Anstatt dem Elekroschrott wurden alte Taschenrechner aus der Mathematik-Bibliothek im Tech-Lab wieder fit gemacht und einer Klasse zur Verfügung gestellt.

Damit wurden einige kg Elektroschrott und CO2 vermieden. Und ganz nebenbei die Klassenkasse um fast Fr. 3000.- geschont. Win-win-win.

Sandmandalas

Unsere «Sandmandala Maschine» war auch wieder mal in Betrieb und hat uns mit goldenen Winkeln entzückt.

Alte Laptops mit Linux weiterverwenden

Damit der Informatik-Unterricht auch sinnvoll stattfinden kann, stellt das Tech-Lab als Überbrückung Linux-Laptops zur Verfügung, damit auch Lernende ohne Produktiv-Gerät Informatik treiben können.

Auch damit vermeiden wir unnötigen Resourcenverbrauch im sinne einer nachhaltigen Schule.

Reparierst Du schon oder kaufst Du noch?

Auch beschädigte Kabel werden dank unserer Lötstation im Tech-Lab wieder fit gemacht:

Heiteres Tüfteln im Tech-Lab

The writing’s on the wall

Oder so ähnlich. Die LEDs sind ausgemessen, was viel einfacher war als beim Christbaum. Ein einzige Messung und eine perspektivische Transformation reicht, was OpenCV ganz konfortabel zur Vefügung stellt.

Der aktuelle Code ist im Branch ‘ledwall’ im Repo https://github.com/techlabksbg/xmastree/tree/ledwall

Physik-Unterhaltungen

Nachdem wir letztes Mal schon ausführlicher über Quantenphysik diskutiert haben, war diesmal die spezielle Relativitätstheorie an der Reihe, mit nicht wenigen WTF-Momenten.

Vieles hat sich über die Jahre angesammelt und es ist Zeit, ein bisschen Ordnung im Labor zu machen. Wir haben mal mit dem Lötplatz angefangen und eine Platte gegen die Wand am Tisch befestigt, um die meistgebrauchten Werkzeuge aufzuhängen:

Die Christbaumlichter sollen das Tech-Lab schmücken

Die Hardware soweit bereit, die Software dazu und die Ausmessung der Positionen der LEDs braucht noch ein bisschen Arbeit.

Ein NAND-Latch mit NPN-Transistoren

Wie funktioniert eigentlich ein Prozessor? Wie speichert man ein Bit? Zwei NAND-Gates aus je zwei NPN-Transitoren und wurden zu einem Latch zusammengesetzt.

Das NAND-Gate wurde nach folgender Schaltung gebaut: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Electronic/trangate.html

Daraus haben wir ein SR-Latch gebaut: https://en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics)

Ein SR-Latch zum Speichern eines Bits. Im Nachhinein festgestellt, dass man das Ganze auch mit nur 2 Transistoren haben könnte. Aber aus NAND-Gates kann man halt alles bauen

LED-Matrix

Auch an schulfreien Nachmittagen wird im Tech-Lab gelötet, wie z.B. hier an einer rgb LED-Matrix, die von einem ESP32 gesteuert wird:

Theorie und Praxis

Die Schallgeschwindigkeit in Holz gibt es nicht. Das hängt von der Faserrichtung, der Baumart, Feuchtigkeit etc. ab. Schlimmer noch, es gibt Longitudinalwellen und Transversalwellen. Die ersten völlig unseriösen Messungen haben eine Longitudinalgeschwindigkeit von ca. 1km/s ergeben. Und eine Transversalgeschwindigkeit von ca. 100m/s, wobei letztere ausschlaggebend ist, wenn man sachte auf den Tisch klopft.

Weiter kommt es darauf an, mit welcher Polung die Microphone angeschlossen sind, weil unsere Schaltung nur Ausschläge in die positive Richtung misst. Weiter hat sich herausgestellt, dass die Schaltung ohne Kondensator besser funktioniert:

Dieser Graph macht wieder ein bisschen Hoffnung, dass es doch noch klappen könnte. Weiter haben wir mit FreeCAD Aufsätze für die Microphone entworfen, damit wir diese beschweren können.

Upcycling als Bluetooth-Tastatur

Aus einem Defekten Gerät hat Gian die Platine ausgebaut und zugeschnitten. Die Druckknöpfe hat er mit einem ESP32 verbunden, der sich wiederum als Bluetooth Tastatur ausgibt. So können die Knöpfe mti beliebigen Tastenkombinationen belegt werden.

Tech-Lab Netzwerk Watchdog

Das Netzwerk lief jetzt eine Woche stabil, bis dann der Watchdog getriggert wurde. Er hat schön brav das Modem ein- und ausgesteckt. Leider klappte dann die WiFi-Verbindung nicht mehr, also ist alle 20 Minuten das Tech-Lab Netz für 1 bis 2 Minuten unbrauchbar gewesen… Der Code wurde verbessert und auf das Relay geladen. Den aktuellen Code gibt es hier:

https://github.com/techlabksbg/networkwatchdog

Das Ziel mit Kontakt-Mikrofonen, die auf z.B. auf einem Tisch besfestigt sind, Fingerberührungen aus der Laufzeit des Schalls lokalisieren zu können.

Dazu haben wir die Schaltung auf folgender Seite nachgebaut und die liefert schon mal vielversprechende Resultate.

http://davidhoulding.blogspot.com/2014/02/high-sensitivity-vibration-sensor-using.html

Diskutiert haben wir auch über die Mathematik hinter der Lokalisierung. Es sind Hyperbeläste zu schneiden, als geometrischer Ort konstanter Abstandsdifferenz zu zwei Punkten (die dann Brennpunkte der Hypberbel sind). Die Projektseite ist hier zu finden:

https://wiki.tech-lab.ch/doku.php?id=techlab:projekte:inhouse:tabletap

Watchdog für das Tech-Lab Netzwerk

Gefühlt 3 mal im Jahr verabschiedet sich das Modem vom Tech-Lab Netzwerk ins Nirwana. Schade um die gehosteten Seiten. Die Lösung ist, das Teil vom Strom zu trennen und wieder zu starten. Nur, dazu muss man vor Ort sein. Darum programmieren wir ein «Sonoff basic» so, dass der Strom getrennt wird, wenn die Verbindung zum Internet während einer gewissen Zeit nicht möglich ist. Source Codes folgen wohl nächste Woche…

Heute hatten wir zwei 1. Klässerinnen zu Besuch, die ersten Schritte mit Arduino und C++-Programmierung unternommen haben.

Nachdem in Windows die fehlenden Treiber instaliert waren, war bald klar, wie LEDs verdrahtet und angesteuert werden müssen. Das Resultat lässt sich sehen:

CO2-Anzeige bauen

Gian wollte wissen, wie die CO2-Anzeige gebaut wird. Nichts leichter als das. Matereialliste und Anleitungen sind online zu finden: https://wiki.tech-lab.ch/doku.php?id=techlab:formi-kurs-iot-co2anzeige
Die Leiterplatine ist schon vollständig bestückt, das Gehäuse muss noch geleimt und bestückt werden.

Christbaum-Beleuchtung

Wir hatten heute auch eine Lehrerin zu Gast, die sich mit C++ und git familiarisiert hat und jetzt bereit ist, eine eigene Animation für unseren Christbaum zu programmieren.

Ansonsten viel Debugging unserseits und Arbeit an der Darstellung von Buchstaben, die Integration einer SD-Karte für Bild und Videomaterial, einen Video-Player, Zugriff via WLAN auf die SD-Karte und die Erkenntnis, dass die LEDs auch mit 800kHz angesteuert wreden können, was eine Framerate von 60fps zulässt

Aktueller Source-Code: https://github.com/techlabksbg/xmastree

Unsere Christbaumbeleuchtung macht jetzt einen WiFi-AP, weil wir im Schulhaus kein für IoT geeignetes WLAN haben. Ziel ist es, den Baum etwas prominenter im Schulhaus zu platzieren und eine Interaktion mit dem Baum für jedermann zu ermöglichen. Kamelfänger83 ist dabei Code zu entwickeln, mit dem Buchstaben auf den Baum projiziert werden können, damit beliebige Texte auf dem Baum abgespielt werden können. Aktueller Code: https://github.com/techlabksbg/xmastree

Die «Arithmetische Reihen Uhr» vom H21 wurde geflickt (eine LED und damit der halbe Streifen ist ausgefallen). Dabei wurde auch gleich noch der ESP8266 durch einen ESP32 ersetzt und das NTP-Prokotoll implementiert. Damit sollte sich das auswechseln des Chips bei der Zeitumstellung erübrigen. Aktueller Code: https://github.com/techlabksbg/arithmeticseriesclock/tree/esp32

Auf dem Tetris-Tisch nimmt das «Dino-Spiel» Form an. Das Konzept vom Game-Loop führt zu einem spielbaren Spiel. Nächstes Projekt: Das gleiche in C++

Auch an der TWatch wird fleissig weiter programmiert. Leider hat ein schussliger Maintainer einen main-branch commited, der nicht kompiliert… Die neuste App leistet einen wichtigen Beitrag gegen das Verdursten: https://github.com/techlabksbg/t-watch/tree/WaterMinder

Kein Problem, auch das kann im Tech-Lab problemlos repariert werden:

Verbessertes räumliches Mapping

Das räumlche Mapping wurde verbessert.

Die Laufschrift ist jetzt zu erkennen:

Der Upload von Python-Dateien via WLAN funktioniert ein bisschen, stürzt aber regelmässig ab.

Der Anfang eines Jump’n Spieles. Einige Probleme mit Bitmaps gelöst.

Aktueller Stand vom Projekt: https://github.com/techlabksbg/tetris-table

Christbaumbeleuchtung in 3D

Erste Versuche mit dem 3D-Mapping der Christbaum-LEDs. Das Mapping muss noch verbessert werden, zu viele LEDs haben noch ein Position, die nicht ganz korrekt ist.

Schriften auf dem Christbaum zu laufen lassen funktioniert visuell nicht wirklich. Besseres Mapping kann helfen, auf jeden Fall habe ich 300 weitere LEDs bestellt, sollten Ende November geliefert werden

Aktueller Stand vom Projekt: https://github.com/techlabksbg/xmastree

In der Theorie (d.h. Blender) sieht die Sache in etwa so aus. In der Praxis sind die LEDs zu klein. Eventuell würde man die Animation erkennen wenn der Baum 50m entfernt steht…