3D-Druck

Erweiterung der Wetterstation: Feinstaubmessung

Angeregt durch einen Artikel im Make-Magazin habe ich meine Wetterstation um einen Feinstaubsensor erweitert.
Die Feinstaubmesswerte sind ja seit einiger Zeit ein heißes Eisen, da die EU heftige Strafen für unsere Städte verhängt, wenn die Feinstaubgrenzwerte an zu vielen Tagen im Jahr überschritten werden. Und für unsere Gesundheit ist es ja allemal besser, wenn nicht so viel Dreck in der Luft rumfliegt… 😉

Nun sind die offiziellen Messstationen ja sehr ungleichmäßig über das Stadtgebiet verteilt und da nützt es mir wenig, wenn ich weiß, dass die Messwerte am Hauptbahnhof mal wieder durch die Decke gehen. Mich interessieren ja eher die Werte direkt vor der eigenen Haustür.

Über die Hintergründe zur Messung, was die einzelnen Messwerte und deren Bedeutung betrifft, will ich hier nicht näher eingehen, das kann man besser hier nachlesen. Dort wird auch ausführlich beschrieben, wie man sich selbst mit einfachen Mitteln seine eigene Feinstaub-Messstation aufbauen kann.

Die Messung selbst ist auch für so blutige Amateure wie unsereinen kein Problem. Der Sensor liefert jede Sekunde ein Datentelegramm mit den Messwerten über eine serielle Schnittstelle. Da die meisten PCs heutzutage nicht mehr über letztere verfügen, liefert der Hersteller einen seriell zu USB Konverter gleich mit. Die aufwändige Installation eines Treibers dafür entfällt beim Raspberry Pi zum Glück, der hat den gleich an Bord. Also nur anstöpseln und läuft!

Auch die Spannungsversorgung des Sensors ist problemlos, er bezieht seinen “Saft” über den USB-Anschluß.

Das Skript muss nun nur noch die über die serielle USB-Schnittstelle eingehenden Daten auf Plausibilität prüfen und anschließend in der Datenbank speichern.

Im Gegensatz zu Make-Magazin (den Artikel kann man übrigens auch auf der Homepage des Autors nachlesen) habe ich kein Shellskript zur Messung benutzt, sondern nutze die schon bei der Wetterstation genutzte Variante und habe stattdessen ein Perlskript geschrieben.
Dabei war der Artikel aus dem Make-Magazin aber sehr hilfreich.

Dieses Skript erfasst die Messdaten alle fünf Minuten und schreibt die Messwerte in eine MySQL-Datenbank. Von dort liest ein PHP-Skript auf dem Webserver die Daten und zeigt sie auf der Homepage an. In den nächsten Tagen werde ich dann meine Skriptsammlung noch um eine grafische Auswertung der Messwerte erweitern.

Was gibt es sonst noch zu tun? Im Datenblatt des Sensors steht geschrieben, dass der Sensor nur “gut” für 8000 Betriebsstunden ist. Nach Adam Riese sind das etwa 333 Tage, also nicht mal ein ganzes Jahr. In der Voreinstellung misst der Sensor rund um die Uhr ohne Pause, was also bedeutet, dass man damit rechnen kann, dass der Sensor nach 11 Monaten den Geist aufgeben könnte.
Bei einem Preis von ca. 25€ pro Stück macht es also Sinn, die Betriebsdauer zu verlängern.

Im Datenblatt des Sensors schreibt der Hersteller, dass man den Sensor auch in einen sogenannten “Sleep-Modus” schicken kann. Dabei werden der Lüfter, der die Luft in die Messkammer saugt und der Laser, der die in der Luft enthaltenen Partikel mit einem Laserstrahl “beschießt”, abgeschaltet.
Dadurch kann man die Betriebsdauer natürlich erheblich verlängern.
Nur leider lässt sich der Hersteller im genannten Datenblatt nicht darüber aus, wie man den Sensor dazu bringt, eine Pause zu machen. Auch die Suchmaschine mit den sechs Buchstaben liefert leider nicht sehr viele Ergebnisse zu diesem Thema. Einen Ansatz habe ich schon gefunden. Da gilt es in den nächsten Tagen etwas zu experimentieren.
Also falls es mal keine Messwerte gibt, dann ist dabei etwas schief gegangen… 😉

Foto: Feinstaub-Messstation

Auf dem Foto sieht man meine Messtation im Einsatz, angebaut am Gartengeräte-Häuschen in ca. 1,70m Höhe. Links der Raspberry Pi, ein schon etwas älteres Modell B, darüber der Seriell-zu-USB-Konverter, in der Mitte der eigentliche Feinstaubsensor und rechts daneben Empfänger und Sender für 433Mhz-Signale.
Letzterer ist gedacht zum Ein- und Ausschalten von entsprechenden Funksteckdosen. Aber das ist schon wieder ein anderes Thema ;-).

Alle drei sind auf einer sogenannten Hutschiene mittels selbst entworfener und mit dem 3D-Drucker gedruckten Halterungen befestigt. Wobei ich auf die Konstruktion der Zugentlastung für das Anschlusskabel der 5V-Stromversorgung (das schwarze Ding unten in der Mitte zwischen der blauen und der grünen Klemmleiste) besonders stolz bin. Das Ding sieht zwar nicht sonderlich spektakulär aus, aber da ich ja nicht jeden Tag 3D-Konstruktionen mache und die Konstruktion auf Anhieb in die am Gehäuse vorhandene Aufnahme gepasst hat, darf man sich bestimmt ein bissel darüber freuen ;-).

Sonnenpower nutzen

Provisorien halten ja bekanntlich am besten und am längsten. Trotzdem habe ich mich mal an die Arbeit gemacht und meinem  Solar-Powerbank-Lader endlich ein vernünftiges Gehäuse spendiert. Die Frau hat seit Wochen gegen den Strippenhaufen unter dem Gartenpavillon protestiert, da kann man(n) sich nicht ewig taub stellen… 😉.

Solarlader und Powerbank im Einsatz

Also startete ich gestern meinen Uralt-PC und entwarf mit FreeCAD  ein schickes Gehäuse. Kurze Zeit später hatte ich das fertige Modell auf dem Monitor. Fix den Slicer gestartet (das ist das Programm, das aus der Modelldatei des CAD-Programmes Daten erzeugt, die der 3D-Drucker auch versteht), den Drucker gestartet und los ging es.

Einige viele Minuten später folgte beim Kontrollblick auf den Drucker aber die Enttäuschung. Offenbar hatte entweder das CAD-Programm oder der Slicer einen schlechten Tag. Und das, obwohl es noch gar nicht Montag war…

Dem im Drucker entstehenden Gehäuse fehlte an einigen Stellen Material, wo eigentlich welches gedruckt werden sollte. Also blieb nur der Abbruch des Druckes und eine Kontrolle des Modells am Rechner. Und siehe da, die Datei mit dem G-Code (das ist der Code, den der Drucker für den Druck benötigt) war fehlerhaft.

Zweiter Versuch. Alles nochmal auf Anfang. Gehäuse im CAD-Programm nochmal zusammengesetzt, durch den Slicer ‘geschoben’ und sicherheitshalber den G-Code angeschaut. Tscha. Da war es wieder, das Problem. Wieder hingen einige Stellen des Gehäuses quasi ‘in der Luft’. Und das ist eher suboptimal, weil das Filament beim Drucken ja nicht in der Luft hängen bleibt, sondern der Schwerkraft folgend nach unten fällt.

Anlauf Nummer drei. Anderen Rechner hochgefahren, anderes Slicer-Programm gestartet, Ergebnis begutachtet und schließlich erneut den Druck gestartet. Gute zwei Stunden später folgte die nächste Enttäuschung. Die Gehäusewände waren jetzt zwar geschlossen, aber die Befestigungen für die Elektronikplatinen waren total verkorkst. Da fehlten die Löcher für die Schrauben und der Gehäuseboden war total uneben. Da war eine Schräge gedruckt, die dort definitiv nicht hingehörte!

Also lag das Problem wohl nicht beim Slicer, sondern FreeCAD hatte Mist produziert. So startete ich den vierten Versuch und konstruierte alles von Grund auf neu und diesmal klappte alles auf Anhieb. Das Gehäuse ist fertig, der Strippenverhau weg und der Hausfrieden gerettet…😉

Recycling. Wieder mal :-)

Für ein kleines Bastelprojekt brauche ich einen Batteriehalter für einen AA-Akku. Was liegt da näher, als die Elektronikschrott-Sammlung mal zu durchforsten um zu sehen, ob sich etwas brauchbares finden lässt. Und siehe da, es fanden sich tatsächlich die Batteriekontakte aus dem Gehäuse einer defekten Solarleuchte.
Fünfzehn Minuten später war der erste Entwurf eines Batteriehalters mit FreeCad konstruiert und nochmal zwanzig Minuten später fertig gedruckt.

Leider war er noch nicht ganz perfekt, weil ich mich bei der Konstruktion der Halterung für die Batterieclips auf jeder Seite um zwei Millimeter verrechnet hatte. Für den ersten Versuch war das Teil aber schon ganz brauchbar. Natürlich beließ ich es nicht dabei, obwohl… funktioniert hätte das Ding auch so, sondern korrigierte den Fehler und Nummer Zwei passte perfekt :).
Ihr braucht auch zufällig so ein Ding? Die Vorlage gibt es hier bei Thingiverse.com.

Foto: Selbst gedruckter Batteriehalter

Foto: Selbst gedruckter Batteriehalter

Doof kannste sein…

… du musst dir nur zu helfen wissen!

Also was tun, wenn man einen Batteriehalter für vier Akkus braucht, aber nur einen für sechs Akkus hat?

Ganz einfach! Man nehme FreeCAD,  entwerfe einen einfachen Zylinder mit den passenden Maßen für einen AA-Akku, drucke sich diesen mit dem 3D-Drucker aus und umwickle ihn mangels Kupferfolie mit Alufolie.

Fertig ist der Akku-Dummy und die Halloween-Deko kann leuchten 😁.

 

Frisch gedruckt ist halb gesprudelt…

Foto: Sprudelstein im GartenBei dieser Überschrift wird sich manch einer fragen, ob bei mir im Oberstübchen noch alles im grünen Bereich ist. Aber da kann ich den geneigten Leser beruhigen – ist alles ok!
Doch wie kommt’s nun dazu?

In unserem Garten steht seit einigen Jahren ein kleiner Sprudelstein, anderswo auch Quellstein genannt. Der plätscherte lange zu unserer Entspannung so vor sich hin und verteilte bei Dunkelheit noch angenehm gelbes Licht. Bis es sich vor einiger Zeit ausgesprudelt hatte. Die kleine Wasserpumpe hatte sich in die ewigen elektrischen Jagdgründe verabschiedet.

Für die Pumpe fand sich schnell passender Ersatz, nur die LED-Beleuchtung tat es ohne ihre Pumpenschwester nicht mehr.Beide hingen nämlich an der gleichen 12V-Stromversorgung, die jetzt fehlte.

Letzte Woche stellte ich die Stromversorgung meiner Pi-Wetterstation auf 12V-Betrieb um und dachte, das wäre eine günstige Gelegenheit, die LED-Beleuchtung des Sprudelsteins davon mit zu versorgen. Allerdings hatte ich die Rechnung ohne die Beleuchtung gemacht. Die war nämlich inzwischen auch verschieden und zog bei 0.5V schon 300mA… also war das auch ein Satz mit X.

Nach kurzer Recherche im Netz der Netze fand sich tatsächlich in einem Onlineshop eine passende neue Beleuchtung und die wurde auch umgehend geordert. Gestern lag das Päckel dann endlich in der Paketbox.

Nach dem Auspacken wich die Freude kurzzeitig erstmal einem kleinen Frust. Der Anschluß für den Wasserschlauch war nämlich bei der neuen Beleuchtung viel zu klein im Durchmesser. Da hätte ich den Schlauch nie festbekommen. Ein dünnerer Schlauch war auch keine Option, dann hätte er nämlich an der Pumpe nicht gepasst.
Kleiner Pluspunkt: Bei der neuen Beleuchtung war der Schlauchanschluß nicht fest angegossen, wie beim alten Modell, sondern nur angesteckt.

Foto: alte Sprudelsteinbeleuchtung

Alte LED-Beleuchtung mit 20mm Anschlußstutzen für den Wasserschlauch


Frei nach dem Motto “Dem Inschenör is nüscht zu schwör” setzte ich mich deshalb an den Laptop und konstruiere mir einen kleinen, aber feinen Adapter. 30 Druckminuten später lag der dann vor mir und siehe da — er passte sogar super 😉 !

Und nun sprudelt und leuchtet es wieder zu unserer Entspannung vor sich hin. Nur nicht mehr in gelb, sondern in strahlendem Weiß :-).

Und die Moral von der Geschicht: Ohne 3D-Drucker hätte ich wieder vor einem mächtigen Problem gestanden und sicher stundenlang rumgefriemelt, um dann eine total wacklige Behelfskonstruktion zu basteln, die mir noch mehr graue Haare auf die Platte gebracht und dann doch mehr nur recht als schlecht funktioniert hätte…

Fazit: Wieder ein Beweis dafür, dass sich die Anschaffung des Drucker mehr als gelohnt hat :).

Bild: selbst konstruierter Adapter

Der neue selbst konstruierte Schlauchanschluss für die Beleuchtung

Neues aus dem Drucker

Foto: Wandhalterung für Bohrer

Am Wochenende hat mich mal wieder etwas die Aufräumwut gepackt. Das passiert (leider) viel zu selten. Diesmal waren es die Bohrer, die im Weg rumlagen. Ich hatte schon länger daran gedacht, mir eine Wandhalterung dafür zu drucken. Dann hat man auch gleich immer gut im Blick, wenn mal einer fehlt.
Allerdings waren die Temperaturen der letzten Wochen nicht dazu angetan, mich an den Rechner zu treiben und ein 3D-Modell zu basteln. Bei mehr als 30°C macht das auch echt keinen Spaß.

Letzten Sonntag war es dann endlich soweit. Vor das Erfolgserlebnis setzten die CAD-Götter aber wie immer erstmal den Schweiß.
Den ersten Entwurf startete ich mit FreeCAD in der Version 0.15. Bisher habe ich damit schon einige Sachen entworfen. Allerdings ist das Programm ziemlich … naja, eigentlich sogar ziemlich viel mit Fehlern ausgestattet.
Diesmal gab ich schon relativ zeitig auf, weil beim Zeichnen einer Skizze immer das Raster, das eigentlich als Zeichenhilfe dienen soll, jedes mal nach dem Zeichnen einer Linie verschwand und auch nicht wieder auftauchen wollte.
OK, FreeCAD kostet nix und ist in der aktuellen Version ja noch voll in der Entwicklung. Vielleicht saß der Fehler ja auch vor dem Monitor und man muß ganz anders an so eine Zeichnung rangehen, als ich das tat. Ich werde es auf jeden Fall weiter probieren. Am Sonntag wollte ich allerdings vorrangig ein handfestes Ergebnis sehen.

Nächster Versuch: Autodesk Fusion 360
Da gibt es seit einiger Zeit ein Lizenzmodell, dass Maker (auch so ein schöner Begriff ;-)) das Programm ein Jahr für den privaten Zweck kostenfrei nutzen dürfen. Also die Megabytes runtergeladen und installiert. So richtig warm wurde ich mit dem Programm aber vorläufig auch nicht. Alles in englischer Sprache und dann auch noch neu… nee, das braucht auch Zeit zum Einarbeiten und die wollte ich mir nicht nehmen.

Dritter Versuch: Autodesk 123 Design

Das hatte ich auch schon länger nicht mehr verwendet, aber damit hatte ich dann ziemlich schnell meine Halterung als 3D-Modell im Rechner.
So schaffte ich es sogar noch, das Modell trotz der vorhergesagten vier Stunden Druckzeit an die Wand zu bringen :-).

Und wenn ich jetzt noch den 8mm-Steinbohrer finde, der in der Reihe momentan fehlt, ist alles gut :D.

Das Modell zum Nachdrucken findet ihr übrigens bei thingiverse.com: http://www.thingiverse.com/thing:981335

Und nochwas: Englisch ist nicht unbedingt meine Stärke. Falls mir jemand mit einer besseren Übersetzung bei Thingiverse helfen kann… immer her damit 😉

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Wetter aktuell
Messung vom 20.07.2017, 16:30

Temperatur: 27.1°C
rel. Luftfeuchtigkeit: 60 %

Wind: 0 km/h

Regensensor: 0 => Kein Regen

Luftdruck: 1007.79 hPa

Feinstaubmesswerte:

PM2,5: 4.6 μg/m³
PM10: 8.7 μg/m³

Sonnenaufgang:  05:16
Sonnenuntergang: 21:16

RT @Viel_Davon „Was sind wir?“ „DIE AfD!“ „Was wollen wir?“ „DIE ÖFFENTLICH-RECHTLICHEN SENDER ABSCHAFFEN!“ „Wo wollen wir das sagen?“ „IN ARD UND ZDF!“

Vor etwa 5 Tagen von portitzers Twitter via Twitter for Android

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