Leave Me Alone Box

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The Ultimate Machine

oder wie man sie auch nennt „Leave Me Alone Box“. Auch „Useless Machine“ habe ich schon gesehen, finde ich aber äußerst unpassend. Es handelt sich bei ihr um eine simple Box an  der sich ein Kippschalter befindet zum Ein- und Ausschalten. Der Clou daran, wenn man sie einschaltet, schaltet sie sich selber sofort wieder aus.

 

Die Idee stammt von dem amerikanischen Mathematiker Claude Shannon. Darauf aufmerksam geworden bin ich durch einen meiner Professoren. Begeistert von der Idee musste ich sie sofort nachbauen. Da ich für ein Seminar in der FH sowieso gerade eine Servosteuerung für den Atmega16 programmieren sollte, hatte ich damit direkt eine sinnvolle (!) Anwendungsmöglichkeit gefunden.

Auch wenn der Bau der Box jetzt schon ein paar Jährchen her ist, versuche ich hier auf der Seite nochmal alle meine Schritte nachzuvollziehen und sie kurz zu beschreiben. Angefangen mit den benötigten Materialien, über den Aufbau der Box und der Realisierung der Schaltung und der Programmierung.

Material

  • Box
  • Schalter
  • Mikrocontroller
  • Spannungsregler
  • Servos
  • Scharnier für den Deckel
  • Hand
  • sonstigen Kleinkram (Stecker, Kabel, Widerstände, Sockel, Kondensatoren, Stiftleisten)

Die Gesamtkosten betrugen keine 20€. Wobei das teuerste die Box selber war. Servos waren schon vorhanden, es hätten aber auch kleine 6€-Servos ausgereicht.

Aufbau der Box

Das Schwierigste war wohl eine Öffnung, die später den Deckel darstellt, sauber in die Box zu bekommen. Glücklicherweise hatte mein Bruder gerade einen Multimaster von Fein gekauft, mit dessen oszillierende Säge ohne Probleme eine Öffnung mitten aus der Box gesägt werden konnte.

Als nächstes musste der Deckel wieder mit der Box über ein Scharnier verbunden werden. Ich fand ein altes verbogenes, langes Scharnier das ich kurzerhand einfach auf die richtige Länge gesägt und mit Sekundenkleber eingeklebt habe.

Die Servos wurden mit Kabelbindern auf einem Sockel befestigt und dann auch mit Sekundenkleber an die Seite der Box geklebt. Eine spätere Demontage kann also ohne die Zerstörung der Servos erfolgen.

Als Hand dient ein Stück dicker Draht, der in unbekannter Zukunft noch gegen etwas schöneres ausgetauscht werden soll.

Um den Deckel per Servo zu öffnen, musste ein Verbindung zwischen den beiden Teilen hergestellt werden. Meine Lösung: Ein kleines Holzstück mit Schraube wird an die Scharnierseite die sich am Deckel befindet geklebt. Am Servoarm selbst, war netterweise schon eine kleine Kugel befestigt. Als Verbindung zwischen Kugel und Schraube, dient ein abgesägter Nagel an dessen Enden eine Unterlegscheibe gelötet wurde. Die Unterlegscheibe wurde nun über die Schraube am Scharnier und die Kugel am Servo gelegt und verbogen, damit sie nicht mehr herunterrutschen kann. Fertig ist das „Kugelgelenk“ Marke Eigenbau.

Auf den Boden der Box wurden noch zwei Holzstückchen geklebt, auf dem später dann die Platine geschraubt werden konnte. Ebenso auf den Boden geklebt wurde der Batteriehalter für den 9V-Block.

Schaltung

Arbeitsplatz nach dem Motto: Das Genie überblickt das Chaos!

Die Schaltung wurde erst als Streifenrasterplatine geplant und aufgebaut. Als das gut funktionierte, habe ich die Platine nochmal mit EAGLE neu erstellt und die Tonertransfermethode ausprobiert, die mir sehr viel versprechend aussah. Ok, ich habe irgendwann aufgehört zu zählen, wie oft ich die Schaltung auf die Platine gebügelt habe, aber das ist alles eine Frage der Technik. Schlussendlich konnte das Ergebnis überzeugen.

 Bei der Tonertransfermethode wird die Schaltung per Laserdrucker spiegelverkehrt auf eine glatte Oberfläche (Reicheltkatalogseite, Overheadfolie, …) gedruckt und dann mit dem Bügeleisen auf die Platine übertragen. Das Schwierigste an der ganzen Geschichte ist der Schritt 4 (Papier ablösen) in der verlinkten Anleitung von Thomas Pfeifer. Hierbei passierte es mir immer wieder, dass die Leiterbahnen mit abgerissen wurden. Die Methode ist trotzdem sehr zu empfehlen. Wie man in der Anleitung von Thomas Pfeifer sieht, klappt das ganze richtig gut, wenn man alles richtig macht und die für sich beste Konfiguration gefunden hat. Ich habe nach dieser Methode auch die Oberseite der Platine beschriftet. Zu empfehlen ist auch das Video von Thomas Pfeifer zu der Tonertransfermethode.

Platinen Oberseite

Programmierung

Programmablaufplan: Main

Programmablaufplan: Externer Interrupt (Kippschalter wurde umgelegt)

Ja, die Programmablaufpläne sagen eigentlich alles. Es sei noch angemerkt, dass ich keine Sensoren eingebaut habe um festzustellen, ob der Deckel wirklich auf oder zu ist und ob die Hand drin oder draußen ist. In den Funktionen warte ich deswegen einfach jeweils eine Sekunde und gehe davon aus, dass alles geklappt hat (Programming with faith 😉 ).

Die Servos werden über ein PPM (Puls-Pausen-Modulation) – Signal angesteuert, welches per Timer erzeugt wird.

Im Prinzip wäre die Programmierung ein klassischer Fall für eine Zustandsmaschine gewesen. In der nächsten Version, werde ich das auch so handhaben.

Downloads

AVR Studio 4 Projektdateien: leave_me_alone.zip (Stand: 09.01.2010, das sollte ich wirklich mal auf meine Todoliste setzen)

Videos

Bilder

veröffentlicht am: 8. April 2012

letzte Modifikation am: 8. Mai 2012

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