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Quadcopter-Update

So, es ist inzwischen einiges an der Quadcopter-Front passiert – nur sauber fliegen tut er immer noch nicht. Aber der Reihe nach: dieses Video ist jetzt schon etwas älter, zeigt aber schon etwas bessere Flugversuche mit meinem Selbstbaurahmen:

Nach diesem und weiteren Flugversuche habe ich den Rahmen aus Kohlefaserteilen nachgebaut um ihn leichter zu machen. Dieser Neubau wiegt gute 170 Gramm weniger als das vorherige Modell aus Platinenmaterial und Alurohren und der Copter kommt somit auf ein Abfluggewicht von etwa 1060 Gramm. Von diesem Modell gibt es leider keine Flugaufnahmen bisher, aber er hat auch schon mehr als eine Design-Iteration hinter sich.

“Raw“ materials for the carbon version of my frame Carbon version of my DIY quadcopter frame

Erster Entwurf

Grundsätzlich besteht der Kohlefaserrahmen aus den gleichen Teilen wie der bisherige Rahmen, 16 mm Rohren und 1mm starkem Plattenmaterial. Bei der Art Belastung, wie sie beim Reindrücken der Rohre in die Halterungen auftritt, erwiesen sich die Rohre als brüchig und mussten daher an jedem Ende mit einem passenden Holzstopfen versehen werden, der ihnen die nötige Stabilität gibt. Weil ich die Rohre nicht lackieren wollte, habe ich mich entschieden von einer Plus-Konfiguration auf eine X-Konfiguration umzusteigen und die Orientierung durch LED-Streifen kenntlich zu machen.

Für den ersten Anlauf habe ich ausschließlich Kunststoffschrauben für alle Schraubverbindungen verwendet und zudem lange Schrauben aus Kunststoff durch das hintere Ende der Arme an der Mittelplatte und durch das vordere an der Motorhalterung geführt, um ein Verdrehen in den Halterungen zu verhindern. Dieses Verdrehen der Arme war eine der großen Schwachstellen des ersten Rahmens (neben seinem Gewicht). Leider stellte sich nach einigen Flugversuchen schnell heraus, dass Schraubverbindungen aus Kunststoff nicht stark genug angezogen werden können, um wirklich fest zu sein. Dies äußerte sich dann recht schnell in losen Halterungen und einem Gewackel der ganzen Konstruktion. Die langen Schrauben in den Armen erwiesen sich zudem also zu flexibel um wirklich ernsthaft einem Verdrehen der Arme vorzubeugen.

Zweiter Entwurf

Der Rahmen musste also verbessert werden. Trotz des höheren Gewichts habe ich alle Plastikschrauben durch Metallschrauben und Muttern mit Sicherungsring ersetzt. Unterlegscheiben mit einem größeren Außenrand als üblich halten dabei die Halteklemmen der Rohre genau mittig über den Bohrlöchern. Die lange Schraube durch den Arm auf der Seite der Motorträger wurde ebenfalls durch eine Metallschraube ersetzt und die Schrauben auf der Seite der Mittelplatte wurden zugunsten eines Splints für jeden Arm komplett entfernt.

Ausrichten des Auslegers mit Hilfe eines Linienlasers

Zum Fixieren der Arme habe ich diese zunächst mit Hilfe eines selbstnivellierenden Linienlasers passend ausgerichtet (der Laserstrahl muss das Armrohr genau mittig schneiden, mittig auf der Schraube liegen und komplett mittig über den Motor bis hoch zum Propellermitnehmer verlaufen). Danach habe ich durch die inneren Klemmen und die Arme ein horizontales Loch gebohrt, durch das ein genau passender Splint gesteckt wurde. Da dieser Splint die Klemme mit dem Arm in einer festen Position ohne Spiel verbindet, ist damit effektiv ein Verändern der Position des Auslegers nicht mehr möglich.

Der so veränderte Rahmen erwies sich dann als sehr robust und verwindungssteif. Durch die starren Verbindungen, insbesondere die mit dem Splint, besteht allerdings auch ein erhöhtes Risiko, bei einem Crash einen Bruchschaden zu verursachen. Das ist natürlich dann auch passiert als ich das Ding in einer Panikreaktion wieder mal unangespitzt in der Acker gejagt habe. Zur Zeit ist der Rahmen in Reparatur, einen neuen Ausleger habe ich schon gefertigt. Der Rahmen muss jetzt wieder zusammengebaut und die LEDs neu verdrahtet werden.

Neuer Flightcontroller

Nach den bisherigen Flugversuchen bin ich recht enttäuscht von meinem bisherigen, sehr einfachen Flight Controller Board. Auch wenn ich glaube, dass viele der Probleme, die ich hatte, auf meine geringe Übung mit Quadcoptern zurückzuführen sind, bin ich genauso überzeugt davon, dass der bisherige Flight Controller auch für einen Teil der Probleme verantwortlich ist. Ich werde daher auf ein Board auf MultiWii-Basis umsteigen, das digtiale Sensoren hat (Gyroskop und Beschleunigungsmesser) und dessen Software ich auch lesen und verstehen kann. Mehr dazu in Kürze…

8×8 LED-Matrix with Arduino

Mein erstes vorzeigbares Arduino-Projekt: Scrollender Text auf einer selbst gebauten 8×8-LED Matrix. Sowohl für die Hardware als auch für die Software finden sich einige Anregungen im Internet, aber letzten Endes habe ich zumindest die Hardware von Grund auf entworfen. Die Software gestaltete sich dann erheblich schwieriger, da ich mit „Geister“-LEDs und Timing-Problemen zu kämpfen hatte. Erst dieser Beitrag bei Wise Time With Arduino brachte mich dann zum Erfolg, da dort gut erklärt war, wie man das eigentliche Scrollen vom Zeichnen des Textes durch Verwendung des internen ATmega-Timers/Interrupts realisiert.

Update 23.03.2011: Schaltung und Software sind jetzt online verfügbar, und zwar hier: https://github.com/hmbusch/Arduino-Projects/tree/master/LED-Matrix

Hier das Ergebnis (die vermeintlichen Scroll-Fehler im Dunkeln sind der niedrigen Bildrate der Kamera geschuldet, die LED-Matrix selber arbeitet ordentlich):

DIY 8x8 LED Matrix with Arduino

Zur Hardware: Punktrasterplatine mit 64 grünen LEDs (0815-Ware), bei denen die Anoden jeweils zeilenweise und die Kathoden jeweils spaltenweise miteinander verlötet sind. Der Controller für das Ganze basiert auf einer selbst geätzten Platine und ist bestückt mit einem M74HC595 Shift Register, dessen 8 parallele Outs mit den Anoden der Zeilen verbunden sind. Auf der Gegenseite werkelt ein 74HC4017 Decade Counter, bei dem an 8 von den 10 Ausgängen 2N7000er MOSFETS die jeweilige Spaltenkathode auf Masse schalten (mit Widerstand für die LEDs). Die übrigen 2 Ausgänge sind unbenutzt. Damit belegt der Controller, abgesehen vom Stromanschluss, nur 5 Pins am Arduino.

Der Grundgedanke hinter der Anzeige ist folgender: Es geht darum, möglichst viele LEDs mit möglichst wenig Pins zu schalten. Man setzt daher auf den POV-Effekt (Persistence of Vision, im Deutschen auch Nachbildwirkung genannt): Wenn man ein Bild ein einzelne Bestandteile zerlegt und diese schnell genug hintereinander anzeigt, entsteht für das menschliche Auge daraus ein zusammenhängendes Gesamtbild. Auf dem gleichen Prinzip basieren z.B. Fernseher. Mit dem Shift Register wird so immer die jeweils aktuelle Zeilenbelegung geschaltet, während der Decade Counter zwischen den Spalten umschaltet. Durch eine Synchronisation beider Umschaltvorgänge und einer sehr schnellen Wiederholung (Wiederholrate hier knapp über 60 Hertz) entsteht für das menschliche Auge so ein zusammenhängendes Bild des scrollenden Texts, obwohl zu einem beliebigen Zeitpunkt nie mehr als 8 LEDs gleichzeitig eingeschaltet sind. Diese Vorgehensweise nennt man in diesem Umfeld übrigens auch Multiplexing.

Die Hardware funktioniert (wie man sieht), ist aber noch verbesserungswürdig, es gibt z.B. Helligkeitsschwankungen beim Schalten einer zunehmenden Zahl an LEDs, was zu einem unschönen Pulsieren der Anzeige führt. Sowohl für die Matrix an sich als auch für den Controller habe ich inzwischen neue Platinenlayouts erstellt, die weniger Drähte und Fummelei benötigen als der aktuelle Prototyp, allerdings habe ich gerade kein Platinenmaterial zum Ätzen da 😉

Schaltung und Quellcode gibts, sobald ich beides mal ordentlich formatiert habe.

Installing an EMG Afterburner on a guitar with passive pickups

The EMG Afterburner package content

The EMG Afterburner package content

I recently bought an EMG Afterburner as a „tuning part“ for my guitar because it was rather cheap and quite an improvement. I didn’t buy the real deal (i.e. EMG 81/85 pickups) because they would more than double the value of the guitar and this wouldn’t be worth it. My guitar feature passive pickups (two single coils, one humbucker) and installing the Afterburner was rather easy, but the wiring is not covered by the instruction manual supplied, so I decided to write this little article.

The EMG Afterburner is a push/pull knob that boosts the output signal by up to 20db, resulting in greater volume for clean sounds and longer sustain for distorted sounds, just as you would get from active pickups.

Simple setup for testing the EMG Afterburner

Simple setup for testing the EMG Afterburner

To install the Afterburner, you first need to replace the input jack from your guitar with the one that comes with the Afterburner. It has an additional connector that is attached to the 9v battery required for the system and that supplies the Afterburner with power when the cable plug is connected (in conclusion this means that you should remove the plug from the jack when the guitar is not in use in order to prolong battery life).

The wiring itself is rather easy. The AB comes with a wiring harness and a battery clip. Connect the wires as follows:

  • The white wire connects to the hot output of the volume control. This is the connector where the tip of the jack you removed was connected to.
  • Solder one of the black wires to ground, wherever  you want, e.g. to the casing of the volume or tone control.
  • The other black wire has to be soldered to the sleeve of the guitar jack.
  • The red wire get connected with the red wire from the battery clip.
  • The green wire is the hot output of the Afterburner and has to be soldered to the tip connector of the guitar jack.
  • That leaves us with the black wire of the battery clip. This wire has to be connected to the third connector of the EMG replacement jack.When the plug is inserted, the battery gets connected and the Afterburner is ready to roll.
EMG Afterburner mounted on the pickguard

EMG Afterburner mounted on the pickguard

The rest of the installation process is simply figuring where to put the control knob and the battery. Remove the plastic knob from the AB using the allen key that it came with and remove the nut. When you found a position with enough space for the AB inside you guitar, drill a hole just big enough for the thread to fit through and secure it from the other side using the nut. Reattach the knob, connect the quick connect socket and a battery (if unsure, you can mount the battery using double sided adhesive tape). Reassemble your guitar and you’re done.

You can know activate the Afterburner by pulling the knob out and increase the boost by turning the knob clockwise. Enjoy!

More images detailing the installation process are available from my Flickr account.

Shadow SH-680 Pickup einbauen – und mehr

In letzter Zeit verbringe ich etliche Abende damit, E-Gitarre spielen zu lernen und seid ich Unterricht nehme, zeigen sich auch erste Erfolge. Da ich nebenberuflich ja auch noch Technik-Nerd bin, weiß ich momentan leider mehr über die Technik einer E-Gitarre als übers Spielen, was sich aber hoffentlich bald ändert. In der Zwischenzeit habe ich mein mir angeeignetes Gitarrenwissen mal in Form einiger statischer Seiten auf meiner Homepage hinterlegt. Momentan gibt es nur zwei verschiedene Seiten, aber es werden vermutlich mehr dazu kommen. Ich verweise derzeit aber mal auf:

Sollte ich mich irgendwann mal dazu durchringen, einen EMG-81 oder einen EMG Afterburner einzubauen oder mir gleich eine neue Gitarre zu kaufen, erweitere ich die Seiten vermutlich.

Humbucker-Tonabnehmer austauschen

Shadow SH-680 Humbucker Pickup

Shadow SH-680 Humbucker

Auf dieser Seite werde ich erläutern, wie man bei einer einfachen Stratocaster-Gitarre den Humbucker-Tonabnehmer tauscht. Der ursprünglich in meiner Gitarre eingebaute Humbucker lieferte zwar passablen Sound, hatte aber einen Wackelkontakt, den ich dann leider versucht habe selber zu reparieren, mit dem Erfolg, dass er danach ganz hinüber war. Deshalb mein Tipp an dieser Stelle: wer noch Garantie auf seine Gitarre hat, sollte sie dem Händler zur Reparatur geben. Die Option hatte ich aber nicht mehr, also habe ich mir einen neuen Tonabnehmer gekauft und ihn eingebaut. Diese Seite dokumentiert diesen Tausch.

Wer eine billige Gitarre besitzt, so wie ich, der merkt schnell, dass man kaum Ersatzteile kaufen kann, deren Preis in einem sinnvollen Verhältnis zum Gesamtwert der Gitarre steht. Natürlich hätte ich meinen Humbucker gegen einen EMG-81 tauschen können (die Referenz für Metal), nur stehen 85 Euro für einen Tonabnehmer zu 150 Euro für die gesamte Gitarre in einem schlechten Verhältnis. Wo man aber schonmal die Gelegenheit hat, sich einen neuen Pickup auszusuchen, sollte man auch ein Teil kaufen, das einem gefällt. In meinem Fall ist das der Shadow SH-680 Tonabnehmer, ein passiver Humbucker mit EMG-Look und höherer Ausgangsleistung als der vorherige No-Name-Pickup, ideal also für Rock & Metal und zu einen vernünftigen Preis (45 Euro).

Gitarre auseinanderbauen

Schlagbrett mit Verkabelung

Schlagbrett mit Verkabelung

Bei einer Strat-Gitarre sind die Tonabnehmer und alle anderen elektrischen Bauteile mit dem Schlagbrett verschraubt. Daher gilt es zunächst, das Schlagbrett zu entfernen und für die Arbeiten von der Gitarre zu lösen, indem man die Anschlüsse für die Kabelbuchse und das Massekabel zu Brücke ablötet. Zum Abnehmen des Schlagbretts muss man zunächst die Schrauben rundherum lösen und dann die Saiten von der Gitarre entfernen oder zumindest soweit lockern, dass man das Schlagbrett darunter herausziehen kann. Nun kann man die drei Kabel zur Klinkenbuchse und zur Brücke ablöten und dann den Gitarrenkorpus beiseite legen.

Alten Tonabnehmer entfernen

Schlagbrett ohne Humbucker

Schlagbrett ohne Humbucker

Bevor man weitere verlötete Verbindungen löst, empfiehlt es sich, ein Foto des derzeitigen Aufbaus zu machen, damit man die Gitarre später auch wieder richtig zusammenlöten kann. Ich habe mir zusätzlich einen kompletten Kabelplan vom Vorbild meiner Gitarre, einer Fender Standard Strat HSS, heruntergeladen (verfügbar direkt von Fender) und die Gitarre später nach diesem Plan wieder zusammengelötet. Mein alter Humbucker war lediglich mit zwei Litzen befestigt (eine dritte hatte ich wegen Verbesserung des Massekontakts mal selber angelötet) und ließ sich leicht auslöten und vom Schlagbrett abschrauben.

Neuen Tonabnehmer einbauen

Gitarrenbausatz

Gitarrenbausatz

Da die Verkabelung meiner Gitarre stark von der des Fender-Vorbilds abwich, habe ich alle einzelnen Bauteile ausgelötet und die Gitarre komplett neu verkabelt. Die meisten Humbucker haben zwei oder vier Anschlusskabel, je nachdem ob man den Abnehmer im Split-Coil-Modus betreiben kann oder nicht. Eine typische HSS-Strat kann so betrieben werden und sollte daher auch so verkabelt werden.

Ein Humbucker besteht neben einem Magneten aus zwei Spulen, in die durch die Schwingung der Saiten in dem Magnetfeld die Signale induziert werden. Jedes Ende einer Spule ist als einzelner Anschluss nach außen geführt, die Farbkodierung unterscheidet sich hierbei von Hersteller zu Hersteller. Bei Shadow sind die Anschlüsse der Nordspule grün und weiß und die der Südspule braun und gelb. Darüber hinaus ist die Schirmung des Kabels als Masse zu verwenden. Für andere Hersteller bietet GuitarElectronics.com eine gute Übersicht über die Belegung und die Farben der Anschlusskabel.

Im normalen Modus schaltet man beide Spulen des Humbuckers in Serie, hier durch die Verbindung von braun und weiß realisiert. Im Split-Coil-Modus wird nur die Nordspule verwendet, die Südspule wird abgeschaltet, indem man sie komplett auf Masse schaltet. Grün ist dann der „heiße“ Pol, alle andere Pole werden auf Masse geschaltet. Wie ein typischer 5-Wege-Schalter in einer Stratocaster funktioniert habe ich an anderer Stelle bereits erläutert, daher führe ich hier nur den Anschlussplan für den Schalter auf, so wie ich ihn (nach Fender-Vorlage) angeschlossen habe:

Anschlussplan 5-Wege-Schalter

Anschlussplan 5-Wege-Schalter

Rückseite des Schlagbrett mit Tonabnehmern und Verkabelung

Schlagbrett mit Verkabelung

In meinem Fall passte der neue Tonabnehmer leider nicht in den vorhandenen Ausschnitt, so dass ich diesen erst weiten musste. Die restlichen Tonabnehmer werden mit dem jeweils zugehörigen Klangregler verlötet und die „heiße“ Seite des Schalter an den Lautstärkeregler angeschlossen. Damit ist die Gitarre dann fertig verkabelt und kann wieder zusammengebaut werden.

Umbau abschließen

Bevor das Schlagbrett wieder eingebaut werden kann müssen noch die Klinkenbuchse sowie der Massenanschluss der Brücke wieder angelötet werden. Danach können die Saiten wieder aufgezogen und die Gitarre gestimmt werden. Es gilt dann zu prüfen, ob die Gitarre in allen 5 Schalterstellungen auchTöne von sich gibt. Die Verwendung der Single-Coil in der mittleren Position zusammen mit der Nordspule des Humbuckers klingt für gewöhnlich etwas leiser als die restlichen Kombinationen.

Gitarre komplett mit neuem Humbucker

Fertig umgebaute Gitarre