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Ich habe verstanden.

OpenVario - nicht einfach aber dennoch machbar?

Veröffentlicht am 25. Februar 2015
Zugriffe: 2092

UL-Segelflug.de/images/TC/Openvario_Banjo-Cockpit_1644.jpgDass der Bau des OpenVario Flight-Computers nicht ganz einfach werden dürfte, das hatte ich an anderer Stelle schon erwähnt. Schließlich bin ich, was Computerbau und Elektronikbastelei betrifft, völlig unbeleckt und auch beruflich nicht vom Fach. Aber gut, mit Unterstützung von den Spezialisten die in der Computer- und Elektrotechnik zu Hause sind, einer gehörigen Portion Eigenstudium mittels Internet und YouTube, sowie einem eisernen Willen zur Umsetzung, garniert mit einem kräftigen Schuss Durchhaltevermögen, so müsste das Kind doch wohl zu schaukeln sein.

Zugegeben, manch einer der meinen ersten Blog gelesen und von dort auf OpenVario.org geklickt hat, der war wahrscheinlich auf den ersten Blick genauso fasziniert von diesem Ding wie ich. Und wer beim Klick auf die Projektbeschreibung nicht sofort wieder verschwunden ist, weil erstens die Website nur in Englisch zur Verfügung steht und zweitens die Beschreibungen relativ spartanisch sind, die sich bei näherer Betrachtung (für Nicht-Elektroniker) schnell als nur sehr schwer verdauliche bzw. ungenießbare Kost entpuppen, der hat den ersten Stolperstein bereits erfolgreich übersprungen.

Du gibst nicht auf? Herzlichen Glückwunsch zu dieser Entscheidung, auch wenn die Probleme jetzt erst richtig Fahrt aufnehmen werden.

Der ganze Krampf geht nämlich damit los, dass ich umringt von Elektronik-Profis, als quasi "Außerirdischer" erst mal überhaupt nicht weiß, wovon die Spezialisten bei vielen Dingen und Begriffen eigentlich reden. Cubiboard, PCB, Connector-Board, SMD-Verlötung usw., für Profis freilich gängige Fachbegriffe. Für einen wie mich sind diese Begriffe aber allesamt erst einmal "Böhmische Dörfer". Die gilt es richtig einzuordnen und in eine für mich verständliche Sprache zu übersetzen. Doch dank Internet-Recherche lassen sich viele davon zum Glück recht schnell entmystifizieren.

PCB so stellt sich schnell heraus, ist einfach nur ein Akronym (also ein Kurzwort), das sich aus den Anfangsbuchstaben mehrerer Wörter zusammengesetzt. In diesem Fall steht das Akronym für "Printed Circuit Board", zu deutsch also ganz einfach eine Leiterplatte (Platine / gedruckte Schaltung), wobei davon im Inneren des OpenVario-Gehäuses gleich mehrere vorhanden sind.

UL-Segelflug.de/images/GT/Openvario_PCBs_7498.jpg

Die drei im Bild zu sehenden PCBs konnte ich von Haldor beziehen, einem OV-Bauer der ersten Stunde in Norwegen. Haldor hatte sich mehrere Platinen von jeder Sorte anfertigen lassen, um auf die Minimum-Bestellmenge des Herstellers zu kommen. Schneller und unkomplizierter konnte ich wirklich nicht an diese Teile kommen. Wobei die PCBs wie hier zu sehen, in "nacktem Zustand" natürlich noch lange nicht zu gebrauchen sind. Sie müssen erst noch mit allerlei Elektro-Gelumpe zu einer funktionsfähigen Platine "aufgepeppt" werden. Damit fängt die eigentliche Arbeit jetzt erst richtig an. Kleinste, filigrane Elektronikbauteile müssen auf den Platinen exakt platziert und dann verlötet werden. Und das dürfte mit meinen dicken Fingern nicht so einfach werden. Im Vergleich zu meinen Pranken wirkt die Platine des "Sensor-Boards" mit ihren vielen Lötstellen elendlich klein. Wenn ich mir vorstelle, dass auf diesen Winzling 30 bis 40 Elektronik-Komponenten aufgelötet werden müssen, wird mir bei dem Gedanken jetzt schon schlecht.

UL-Segelflug.de/images/GT/Openvario_PCB-Sensorboard_7502.jpgUL-Segelflug.de/images/GT/Openvario_PCB-Sensorboard_fertig_blau.jpg

Und so sollte das Sensorboard am Ende aussehen, wenn alle Teile aufgelötet sind. Von den fünf gigantischen Klötzen einmal abgesehen, kann man sich beim filigranen Rest die Schwierigkeiten lebhaft vorstellen, die hier auf den "Platinenlöter" warten.

Nun gut, auch diese Hürde muss ja irgendwie genommen werden, sobald ich den elektronischen Kleinkram nicht nur bestellt, sondern auch bekommen habe. Und in der Zwischenzeit kann ich meine Löter-Eigenschaften schon mal an einer alten Platine testen, die ich einem ausrangierten SAT-Receiver für Übungszwecke entnommen habe. Wer also vor hat, sich solch einen OV-Computer selbst zu bauen und noch nie in seinem Leben Platinen bestückt und verlötet hat, der sollte sich vielleicht schon mal eine alte Platine aus einem PC oder Fernsehapparat besorgen und damit die ersten "Gehversuche" machen.

UL-Segelflug.de/images/GT/PCB-SMT_Uebungsplatine_aus-SAT-Receiver.jpg

Doch erst einmal zurück zum nächsten Akronym, mit dem man mehrfach Bekanntschaft machen wird: dem SMD. Wieder weiß ich nicht, was das geheimnisvolle Akronym bedeuten soll. Zum Glück gibt´s heute Wikipedia, wo man fast auf jede Frage eine Antwort findet. Zu meinem Erstaunen stelle ich dann fest, dass das Akronym für viele Begriffe herhalten muss: vom Sauterdurchmesser über Schiffsmeldedienst und Schweizer Mediendatenbank, vom Sozialmedizinischen Dienst und Sportmedizinischen Dienst der DDR bis zu Studentenmission in Deutschland. Der zuletzt dort aufgelistete Begriff passt dann endlich: es ist ein Surface-Mounted-Device. Abkürzung und Fachbegriff aus der Elektronikbranche. Und übersetzt bedeutet SMD auf Deutsch: oberflächenmontiertes Bauelement - na also, geht doch.

UL-Segelflug.de/images/GT/Openvario-Uebungsplatine-Vergroesserungsglas_7509.jpg

Im Gegensatz zu "Bedrahteten Bauelementen" der "Durchsteckmontage" (engl. THT = Through Hole Technology) gibt es bei den SMDs eben keine Drahtanschlüsse die durch kleine Löcher durchgesteckt und dann auf der Rückseite verlötet werden müssen. SMDs werden mittels lötfähiger Anschlussflächen direkt auf die Leiterplatten aufgelötet (Flachbaugruppe). Bei der dazugehörenden Montageart spricht man dann von "Oberflächenmontage" (engl. SMT = Surface-Mounting-Technology). Wie im Bild durch ein Vergrößerungsglas zu sehen ist, kann es sich dabei um kubische Kleinbauteile mit relativ großer Lötfläche handeln, aber auch um Bauteile mit mehreren oder recht zahlreichen "Lötfüßchen", die wiederum eine ganz spezielle Löttechnik erfordern.

Im folgenden Foto sind zum besseren Verständnis einmal Einzelkomponenten in Bildausschnitte gezeigt. Bei den oberen beiden Bildausschnitten handelt es sich um Widerstände, die im THT-Verfahren auf der Platinenrückseite verlötet sind. Die Körper der Widerstände haben eine Länge von 3 mm und ein Durchmesser von 1,5 mm an der dicksten Stelle. Die "riesigen Bohrungen, durch die die Lötfüßchen durchgesteckt sind, haben einen Durchmesser von 1,0 mm.

UL-Segelflug.de/images/GT/Openvario-Uebungsplatine-SMD-Resistors_Sixpack.jpg

Bei den backsteinförmigen Teilen handelt es sich um SMDs in unterschiedlichen Größen, die im SMT-Verfahren auf der Oberfläche der Platine verlötet sind. Die dicken Klötze haben eine Kantenlänge von 3x2 mm (unten links), während die etwas kleineren SMDs (unten rechts) ca. 2x1 mm groß sind. Bleibt nur zu hoffen, dass die Teile für das OpenVario doch eine Idee größer sind. Ich lass mich mal überraschen, wenn die bestellten Materialien demnächst eintreffen.

Zur SMD-Löttechnik gibt es im Internet natürlich wieder viele nützliche Artikel, sowie auf YouTube zahlreiche Videos in deutscher und englischer Sprache, die man sich zur Einstimmung vielleicht erst einmal anschauen sollte. Die Auswahl an Videos zum Thema ist riesengroß, so dass jeder die für seinen Geschmack richtigen "Lehr-Filme" finden sollte.

Wer mit allem durch ist der hat dabei sicherlich gelernt, dass bei diesen diffizilen Lötarbeiten mit dem alten 100 Watt-Lötkolben aus Opas Vermächtnis nichts mehr anzufangen ist. Bei dieser filigranen Löterei braucht es eine Digitale Lötstation, an der die Soll-Temperatur nicht nur eingestellt, sondern auch kontrolliert werden kann. Mein alter Lötkolben ist schon in der Kiste für Elektroschrott verschwunden und eine Digitale Lötstation ist zwischenzeitlich angeschafft. Und da ich wie die meisten Menschen natürlich nur zwei Hände habe, steht auch diese "Helping Hand" als stiller Assistent auf meinem Basteltisch.

UL-Segelflug.de/images/GT/Loetstation_mit_Helping-Hand.jpg

Wer jedoch glaubt, die benötigten Teile heute zu bestellen und in 3 Wochen mit seinem OpenVario fertig zu sein, der dürfte sich gewaltig irren. Die benötigten Teile gibt es nämlich nicht bei einem Händler, sie müssen über mehrere Kanäle bezogen werden. Mein 7"-Display kommt irgendwann von Mitte März bis Anfang April von einem Lieferanten aus den USA, das Cubiboard im gleichen Zeitraum aus dem Reich der Mitte. Den Kleinkram für die Platinenbestückung werde ich auf Empfehlung meines "Doktorvaters" Eggert Ehmke in Berlin bestellen. Wobei ich aber auch dort nicht alle Teile bekommen werde. Den verbleibenden Rest muss ich mir erst noch gemäß "Bill of Materials" des Projekt-Teams und den darin aufgeführten Links, bei unterschiedlichen Lieferanten zusammensuchen. Vermutlich wird mir auch die verzwickte Materialbeschaffung noch einige graue Haare bescheren.

Mein Freund Eggert hat inzwischen ebenfalls eine eigene Website ins Netz gestellt, auf der er fortlaufend die einzelnen Bauschritte seines eigenen OV-Projektes dokumentiert. Auch diese Seite ist es wert, öfters angesurft zu werden.

Schwierig-schwierig-schwierig! Doch wer hat hier behauptet, dass die Sache einfach sei? Natürlich niemand!

An dieser Stelle möchte ich auch gerne einmal eine Lanze für das Projekt-Team brechen, allen voran Andreas Wasserbauer, Michael Huber, Gernot Hehn, Timo Bruderek und Stefan Langer, die mit der Konstruktion des OpenVario Flight-Computers ein absolut geniales Projekt auf die Beine gestellt haben. Für die Website und deren Inhalte zeichnet das gesamte Team verantwortlich.

Auch wenn der eine oder andere Bauinteressent aus dem deutschsprachigen Raum mit Englisch vielleicht Probleme hat, Englisch ist ganz einfach die Sprache der Universitäten, der Ingenieure und der Techniker, die sich so über alle Grenzen hinweg verständigen und verstehen können. Das ist auch der Grund dafür, dass die Seite im ersten Schritt ausschließlich in englischer Sprache erstellt worden ist. Allerdings bedeutet dies natürlich nicht, dass es zu einem späteren Zeitpunkt nicht auch anderssprachige Website-Varianten geben könnte, wenn sich geeignete Leute dafür finden, die in einer anderen Sprache aufgewachsen sind, diese als Muttersprachler gut beherrschen und sich zur Mitarbeit im OpenVario-Projekt als Übersetzer zur Verfügung stellen.

Die (bisher) etwas kargen Anleitungen und Beschreibungen sind in erster Linie damit zu erklären, dass der Inhalt der Website anfangs hauptsächlich für Ingenieure und Studenten, sowie für Leute vom Fach mit einschlägigen Elektronikkenntnissen geschrieben worden ist. Zum jetzigen Zeitpunkt ist die Seite also hauptsächlich für einen fachkundigen Personenkreis ausgelegt, der weitestgehend selbständig und ohne großen Unterstützungsaufwand seitens des Projekt-Teams seine Geräte zusammenbauen und in Betrieb nehmen kann. Dadurch wurde der Kreis der Gerätebauer am Anfang absichtlich eingeschränkt und relativ klein gehalten, bis der OV-Flight-Computer in ausreichender Zahl gebaut und in Betrieb genommen sowie im Flugbetrieb ausgiebig getestet werden konnte.

Elektronik-Neandertaler wie ich zum Beispiel einer bin, tun sich mit dem Nachbau somit relativ schwer und sind massiv auf Unterstützung angewiesen. Die kann das Projektteam natürlich nur in begrenztem Umfang leisten, schließlich befinden sich alle Projekt-Mitglieder mitten im Studium, haben eine Vollzeitbeschäftigung in einem Betrieb oder Ingenieurbüro und meist auch noch Familie. Hier wird verständlicherweise darauf gesetzt, dass sich Bauinteressenten mit unterschiedlichen Kenntnissen und Berufen gegenseitig unterstützen und auf diese Weise jeder sein Wissen und seine Fähigkeiten anderen Gerätebauern zur Verfügung stellt.

Persönlich habe ich bei meinem Vorhaben bisher eine breite Unterstützung erfahren, wobei ich als Gegenleistung und Entlastung der Kollegen, meine Erfahrungen gerne über meine Website weitergeben möchte. Auf diese Weise sollte es dann auch möglich sein, dass Andere davon profitieren und über diesen Weg zu ihrem eigenen OV-Rechner kommen. Natürlich funktioniert das nur, wenn ich selbst die Kraft aufbringen kann, bis zum bitteren Ende durchzuhalten. Aber das kann ich zum jetzigen Zeitpunkt bei besten Willen noch nicht garantieren.

Wer selbst gerne bei der Weiterentwicklung mitarbeiten und das Projektteam unterstützen möchte, der ist herzlich dazu eingeladen. Wer Dinge wie z.B. Software-Entwicklung beherrscht, Pläne für alternative Gehäusevarianten erstellen, Website-Texte in andere Sprachen übersetzen, Bau- oder Lötanleitungen allgemeinverständlich formulieren oder aussagekräftige Detailfotos etc. erstellen kann, der ist herzlich zur Mitwirkung eingeladen. Kurze Info an das Projekteam genügt.

Um mitzumachen muss man übrigens kein Mitglied der Grazer Akaflieger oder einer anderen Akaflieg-Gruppe sein. Gefragt sind Fachkenntnis sowie passende/ergänzende Fähigkeiten, die einen Beitrag zur Weiterentwicklung leisten können.

 

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