Mesh-fähige Mikrocontroller von Particle

Die drei neuen Particle-Boards sind um den SoC nRF52840 von Nordic herumgestrickt, der im Kern einen ARM Cortex-M4F (64MHz, 1MByte Flash, 256 kByte RAM) und ein Funkmodul enthält, welches neben Bluetooth 5 auch den Standard IEEE 802.15.4 unterstützt. Letzterer bildet die Grundlage für Mesh-Netzwerke mit kurzer Funkreichweite wie ZigBee und das IPv6-basierende 6LoWPAN. Darauf setzt wiederum das noch recht junge Protokoll Thread auf, mit dem die Boards das Particle Mesh aufspannen können.

Laut Hersteller sollen Sensoren innerhalb des Mesh mit den IoT-Boards Argon und Boron verschlüsselt Daten austauschen können, die ihrerseits als Gateway ins Internet dienen sollen. Dazu hat das Argon-Board zusätzlich WLAN (mittels ESP32) und das Boron entweder LTE oder 2G/3G an Bord. Das Xenon arbeitet nur als Node oder Repeater. Repeater können die Daten anderer Nodes weiterleiten, wenn diese keine direkte Verbindung zum Gateway haben.

Alle drei Boards sind nach dem Feather-Formfaktor von Adafruit gebaut und zu deren FeatherWings kompatibel. Die Programmierung kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, beispielsweise über eine Web-IDE im Arduino-Stil mit C. Derzeit nimmt Particle Vorbestellungen für Boards entgegen, die ab Juli 2018 ausgeliefert werden sollen. —dab

Software für die 3D-Druckvorstufe

Wer ein 3D-Modell verkleinert, damit es in den Bauraum des eigenen Druckers oder zum Maßstab der bevorzugten Modellbahn passt, skaliert alles im gleichen Maßstab – bei einem Gebäudemodell etwa die Außendimensionen ebenso wie die Wandstärken. Die fallen dann schnell mal unter die technisch sinnvolle und vom Drucker überhaupt materialisierbare Mindestdicke.

Genau dieses Problems nimmt sich Cur3D in drei einfachen Schritten an: Man öffnet etwa eine 3D-Datei im STL-Format, legt die gewünschte Größe und mögliche Auflösung fest und den Rest erledigt die Software anschließend vollautomatisch, verdickt Wände, repariert verdrehte Normalen und überlappende Flächen. Heraus kommt eine Version des Objekts, die für den Druck in der geplanten Größe optimiert ist.

Die Software ist nützlich und so simpel in der Bedienung, dass sie keine Einarbeitungszeit erfordert. Die Testversion gibt es kostenlos, sie exportiert die Ergebnisse aber nicht. Die Maker Edition importiert und exportiert ausschließlich STL, kostet 49 Euro, wird über Steam vertrieben und darf nicht kommerziell benutzt werden – wer das will, zahlt dafür das Zehnfache. Die umfangreichere Professional Edition kostet monatlich Geld (oder einmalig 15.000 Euro), bietet weitere Dateiformate, erkennt und füllt Hohlräume und verabeitet Dateien automatisiert. —pek

Die Software wurde uns vom Hersteller für den Test zur Verfügung gestellt.

Programmierbarer Roboter

Der Roboterbaukasten für Kinder ab 5 Jahren von Tinkerbot besteht aus dem Steuerungsmodul Brain Block mit Bedientasten, Bluetooth und LEDs, einem Antriebsblock mit zwei Motoren und vielen Lego-ähnlichen Teilen. Der Brain Block hat fünf Anschlüsse für Module, davon wird aber nur einer für den Antriebsblock gebraucht. Eine Aufbau- und Bedienungsanleitung findet man nur in der App für Android und iOS. Die nachgemachten Steine waren schwerer auf die Platten zu setzen als originale Lego-Teile. Bei einigen Schritten brauchte ich deshalb ein wenig Hilfe von den Eltern.

Das Koppeln des Steuersteins mit dem Smartphone funktionierte erst nach gefühlten Dutzenden Versuchen. Der Roboter wird über aneinandergereihte Funktionsblöcke in der App im Kreativ-Modus programmiert. Die Bewegungs-Blöcke (geradeaus, links, rechts, rückwärts, Kurven) und Audio-Blöcke muss man aber zuvor erst im Game-Modus freispielen, bei dem man wie beim Spiel „Ich packe meinen Koffer“ mehrere Blöcke in der richtigen Reihenfolge platzieren muss. Wenn man eine bestimmte Zahl von Blöcken freigespielt hat, zeigt die App Bauanleitungen für weitere „Werkzeuge“ für den Roboter.

Nervig war, dass man beim Wechseln zwischen Game-Modus in den Kreativ-Modus jedesmal die Bluetooth-Verbindung neu starten musste. Ein anderer Kritikpunkt ist, dass manchmal die Audio-Ausgabe der App ausfiel und ich dann die Aufgabe nicht lösen konnte. Fünfjährige können damit ins Programmieren einsteigen, für Zehnjährige (wie den Autor) wird es aber schnell langweilig. —Benno Bachfeld/dab

Das Testmuster wurden uns vom Hersteller zur Verfügung gestellt.

Digitales Speicheroszilloskop

Eigentlich fehlt nur noch eine eingebaute Kamera, dann würde es auch dem Smartphone Kokurrenz machen: WLAN, Touch-Display (800 × 600), App-Steuerung, USB, eingebauter Funktionsgenerator bis 25 MHz und ein digitales Multimeter, Akku-Betrieb (13.200 mAh) – ach ja, ein Oszilloskop mit 100 MHz Bandbreite und 1 GSa/s für alle zwei Kanäle steckt auch noch drin.

Das Bedienfeld des DSO-6102 ist sowohl optisch als auch haptisch nicht wirklich gelungen. Womöglich hat der Hersteller deshalb das Display touchfähig gemacht, sodass man sich das Kurbeln an den Drehschaltern für Zeitbasis und Spannung sparen kann und wie auf dem Smartphone mit zwei Fingern rein- oder rauszoomt und wischt. Um Spannungen in Signalverläufen auszumessen, kann man zwei Cursor-Linien ebenfalls mit den Fingern verschieben. Die Speichertiefe pro Kanal liegt bei 40.000 Punkten mit je 8 Bit. Das Oszilloskop kann ein WLAN aufspannen, über das man sich per App die Graphen auf dem Smartphone oder PC anzeigen kann. Der integrierte Funktionsgenerator (etwa für Sinus und Rechteck) arbeitet mit 14 Bit Auflösung und erlaubt das Erstellen eigener (arbiträrer) Wellenformen.

Mit dem DSO-6102 bekommt man ein gutes tragbares und netzwerkfähiges Messlabor. Wer keinen Wert auf 100 MHz, WLAN und Touchpanel legt, sollte sich die DSOs von Rigol anschauen. —dab

Löt-Makey jetzt im heise shop

Bisher war er nur auf einigen Maker Faires zu bekommen, doch ab sofort gibt es den Löt-Makey als Bausatz auch online im heise shop zu bestellen. 24 Bauteile sind auf dem Roboter-Platinchen zu verlöten, dann blinken seine Augen und der LED-Kranz auf dem Bauch, wodurch sich die Platine als perfektes Einsteigerprojekt für Lötanfängerinnen und Lötanfänger eignet.

Im heise shop kostet der einzelne Bausatz 7,90 Euro. Wer auf einen Rutsch mehr Bausätze ordert, kann den Stückpreis bis auf 4,90 Euro drücken. Unseren Makey-Lötworkshop mit Anleitung und praktischer Begleitung bieten wir aber auch weiterhin auf Maker Faires am Stand des Make Magazins an – dieses Jahr wieder in Wien, Berlin und Hannover. —pek

IoT-Erweiterungsplatine für Raspberry Pi

Die Cloudio-Platine steckt man auf einen Raspberry Pi beliebiger Generation und Bauform, bespielt dessen SD-Karte mit einem speziellen Betriebssystem, koppelt das mit einem Mobilgerät mit iOS oder Android, anschließend wischt und tippt man in der grafischen Programmieroberfläche der App einfache Anwendungen für die Pi-Cloudio-Kombo zusammen. So kann man zum Beispiel die Werte des eingebauten Temperatursensors auf dem eingebauten 0,96"-OLED anzeigen oder eine LED aufleuchten lassen, wenn der IR-Nähe-Sensor ein Objekt in Reichweite detektiert hat.

Nachrichten über definierte Ereignisse schickt das Board je nach Programm als Mitteilung aufs Mobilgerät, gibt Sprachhinweise über die Klinkenbuchse des Raspi aus, verschickt Mails oder triggert den Webdienst IFTTT (If This Then That). Was über das Netz geht, zählt als sogenannter Cloud Call, davon sind im Kaufpreis des Boards 50.000 enthalten. Sind die aufgebraucht, bekommt man jeden Tag 100 neue dazu, die sich nicht kumulieren. Wer mehr braucht, kann zusätzliche Calls kaufen, Preise sind noch nicht bekannt. Neben den direkt auf dem Board verbauten Sensoren und Aktoren kann man eine Pi- oder USB-Kamera anschließen, zusätzlich gibt es einen Servo-Port sowie je 3 ADC-Ports und Digital Output-Ports, alle mit 5 Volt.

Der Charme des Cloud-Ansatzes: Über die App kann man jederzeit neue Anwendungen für sein Board bauen und auch aus der Ferne auf Cloudio spielen, anschalten und beenden. Doch der Befehlssatz ist derzeit arg begrenzt – so ist es etwa nicht möglich, mit Sensorwerten zu rechnen und damit als Parameter im Code zu arbeiten. Die direkte Fernsteuerung vom Mobilgerät aus ist nur per Spracherkennung möglich. Auf dem speziell präparierten Raspberry Pi läuft immer nur eine Anwendung zur Zeit. Das ist viel Hardware-Aufwand für relativ beschränkte IoT-Möglichkeiten. —pek

Das Testmuster wurde uns vom Hersteller zur Verfügung gestellt.

SMD-Infrarot-Ofen für Kleinserien

Das Handlöten von SMD-bestückten Platinen ist eine Fleiß- und Fummelarbeit, die wohl jeder Maker scheut – zumal es einige Bauteile gibt, die sich auf diese Weise überhaupt nicht mehr verarbeiten lassen. Für Musterplatinen steht in unserer Werkstatt deshalb seit einigen Monaten ein SMD-Lötofen. Lötpastenauftrag und Platzieren der Bauteile geschehen nach wie vor manuell, aber das Löten von BGA-Chips ist jetzt nur noch eine Sache von Minuten.

Den Puhui T-962A gibt es für weniger als 280 Euro (plus Zoll und Versand) bei verschiedenen AliExpress-Händlern, auch bei eBay taucht er gelegentlich auf. Die maximale Platinenfläche beträgt rund 180 × 235 mm², gegen Aufpreis gibt es aber auch größere Ausführungen (mit den Suffixen B und C). Für diesen Preis lohnt es kaum noch, einen Pizzaofen umzubauen.

Die Bedienung erfolgt mikroprozessorgesteuert über ein kleines LC-Grafikdisplay und Folientaster. Verschiedene Lötprofile von niedrigschmelzenden Bismut-Legierungen bis Bleifrei-Lötzinn sind fest vorgegeben, zusätzlich kann man noch ein eigenes durch (recht umständliche) Definition der Rampenzeiten und Endtemperaturen vorgeben.

In der Praxis reichte uns Profil 1 – einfach Taster S1 drücken und warten, bis der Ofen Vollzug meldet (etwa nach 8 Minuten). Die Platine ist dann (durch den eingebauten Lüfter) bereits so weit heruntergekühlt, dass man sie mit spitzen Fingern entnehmen kann. —cm

Sets „Einfache Maschinen“ und „Naturwissenschaft und Technik“

Lego Education – der Lehrmittelzweig der Lego-Produktfamilie – hat neue Sets auf den Markt gebracht: „Einfache Maschinen“ (ab 7 Jahren) und „Naturwissenschaften und Technik“ (ab 8 Jahren). Beide Sets bestehen aus drei Komponenten. Die erste sind die Baukästen selbst mit 204 beziehungsweise 396 Legosteinen und Anleitungen für sogenannte Basismodelle. Die zweite Komponente sind die Lego Education Maker-Unterrichtsmaterialien, die der Hersteller auf seiner Webseite zum Download anbietet. Dazu wird empfohlen, das Set „Einfache Maschinen“ in der Grundschule und das Set „Naturwissenschaft und Technik“ in weiterführenden Schulen einzusetzen. Und der dritte und wichtigste Teil der Sets sind die zugehörigen Anleitungen für Lehrkräfte.

Die Basismodelle enthalten mechanische Komponenten wie Zahnräder, Reifen, Kippgelenke und Riemen. Jedes Modell gibt es in aufeinander aufbauenden Varianten, anhand derer Prinzipien der Funktionsweisen dieser Komponenten nachvollzogen werden können. In den Anleitungen für die Lehrkräfte finden Sie alle Erklärungen, die Sie hierfür brauchen.

Hat man die Basismodelle durchgearbeitet, kann man sich den Maker-Unterrichtsmaterialien widmen. In den circa 30-seitigen Dokumenten findet man mehrere Lerneinheiten, die je für eine Dauer von etwa 90 Minuten konzipiert sind. Pro Einheit soll eine Gruppe von zwei bis höchstens drei Kindern eine Konstruktionsaufgabe lösen. Hierbei sollen die Gruppen zuerst das vorliegende Problem bestimmen, dann Ideen für die Lösung sammeln, danach Konstruktionskriterien festlegen, anschließend konstruieren und bauen und danach beurteilen, überarbeiten und präsentieren.

Sind Ihre Augen während der letzten Aufzählung zurück zu der Altersempfehlung für die Sets gewandert? Sie haben recht: Die Unterrichtsmaterialien stellen hohe Anforderungen. Auch hier sind die Handreichungen für die Lehrkräfte essenziell für das Verständnis. Etwas merkwürdig mutet an, dass die Dokumente für Grundschulen und weiterführende Schulen die gleichen Aufgaben in fast identischer Aufbereitung enthalten.

Beide Sets wurden von Lego Education für den US-Markt konzipiert und zusammengestellt. In den Lehrmaterialien wird darauf hingewiesen, dass die Inhalte nur übersetzt, aber nicht an die Unterrichtsstandards in anderen Ländern angeglichen wurden. Die Unterlagen für die Lehrkräfte hingegen sind durchaus an die Lehrpläne einiger Bundesländer angepasst. Vor allem aber sind sie wirklich hervorragend und liefern verständliche und ausführliche Erklärungen für die Bauprojekte, die sich gut im Unterricht einsetzen lassen. Denn mit Begleitung durch Erwachsene sind die beiden Kästen für Kinder sehr lehrreich. —esk

Die Testmuster wurden uns vom Hersteller zur Verfügung gestellt.

Vierkanal-Verstärker für Raspberry Pi

Teure Edelboxen von Bang & Olufsen am günstigen Bastelrechner? Ja, geht! Lohnt es sich? Kommt darauf an! Mit BeoCreate haben B&O und HifiBerry eine Lösung vorgestellt, mit der sich in erster Linie passive BeoVox-Boxen wie die Cx50 und Cx100 in aktive drahtlose Lautsprecher à la Sonos verwandeln lassen. HifiBerry bietet dafür online Anleitungen zum Umbau der Boxen an. Das BeoCreate-Board lässt sich aber auch für andere Lautsprecher oder Boxensysteme einsetzen.

Der Verstärker hat zwei Ausgänge zu je 30 W (4 bis 8 Ohm) und zwei zu 60 W (2 bis 8 Ohm). Ihm vorangestellt ist ein DAC mit 24 Bit Auflösung und 192 kHz Sample-Frequenz. Ein aufgesteckter Raspberry mit passendem BeoCreate-Image kann den DSP des Boards für Soundprofile an verschiedenen Boxen konfigurieren und somit die Frequenzweiche überflüssig machen. Für die genannten BeoVox gibt es diese bereits, für eigene Boxen nutzt man das kostenlose SigmaStudio.

Doch der Pi dient nicht nur zum Steuern des DSP, sondern rüstet WLAN nach – und Dienste wie Airplay und Spotify. BeoCreate lässt sich über den S/PDIF (TOSLink) auch ohne Pi betreiben. Für B&O-Fans ist das Board ein Weg zum Upcycling alter Schätzchen, alle anderen nehmen das bekannte und viel günstigere AMP2-Board. —dab