Mein Weg nach Kona

Tagebuch eines Triathleten
 
 

Stegleiter Verlängerung

Liebe Leser,

das Projekt "Bewässerungscomputer" musste ich kurz unterbrechen, da ich ein kleineres Projekt dazwischen realisieren wollte. Ursprünglich war die Idee, es bis Mitte Mai fertig zu stellen, aber wie so oft im Leben, lehrte mich die Praxis wieder einmal Besseres. Damit Ihr Euch nicht fragt: "Was soll dieses Projekt eingentlich?", möchte ich Euch den Hintergrund erläutern. Wir wohnen nun seit gut 18 Jahren am See, leider ist der Wasserspiegel in den letzten 2 Jahren rapide gesunken. Ende Sommer 2018 waren es ca. 75cm, was dazu führte, dass unsere Stegleiter, dies ist eine Stahlleiter die vom Steg ins Wasser führt, mit der letzten Sprosse über dem Wasserspiegel endete. D.h. konrekt gesagt, die Unterkante der letzten Sprosse war gut 5cm aus dem Wasser. Beim ins Wasser gehen macht das kein großes Problem, aber beim aus dem Wasser steigen sehr wohl. Mit ein bisschen Technik geht das natürlich, aber wenn man vom Schwimmen müde ist und dann auch noch akrobatische Verrenkungen machen muss, um aus dem Wasser zu kommen, mindert dies den Erholungwert. Da ich ja schon seit einiger Zeit ein WIG-Schweißgerät mein Eigen nenne und ich schon immer mal einen Hochlegierten Chrom-Nickel Stahl schweißen wollte, kam ich auf die Idee, die Leiter einfach um einen Meter zu verlängern.

Die Leiter besteht aus zwei Rohren mit 45mm Außendurchmesser und 2mm Wandstärke, die Sprossen sind U-Profile aus 2mm Stahlblechen. Ich ging einmal davon aus, dass es sich dabei um einen hochlegierten Chrom-Nickel Stahl 1.4301 bzw. V2A handelt. Die Sprossen sind 25cm von einander entfernt. Da ich die Leiter um einen Meter verlängern wollte, kam ich nach Adam Riese auf 4 zusätzliche Sprossen. Die Mittelachsen der beiden Rohre sind 540mm von einander entfernt. Die Sprossen haben an beiden Enden halbkreisförmige Ausnehmungen im Steg für die Rohre und sind dann mit den Gurten am Rohr verschweißt.

D.h. ich besorgte mir beim Halbzeughändler meines Vertrauens, FIXMETALL zwei Rohre a 45mm x 2mm 1000mm lang und 4 mal 2mm Bleche 540mm x 146mm aus V2A. Da ich 2mm Stahlbleche nicht biegen kann, dafür benötigt man eine größere Abkantbank, suchte ich den Schlosser meines Vetrauens auf. Dieser bog die 4 Bleche zu U-Profilen mit 55mm Stegbreite, das ist die Breite der bereits vorhandenen Sprossen.

Dem aufmerksamen Leser wird voraussichtlich aufgefallen sein, dass die Rohre nur 45mm Außendurchmesser haben, die Sprossen aber 55mm breit sind. D.h. bei 2mm Blechstärke bleiben dann immer noch auf jeder Seite 3mm Luft. Die originalen Sprossen sind auf jeder Seite um eben die 3mm nach innen gebogen, sodaß zwischen Rohr und Innenkanten des U-Profils eben kein Spalt bleibt, den man beim Schweißen überbrücken müsste. D.h. ich stand nun vor 2 weiteren Herausforderungen, einerseits an jedem Ende der Sprossen die halbkreisförmige Ausnehmung zu fertigen und dann die Enden auf jeder Seite um jeweils 3mm zusammen zu biegen. Wer schon mal einen V2A Stahl bearbeitet hat, weiß das dies nicht so einfach ist. Die Ausnehmungen entschloss ich mit einer Lochsäge zu bohren. Im ersten Versuch spannte ich eine Sprosse in meinen Maschinenschraubstock ein und bohrte mit der Lochsäge in das Metall. Da nur eine Hälfte der Lochsäge im Eingriff war, verbog sich der Maschinenständer der Bohrmaschine und das Loch wurde nicht sauber gebohrt. Als mir dann noch eine Sprosse aus dem Maschinenschraubstock sprang und die Lochsäge ca. 1/3 ihrer Zähne einbüsste, kam ich zum Schluß, dass dies keine so gute Idee sei. Also entschloss ich mich jeweils zwei Sprossen gemeinsam zu spannen und somit ein volles kreisrundes Loch zu bohren. Damit war die Säge am vollen Umfang im Eingriff und ich bekam ein sauberes Loch. Außerdem musste ich nur halb so viele Löcher bohren, da ich ja immer 2 Enden zugleich fertigen konnte.

Die Enden dann zusammen zu biegen, war ebenfalls nicht so einfach, wie schon geschrieben ist ein 2mm V2A Stahlblech nicht so einfach zu verbiegen. Ich spannte dazu immer einen Steg des Profils in den Schraubstock ein und bog, mit der Sprossenlänge als Hebelarm, die Enden nach Gefühl zusammen. Das klappte ganz gut, zwar wurden die Enden nicht 100% sauber gebogen, aber die zu überbrückenden Spalten waren beim Schweißen kein größeres Problem.

Die Verlängerung der Leiter zusammen zu schweißen, war auch nicht so einfach. Erstens weil ich nicht wirklich gut schweißen kann, zweitens war es nicht so einfach die 4 Sprossen mit den 2 Rohren zu einer Leiter zusammen zu stellen, die im Winkel und eben war. Da ich keine wirkliche Werkstatt mit einem ebenen Schweißtisch und entsprechenden Spannmöglichkeiten zur Verfügung habe, ich mache alle Arbeiten im Büro auf meiner mobilen Black&Decker Workmate, die mittlerweile gut 30 Jahre alt ist. Zum Schweißen habe ich mir einen einfachen Rost geschweißt, den ich auf die Workmate lege, das ist zwar nicht 100% eben, aber es ist die beste Lösung die ich aktuell zur Verfügung habe. Ich legte die Rohre mit den Sprossen einfach auf den Rost und hielt die Leiter mit 2 Gurten zusammen, damit ich sie heften konnte. Das funktioniert auch ganz gut, die Leiter wurde zwar nicht 100% eben, aber zumindest sind die Sprossen mit den Rohren im Winkel.

Die Sprossen an die Rohre zu schweißen war dann ganz gut möglich, die Schweißnähte sehen zwar nicht besonders gut aus, aber sie halten und nach dem Entfernen der Anlassfarben ist das nicht weiter schlimm. Zumal dieser Teil der Leiter hoffenlich im Wasser bleibt, wenn der Wasserspiegel noch weiter sinkt, müssen wir uns sowieso etwas anderes einfallen lassen.

Nachdem der Verlängerungsteil der Leiter zusammen geschweißt war, kam die nächste Herausforderung. Das Abmontieren der Leiter vom Steg gestaltete sich schwieriger als gedacht. Nachdem ich alleine gescheitert war, schafften wir es schließlich gemeinsam, mit meiner Gattin, die Leiter vom Steg abzumontieren. Danach war ich einige Zeit mit Säubern der Leiter beschäftigt, in den letzten 18 Jahren hatte sich doch einiges an Kalk und Algenbewuchs angesammelt. Da ich schon mal dabei war, habe ich gleich die ganze Leiter gereinigt, so gut es eben ging. Den hartnäckigsten Teil habe ich schließlich mit einer Fächerscheibe und dem Winkelschleifer entfernt. Nachdem die Enden der Leiterrohre blank waren, ging es an die letzte Etappe, das Verschweißen der Verlängerung mit der ursprünglichen Leiter.

Auch das war nicht so einfach, da sich die Enden des Verlängerungsteils durch die Schweißarbeiten etwas zusammen gezogen hatten. D.h. am Ende war der Abstand der beiden Rohrenden nicht mehr 540mm von Mitte zu Mitte. Auf dem Bild ist außerdem zu erkennen, dass auch die Enden nicht 100% in einer Linie waren, das lag einerseits daran, dass die ursprüngliche Leiter auch nicht 100% eben ist, genau genommen ist sie auf einer Seite leicht gebogen, während die andere Seite ziemlich gerade ist. D.h. ich war nur damit beschäftigt die beiden Teile so miteinander auszurichten, dass eine halbwegs gerade Leiter als Endprodukt entstand. Zum Ausrichten verwendete ich Holzkeile, wie auf dem Bild erkennbar ist.

Die Schweißnähte gelangen mir ganz gut, sie sehen zwar nicht besonders aus, aber halten hoffentlich. Das Schweißen war nicht so einfach, da die ganze Leiter ja auf dem Boden lag, was keine besonders bequeme Haltung beim Schweißen bedeutete. Ich stellte die Leiter dann jeweils auf eine Seite, nachdem ich sie geheftet hatte. Die Heftpunkte hielten den ca. 10kg schweren Verlängerungsteil in Position, sodaß ich dann die eigentlichen Nähte in dieser Position schweißte.

Danach ging es wieder ans Entfernen der Anlassfarben und Abschleifen der gesamten Leiter. Jetzt folgt nur noch die Montage, die ich natürlich nicht alleine durchführen kann, da werde ich wieder auf die Hilfe meiner Gattin angewiesen sein.

Ich hoffe nur, dass der Wasserspiegel nicht noch weiter sinkt, weil dann haben wir ein echtes Problem, dass sich nicht so einfach beheben läßt. Im nächsten Beitrag geht es dann wieder um den Bewässerungscomputer, den wollte ich eigentlich auch schon längst fertig stellen.


Euer ultrafastfreddy

1.6.19 12:22, kommentieren

Bewässerungscomputer Teil 1

Liebe Leser,

wie Ihr in meinen letzen Beiträgen lesen konnte, sind wir wieder aus dem Urlaub zurück. Der Frühling steht vor der Tür und ich habe noch ein Versprechen einzulösen. Genau genommen war es kein Versprechen, sondern mehr ein Angebot an meinen Bruder, der in der Nähe von Graz wohnt. Vor unserem Urlaub habe ich ihn Anfang des Jahres besucht, wir haben dann wie immer über alles Mögliche geplaudert, sind aber dann auf ein konkretes Problem gestoßen. Mein Bruder würde gerne die Bewässerung seines Rasens im Garten per Handy-App fern steuern. Aktuell hat er einen Gardena Bewässerungscomputer im Einsatz, der die beiden Rasensprenger abwechselnd ansteuert. Dieser erlaubt über die Woche verteilt jeden Tag mehrere Bewässerungen vor zu programmieren. Auch ein Anschluss eines Regensensors ist möglich, sollte der Rasen nass genug sein, wird er dann nicht bewässert. Soweit so gut, das Prinzip eines Bewässerungscomputers ist ja vermutlich jedem bekannt. Wir haben den gleichen Typ von Bewässerungscomputer im Einsatz, allerdings können wir nur eine Leitung damit steuern. Die Steuereinheit des Gerätes sieht aber sehr ähnlich aus, unseres hat halt nur einen Anschluss für ein elektromagnetisches Ventil, die meines Bruders hat halt zwei Anschlüsse. Super wäre es, wenn dieser Bewässerungscomputer also per Handy-App programmierbar und kontrollierbar wäre. Dann müsste er z.B. am Abend nicht im Regen zum Bewässerungscomputer auf die Terasse gehen, um die Bewässerung für diese Nacht zu deaktivieren, da es eh gerade genug regnet, dies wäre bequem vom Wohnzimmer aus per Handy möglich. Auch das Programmieren ist ein bisschen umständlich, dieses wäre über eine bedienungfreundliche Handy-App ebenfalls bequemer. Bei unserer Diskussion sind wir dann auf die Idee gekommen, da die kommerziell erhältlichen Lösungen von Gardena ein Vielfaches des einfachen Grundgerätes kosten und außerdem ein kompletter Umbau der Zuleitung zu den Rasensprengern notwendig wäre, einfach die Steuereinheit durch eine Eigenlösung zu ersetzen, die dann die gewünschten Features kann. Auch wären zusätzliche Erweiterungen möglich, wie z.B. ein Koppelung mit einer Überwachungskamera mit Bilderkennung, wenn z.B. die Nachbarskatze beim Kacken entdeckt wird, könnte die Bewässerung automatisch an gehen, um die Kontaminierung des Rasens zu verhindern. Diese Idee stammt leider nicht von mir, das hat Nvidia Developer Robert Bond, ja nicht 007 der Agent seiner Majestät James Bond, mit einem Nvidia Jetson TX1 schon vor Jahren realisert, wen es interessiert der kann seinen Beitrag "Build an AI Cat Chaser with Jetson TX1 and Caffe" im Nvidia Developer Forum nachlesen. Diese Lösung wäre dann schon etwas aufwändiger, für den Anfang wollten wir kleinere Brötchen backen.

Mein Bruder hätte gerne eine Lösung mit diesen Eigenschaften:

  • pro Wochentag bis zu 3 Bewässerungen pro Kanal programmierbar
  • per Android Handy-App ein-/ausschalten der beiden Rasensprenger
  • direkt über die Steuereinheit ein-/ausschalten der beiden Rasensprenger
  • zeitliche Überwachung einer Bewässerung auf eine wählbare Maximalbewässerungsdauer
  • spritzwasserfestes Design der Steuereinheit
  • Steuereinheit passt auf das vorhandene Grundgerät, kein Umbau des Wasseranschlusses notwendig

Dies alles und ein bisschen mehr, läßt sich mit einer ESP32 Node MCU von espressif realisieren. Diese kleinst Computer mit WLAN und Bluetooth sind ideal für IoT Anwendungen. Sie sind sehr preisgünstig, ein Board mit der ESP32 Node MCU kostet um die €13,-, wie schon geschrieben, mit WLAN und Bluetooth an Bord. Ich kann mich noch erinnern, als ein einzelner WLAN bzw. Bluetooth Transceiver um die €50,- kostete, da war aber noch kein Microcontroller dabei, geschweigen denn ein kompletter, funktionierender Microcomputer. Der ESP32 ist in der Lage über GPIOs die beiden Ventile anzusteuern, ein kleines OLED-Display wird über den Zustand der Steuereinheit Auskunft geben und über 4 Touchkeys kann man die notwendigen Benutzerinteraktionen direkt an der Steuereinheit vornehmen. Stomversorgung wird mit einer 9V Blockbatterie oder -akku erfolgen, wie beim Original von Gardena. Das Gehäuse selbst wird mit meinem Locxess Reptile-Extension Reinforced 3D-Drucker hergestellt und wird an das Design von Gardena angelehnt sein. Auf der Rückseite der Steuereinheit sind simple Audio-Chinch Buchsen für den Anschluss der Ventile.

Die originale Gardena Basiseinheit des Bewässerungscomputers hat auf der linken Seite die beiden Audio-Chinch Buchsen, über die beide Magnetventile angesteuert werden. Die Batterie habe ich nur für einen Größenvergleich in die Basiseinheit gelegt, sie findet normalerweise in der Steuereinheit ihren Platz.

Die Unterseite der Steuereinheit ist das Gegenstück zur Basiseinheit. Sie wird einfach mit den beiden Buchsen auf die Basiseinheit gesteckt. Durch den Aufbau ist sie spritzwasserfest, wenn man mit dem Schlauch direkt draufhält, wird wahrscheinlich Wasser in die Einheit eindringen, dann geht nichts mehr. Aber im Normalfall, wenn z.B. Regen fällt, sollte der Einheit nichts passieren.

Dies ist mein Versuchsaufbau, allerdings noch ohne die Touchkeys. Ich wollte nur einmal ausprobieren, ob durch die Ansteuerung mit den beiden GPIOs die 9V schaltbar sind. Ich habe dafür eine NPN Sziklai Darlington Schaltung gewählt. Dabei wird über einen NPN Transistor ein PNP Transistor geschalten, der NPN wird vom ESP32 direkt getrieben. Durch den PNP habe ich eine Hi-Side Schaltung meiner Last, dies erschien mir sinnvoller als eine Lo-Side Schaltung, bei der evtl. durch eindringendes Wasser ein Kurschluß gegen Masse auch bei ausgeschaltener Bewässerung möglich wäre. Die beiden Dioden habe ich parallel zur Last geschalten, wenn die Leitung offen ist, d.h. das Ventil angesteuert wird, leuchten sie. Ob ich das im Enddesign auch so machen werde, muß ich mir noch überlegen, eigentlich wäre es nicht notwendig, aber bis ich das Display korrekt ansteuere, ist es die einfachste Möglichkeit die Schaltung zu testen. Die Freilaufdioden parallel zur Last habe ich noch nicht in der Schaltung gesteckt, da ja auch noch keine reale Last geschalten ist.

Für die nächsten Beiträge habe ich noch einiges zu tun. Rein von der Schaltung her fehlen nur noch die Touchkeys, die Versorgung und die Schaltung für die Ventilansteuerung funktioniert ja schon. Der ESP32 unterstützt von Haus aus Touchkeys, ich werde 4 benötigen. Ein OK/Select-Key, Up-Key, Down-Key und Cancel-Key sollte reichen, um sich durch das einfache Menü zu hanteln. Das Gehäuse und die PCBs muss ich noch designen, fertigen und dann fehlen natürlich das ESP32 und Android Programm.

Die Steuereinheit mit dem ESP32 wird mehrere Zustände unterstützen:

  • Auto, automatische Bewässerung nach Programm
  • Manuell, manuell eingeschaltene Bewässerung
  • Programmier-Mode, über Bedientasten wird die Einheit programmiert, d.h. die Bewässerungszeiten eingegeben
  • Standby, keine Bewässerung ist aktiv, weder manuell noch automatisch
  • Koppelung mit dem WLAN, die Einheit wird mit dem WLAN gekoppelt

Ein Zustandsdigagramm werde ich noch nachliefern, aber ich glaube mit diesen Zuständen sollte ich auskommen. Diese State Machine läuft dann auf dem ESP32. Dazu kommt die Ansteuerung der beiden Ventile über die GPIOs, das habe ich für Testzwecke schon erstellt und die Behandlung der Touchkeys. Das wird noch ein bisschen kniffelig, bzw. fängt das mit dem Design der Touch-Flächen auf dem PCB an und hört mit der Feinabstimmung im Programm auf, da kommt es auch auf das Gehäuse an, wie die Touchkeys zu kalibrieren sind. Das Display will auch angesteuert werden, da muss ich mir noch einen Treiber programmieren, das OLED-Display wird über I2C angesteuert. Es ist ein 128x64px Grafikdisplay um knapp €5,00- von AZ-Delivery, dort habe ich auch das ESP32 Board erstanden.

Programmtechnisch kommt da noch einiges auf mich zu. Der Koppelungsmodus mit dem WLAN macht mir noch ein bisschen Kopfzerbrechen, aber es sollte möglich sein mit "GATT via Bluetooth" die WLAN Verbindung aufzubauen, dann normal über TCP/IP Sockets die Kommunikation abzuwickeln. Dafür sind auch auf Android Seite passende Klassen vorhanden. Natürlich soll der ESP32 so wenig wie möglich Energie verbrauchen, d.h. ich werde den "Power saver mode of WiFi" nutzen müssen, das ist auch nicht trivial, wie ich nach durchsehen einiger Beispiele gesehen habe.

Die Android-App werde ich mit dem Developer Studio von Google implementieren. Es soll möglich sein die App mit der Steuereinheit zu koppeln, das wird über GATT passieren, dann sollte man bequem die Programmierung der Bewässerung und die manuelle Antsteuerung vornehmen können. Mehr muss die App einmal nicht können, vielleicht fallen mir später noch ein paar Features ein.

Die Mindmap gibt einmal einen groben Überblick, was so alles zu tun sein wird. Ich werde sie natürlich im Laufe des Projektes verfeinern und erweitern, vielleicht lässt sich auch nicht alles so verwirklichen, dann muss ich mir halt eine neue Lösung einfallen lassen, mal sehen wie lange mich das Projekt beschäftigen wird, der Frühling kommt ja mit Riesenschritten.


Euer ultrafastfreddy

22.3.19 16:40, kommentieren

Angaga Tag 20

Liebe Leser,

leider war nun der letzte Tag unseres Aufenthalts auf Angaga gekommen. Dieser Tag war natürlich tauchfrei. Ich bin trotzdem schon sehr früh aufgestanden, da ich nochmal einen Sonnenaufgang fotografieren wollte.

Der Sonnenaufgang war wirklich einer der schönsten unseres Aufenthalts. Die drei Bilder sind innerhalb einiger Minuten aufgenommen worden, mir fällt dann immer die Entscheidung schwer, welches nun das Beste ist. In diesem Fall hatte ich die komplette Serie zur Auswahl, ich war schon auf da war es noch stockdunkel, so begann ich mit dem rot-orange Himmel bis die Sonne komplett aufgegangen war.

Diese kleine Spinne fiel mir während des Fotografierens auf, ich wollte eigentlich den Start des Wasserflugzeuges fotografieren, deshalb hatte ich das 100mm Makro montiert und dann kam mir die kleine Spinne dazwischen. Die Fotos des Wasserflugzeuges wurden nichts, da der Flieger auf der anderen Seite startete.

Am Nachmittag machten wir einen Inselrundgang, dies ist der 2. Jetty, der zur Sunset Bar führt. Davor sind die älteren Overwater Bungalows.

Der Strand im Norden der Insel ist auch noch gut erhalten, wenn man dann allerdings um die Spitze der Insel herum kommt, wird er immer schmäler und ist dann bei Flut gar nicht mehr vorhanden, wie ich schon in einem früheren Blogbeitrag bemerkt hatte. Die Palmen auf dieser Seite der Insel wurden auch schon teilweise abgestützt, da die Wurzeln von den Wellen freigelegt wurden, ohne die Stützen würden sie umfallen.

Im Zentrum der Insel ist die Shoppingmeile und die Rezeption. Davor und dahinter sind Seerosenteiche angelegt.

In der Bucht sieht man immer wieder kleine Haie ihre Bahnen ziehen. Das Wasser ist dort ca. 1m tief und über dem Sandgrund sind sie super zu erkennen.

Meinen Freund den Reiher habe ich dann bei der Beachbar wieder getroffen. Hier startete er vom Strand. Im Vordergrund sieht man die freigelegten Wurzeln der Palmen und Sträucher, dort wurden durch den Sturm ca. 5m vom Strand in einer Tiefe von fast 1m abgetragen.

Zu guter Letzt hatten wir noch einen super Sonnenuntergang. Diesmal waren wir allerdings nicht in der Sunset Bar, nach der Abrechnung auf der Tauchbasis, wollten wir noch einmal am Abend schwimmen gehen, kaum im Wasser kam ich zum Schluß, dass der Sonnenuntergang gut wird. Tatsächlich war das der schönste Sonnenuntergang aller drei Wochen, die Sonne versank in voller Größe im Meer, leider war fast keine hohe Bewölkung, ein paar Cirren wären super gewesen, so färbte sich der Himmel praktisch nicht.

Mit dieser herben Enttäuschung beende ich nun meinen Blog für diesen Urlaub und hoffe, dass ich Euch nicht zu sehr gelangweilt habe.


Euer ultrafastfreddy aus Angaga, Malediven

9.3.19 19:46, kommentieren