



Wir versuchen die Druckersteuerung so zu gestalten, das auch ohne Wlan gedruckt werden kann. Über die SD Karte kann man immer offline Drucken, schön ist es aber, wenn dies aber auch über Bluetooth mit dem Smartphone geht. Man kann auf jeden Fall ein Hotspot über Mobilfunk einrichten. Da sind die Kids fit drin.


So erlebt man Hautnah, was Digitalisierung ist. Die Maschine wird Kinderfreundlich gestaltet aber so Anspruchsvoll, dass Künstler ihre Schaffenskunst erweitern können, ohne sich viel mit der Technik auseinander setzen zu müssen. Denn der Drucker ist nur ein Werkzeug, so wie in der Steinzeit, wo die Kohlestücke einen großen Schub der Entwicklung des Menschen gebracht hat. Der Mensch würde zum Künstler.


Jetzt kommt der Bereich, wo wir am wenigsten Ahnung haben und auf Hilfe angewiesen sind!

von Spritzgebäck, Marzipan, Kalt Porzellan, Salzteig, Ton und Keramik Lufttrocknend usw. Alles was sich in einem Spritzbeutel von Hand spritzen lässt. Modelliermassen, Kreativ Beton...


Am Anfang drucken wir zu 100% Biologisch und daher haben wir den Drucker mit zwei Material Extruder ausgestattet und wir entwickeln für unsere Bedürfnisse verschiedene Extruder mit den jeweiligen Druckerspitzen. Im Extruder ist eine Schneckenwelle (Holzschraube) eingebaut.


Die Open Source Konstruktion könnt ihr von "StoneFlower" herunterladen.
Als Dichtung verwenden wir Mosgummi...

Wir versuchen ohne zusätzliche Druckluft auszukommen und erhöhen den Druck auf die Pasten mechanisch.



Vor dem Druck testen wir die Rezepturen mit unserer "Clay Pistole". Mit einem Stepdown Converter können wir die Volt Zahl und somit das Drehmoment des DC Motor regeln.


Rezepturen (Pasten) kann man natürlich auch ganz einfach testen. Mit einem Spritzbeutel fürs backen oder mit einer Einwegspritze (ohne Nadel). 50, 80 oder 100ml Einwegspritzen sind ausreichend.

Beispiel: 50ml Einwegspritze bei Amazon:



Eine menschliche Hand hat viel Kraft, ein Servo Motor am Extruder weniger. Das Rezept deiner Paste sollte leicht herausgedrückt werden können, aber nicht zu flüssig. Viel Erfolg und Spaß dabei.

Lebensmittel (Biologisches Druckmaterial):

Auflage:     

Back Oblaten, Fertige Pfannekuchen, Backpapier, Alu Folie mit Zuckerguss bestrichen.

Nutella, *Schokolade, Fondant, Zuckerguss, Marzipan, Back Teig, Salzteig, Kalt Porzellan.

Für Tipps und Rezepte sind wir dankbar, also Teig, Pasten die man mit dem Spritzbeutel verzieren kann.

*Bei Schokolade verwenden wir eine eigene Heizmanschette, in der wir eine Standard Heizpatrone aus dem 3D Drucker verwenden.




Nicht Lebensmittel (Mineralisches Druckmaterial):

Auflage:

Backpapier, Alu Folie, Glasplatte

Wachs (für den Modellbau / Gießtechnik), Ton lufttrocknend, DIY Kreativ Beton, 

Weitere Materialien die wir testen wollen:

Modelliermassen - Keramiplast, Fimo-Air, Holzplast, Plastiform....u.v.a.m. (hobbyversand-schlachter.de)


Bevor wir anfangen zu drucken, erstellen wir gemeinsam aus euren Vorlagen eine 3D Druckdatei. Das können wir über AnyDesk vom "Homeoffice" machen.

Dann werden wir einen Probedruck mit dem Filzstift machen.


Mit wenig Fantasie könnt ihr euch einen kleinen Laser an der Maschine vorstellen und dieser 3D Drucker erledigt Sperrholzschnitte (Laub Holz Arbeiten), ein weiteres Werkzeug für eure Ideen.

Etwas politisches (Bildungspolitik):

Wenn Schulen jetzt 1000sende iPads bekommen und die Hausaufgaben werden hin und her gesendet, wenn nun die Ergebnisse elektronisch verwaltet werden, dann hat das nichts mit Digitalisierung zu tun. Das haben wir mit der EDV schon in den 80zigern in den Firmen gemacht. Das, wovon der Philosoph Richard David Precht und der IT Experte Frank Thelen reden ist das, was sehr schnell kommt und bereits Realität ist.

Meine Hoffnung ist, das mehr Kids die Chance auf eine Bildung haben, die in naher Zukunft noch einen Wert hat, die ihnen im Berufsleben weiterhilft. Ich klage die Bildungschancen für alle ein, die wir in den 70ziger hatten.

Ich hoffe das mehr Senioren den Mut aufbringen, sich mit der Digitalisierung zu beschäftigen, denn die Eltern der Kids sind mit der Sicherung der Existenz viel zu beschäftigt. Glaubt mir, wenn die Maschine läuft, ist diese Technik so einfach wie Autofahren, wie ein Thermomix....

Eines verbindet uns alle, es ist die Kunst

Im Namen aller Technik Kids und Maker,
Künstler und Lehrkräfte, die diesen Blog lesen,
wir wünschen euch eine Gute Zeit
und bleibt Gesund, haltet Abstand
und Pflegt eure Großeltern,
seid Lieb zu euren Eltern,
denn die haben in dieser Zeit einen tollen Job gemacht.

Euer Technik Trainer
Michael

E-Mail: michael.tillmann@gmail.com 
 

Teil 2 

wird sich mit den Rezepten beschäftigen,

den Extrudern und den Erfahrungen mit den Mischungen.

Wir werden Kurse für Kids und Künstler vorbereiten und hoffen auf eure Ideen.

Teil 3

werden wir den Drucker zeitweise online stellen und gemeinsam Mischungen ausprobieren. Zusammen erfahren was machbar ist. Diese Optimierungsphase wird einige Zeit in Anspruch nehmen und der Teilnehmerkreis wird begrenzt sein.

Teil 4

sollte jemand Spaß au so einem

"Künstler Drucker" haben, dann werden wir Mitte 2021

einen zweiten optimierten 3D Drucker in einem Workshop (max. 4 Personen) bauen.

Dies ist kein kommerzielles Ding, sondern Open Source

Ich freue mich    


Diese Liste wird überarbeitet....

Rezepte:

Kaltporzellan  – aus drei Zutaten

siehe https://alovelyjourney.com/ 

Zutaten:

60 g Stärke

125 g Natron

85 g Wasser

Die Zutaten in einen kleinen Topf füllen und auf dem Herd unter ständigem Rühren erhitzen.

Wenn die Masse fest geworden ist, komplett auskühlen lassen.

Das Kaltporzellan anschließend auf einer mit Natron bestreuten Fläche ausrollen {bitte nicht zu dünn, sonst bekommt der Teig Risse}.

Die fertigen Kunstwerke benötigen je nach Größe und Dicke 2-3 Tage an der Luft, um vollständig auszuhärten.




Sonntag, 22. November 2020

Das E-Trike Bike funktioniert...aber!

Zwischenbericht

Jubel, das Bike fährt :-)



Fazit: Wir sind uns sicher, das min. 5 Schüler(innen) in einer Projektwoche solch ein E-Trike Bike aus Schrott herstellen können. Ein guter Einstieg in das Thema Elektromobilität. Es tangiert so viele Fachbereich und Handwerkskünste und lässt viel Raum für Berechnungen:

Dies ist keine Anleitung, eher eine Beschreibung wie wir vorgegangen sind und welche Quellen wir genutzt haben.

Dieses Projekt ist sehr Nachhaltig, weil auch defekte Gegenstände ein zweites Leben bekommen und die Umwelt geschont wird. Jugendliche bekommen ein Gefühl, welchen Job sie eines Tages anstreben und welche Talente in ihnen schlummern. Es sind auf jeden Fall Zukunftsberufe und wichtig für das Digitale Zeitalter. 

Fahrradtechnik
Metalltechnik (nur Schraubtechnik und Leichtbauweise)
Elektrotechnik
Batterietechnik (Akku)
Holztechnik
wenn man aus alten Feuerwehr Mäntel Spritzwassergeschütze Verkleidung näht, dann kommen weitere Gewerke dazu.

Das "Schwierigste" in diesem Projekt war das einspeichen der Hoverboard Motoren in die 18 Zoll Felgen. 

Für die Berechnung der Speichenlängen haben wir die Internetseite "Kreuzotter"

Letztendlich ist es uns geglückt, aber auch die zweite Lieferung an Speichen war etwas zu kurz. Das Problem an den Hoverboard Motoren ist, dass die Innenseite der "Narbe" nicht glatt ist. So konnte die Speiche beim kreuzen nicht die Richtige Lage einnehmen. Die letzte Speiche war zu wenig im Gewinde, das Laufrad somit nicht optimal. Hier müssen wir noch nachbessern.

Die Elektronik ist sehr Preiswert und solide. Der Controller am Fahrradlenker leicht zu bedienen. BITTE die Drosselung auf 25 Km/h bzw. 6 km/h ohne Kettenantrieb einstellen. Da wir Akkus aus den zwei Schrott Hoverboards entnommen haben, haben wir diese über einen Schalter zur Sicherheit getrennt betrieben. 



Vor dem Einbau haben wir die Steuerung (Controller) ausgiebig an einem Prüfstand getestet. 


Wie man den Controller und das Display S866 einstellt könnt ihr im folgenden Video erfahren.(1) Ebike S866 LCD Display Settings Parameters with Brainpower Controller - YouTube
 




Wie ihr die Hoverboard Motoren an den Controller anschließt könnt ihr wie folgt realisieren: (1) How To Connect two Hub Motor Controllers on one Throttle (Demonstration) - YouTube


Wer sich für E-Bikes interessiert und der Technik nicht ausgeliefert zu sein, erarbeitet sich die Grundlagen. 



Etwas über Akkus zu verstehen, gewinnt im Zeitalter der Elektromobilität immer mehr an Bedeutung. Hier ein Beispiele und gutes Tutorial:



Zu den 18650 Zellen gibt es aus Plastik Verbindungsstücke, wo man einen Akku Pack zusammenbauen kann. Wir hatten zwei Intakte Akkus aus den kaputten Hoverboards, aber es war gut sich mit den Grundlagen auseinander zu setzen.


Wir versuchen noch ein Damenfahrrad zu ersteigern und werden noch Scheibenbremsen besorgen. Bis dahin wird das Trike eingemottet und wir prüfen regelmäßig die Akkus. 



!!!!! Im Frühjahr 2021 werden wir Scheibenbremsen einbauen und aus dem Trike einen Frontlader mit Neigetechnik wandeln. Ohne Neigetechnik ist das Trike zu schwer zum lenken. Wir suchen noch ein gebrauchtes Damenrad, das wir umbauen können. Warum die Pause? Unsere Werkstatt ist in einem kalten Keller und viel zu eng.




In Zeiten von Corona und den Kontaktsperren musste Michael, der Technik Trainer, alleine Schrauben. Wir konnten die Kids nicht treffen... Vielleicht können wir Mitte 2021 wieder loslegen. Obwohl ich befürchte, dass die Kids einiges in der Schule nachholen müssen.

Egal, aufgehoben ist nicht aufgeschoben...


Bleibt Gesund....

Liebe Grüße 

euer Michael



Freitag, 21. August 2020

E-Trike Bike mit Hoverboard Hub Motoren


 

Das etwas andere Fahrrad...
Ein Projekt für Teenager und Erwachsene



In Zukunft spielt die Elektro- Mobilität eine immer größere Rolle, daher ist es sinnvoll, sich mit der E-Bike Technik auseinander zu setzen. Natürlich gibt es fertige Systeme (Bikes) und Bausätze aber ein "Maker" möchte gerne etwas ausprobieren, modifizieren, optimieren und Ressourcen sparen. 

Gutes Projekt
für die Aus- und Weiterbildung
mit
Fun-Faktor


Kurzum die Technik zu verstehen und sie zu beherrschen. Recycling ermöglicht es auch, aus verschiedenen Dinge etwas neues zu erschaffen. Natürlich erfinden wir die "Welt" nicht neu, sondern lassen uns von anderen "Maker" inspirieren und wir zeigen auf, was wir anders machen. Das folgende Video ist in drei Teilbereiche untergliedert:





Wie man aus einem defekten Hover Board die Motoren entnimmt und ein E-   Bike Rad baut. (inklusive Einspeichen). 
  1. Mechanik, wie einfach die Hinterachse vom Trike gebaut wird. Wir werden jedoch eine Schraubverbindung konstruieren, weil nicht jeder Jugendlicher ein Schweißgerät hat.
  2. Steuerungstechnik, hier lernt man alles über die Verdrahtung und Steuerung der E-Bikes und was ein Hall Sensor bewirkt.





Mechanik





Was machen wir anders?

In dem Video von Albert Nario wird die hintere Achse geschweißt und somit wurde das Fahrrad verändert. Wir entscheiden uns jedoch für eine Schraubverbindung, da damit auch andere Fahrräder adaptiert werden können und somit als Schnellwechselvorrichtung dient. Die ganze Elektronik und die Motoren sind auf der hinteren Achse montiert und nur die Leitung vom "Gasgriff" Drehzahlregler wird abgekoppelt.

Hintere Achse:


Das Hinterrad und die Kette wird entfernt und das Fahrrad in die Dritte Achse gesteckt und verschraubt.



Aus den Hover Board Motoren wurden die Räder erstellt (siehe Vorgehensweise im Video) und über die Klemmplatten werden die Räder an die hintere Achse montiert.