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Concertina Bauplan

Version vom 17. September 2019, 21:59 Uhr von Johannes (Diskussion | Beiträge) (Elektronik löten)

Der Aufbau von Oskar Concertina besteht im Wesentlichen aus einem Mikrocontroller (ESP32) und 8 Tasten. Der Nachbau ist anfängerfreundlich. Du musst nur (bedrahtete) Bauteile mit Durchkontaktierung löten. Die Platine kannst du bei einem Platinenhersteller anfertigen lassen. Der 3D-Druck des Gehäuses, mit 0,4 mm Düsendurchmesser eines Kossel 3D-Druckers, dauert mit aktivierten Supportstrukturen ca. 4 Stunden. Der Zusammenbau dauert ca. 1 Stunde. Die Materialkosten betragen ca. € 50.

Concertina

Vorbereitung

Für den Bau von Oskar Concertina brauchst du Material, Werkzeug und Software.

Material: Gehäuse, LiPo-Akku, Magnete, Metallplatten, Schrauben, Gewindeeinsätze, Ein/Aus Schalter, LiPo-Akko Stecker, LolinD32, Platine, Tasten, Widerstand, Stiftleisten
  • Werkzeug Werkzeugliste
    • 3D Drucker
    • Lötkolben und optional eine dritte Hand mit Lupe
    • Seitenschneider
    • flacher Schraubendreher 4,5 bis 5 mm breit
    • Innensechskantschlüssel 2 mm
    • Teppichmesser und Metallfeile
Werkzeug: Schraubendreher, Innensechskantschlüssel, Lötzinn, Seitenschneider, Lötkolben, optional Lötfett und dritte Hand mit Lupe

Elektronik löten

  1. Zuerst nur die Bauteile über dem Mikrocontroller Board Wemos LolinD32 anlöten. Löte den Widerstand und nur die 4 Tasten über dem LolinD32 an. Achtung! Die Lötstellen dieser Bauteile werden anschließend vom LolinD32 verdeckt und können nach dem Anlöten des LolinD32 nicht mehr gelötet werden! Die 4 Tasten neben dem LolinD32 dürfen noch nicht angelötet werden, damit Platz zum Anlöten des LolinD32 bleibt!
    Platine Oberseite, 4 Tasten und Widerstand werden vor dem LolinD32 angelötet
  2. Jetzt kannst du LolinD32 anlöten. Die Stiftleisten kommen zwischen Platine und LolinD32 wobei die langen Stifte nach unten Richtung LolinD32 zeigen. Löte die LolinD32 Pins BAT, 13, 12, 14, 27, 26, 25, 33, 32 sowie die beiden GND und deren Nachberpins an.
    LolinD32 auf der Rückseite der Platine
    Zwicke die überstehenden Stifte bei GND und PIN 15 mit dem Seitenschneider ab, damit bleibt Platz für den Magneten.
    2 Stifte der Stiftleisten werden mit dem Seitenschneider gekürzt.
  3. Danach die übrigen Bauteile (LiPo Stecker, Ein/Aus Schalter und 4 Tasten) anlöten, und schon kannst du von der Lötstation zum Computer wechseln.
    Platine Unterseite mit LolinD32, LiPo Stecker und Ein/Aus Schalter
    Platine Oberseite mit 8 Tasten

Firmware flashen

Falls du das "Espressif IoT Development Framework" noch nicht installiert hast, folge der Installations Anleitung von Espressif.

Lade den Source Code der Oskar ESP32 Firmware herunter! Dort findest du je nach Geschmack einen Downloadbutton oder die nötigen git Befehle. Stelle die USB-Kabelverbindung zwischen Computer und Oskar Concertina her!

Wechsel in das heruntergeladene (und falls nötig entpackte) Verzeichnis und flashe mit dem Befehl "make flash" die Oskar Concertina ESP32 Firmware auf den Mikrocontroller. Teste mit "make monitor" ob alle Tasten Signale liefern. Jedes Lösen einer Taste wird als Bit eines Bytes am Monitor angezeigt!

Stelle eine Bluetooth Verbindung mit deinem Smartphone (oder anderen Bluetooth fähigen Endgerät welche Bluetooth HID-Tastaturen akzeptieren) her! Oskar Concertina lässt sich nur eine begrenzte Zeit (30 Sekunden) nach dem Einschalten "pairen" also mit einem neuen Gerät verbinden. Falls es nicht gleich klappt, trenne Oskar Concertina von der Energieversorgung (per USB-Kabel oder LiPo-Akku) und wiederhole den "Pairing-Vorgang", innerhalb von 30 Sekunden. Die Verbindung zum LiPo-Akku wird über den Ein/Aus-Schalter hergestellt (Schalter auf der inneren Position) oder unterbrochen (Schalter auf der äußeren Position).

Einbau

Entgrate den frischen 3D-Druck, falls nötig! Die Schrauben und die Magneten müssen leicht durch die vorgesehenen Löcher passen. Ich kann dir dazu ein Teppichmesser und eine Metallfeile empfehlen.

Schraube die Gewindeeinsätze in die vorgesehenen Löcher des Deckels.

Deckel mit Gewindeeinsätzen

Positioniere die Platine auf dem Deckel!

Lege den LiPo-Akku Schutz auf die Tastenlötstellen neben dem LolinD32 und verbinde den LiPo-Akku mit der Platine! Schraube die Magneten auf die zwei langen Schraubenfassungen!

Die Magneten auf die zwei langen Schraubenfassungen schrauben ist ein bisserl ein Geschicklichkeitsspiel, weil die starken Magnete unvorhergesehene Bewegungen beim Schrauben vollführen.

Deckel mit Platine, LiPo-Akku, LiPo-Schutz und Magnete

Positioniere die Bodenplatte und achte dabei, dass der LiPo Akku auf dem LiPo-Akkuschutz liegt und du das Kabel des LiPo Akkus nicht einzwickst! Dann kannst du die Bodenplatte festschrauben.

Die Schrauben nicht zu fest anziehen. Wir arbeiten mit Metallschrauben in Kunststoff, der brechen kann. Die Schrauben sollen alles am Platz halten und kein Spiel bieten. Die Schrauben müssen aber keine größeren Zugkräfte als der Magnet auf Metall ausübt aufnehmen.

Oskar Concertina Rückseite und Innensechskantschlüssel
Oskar Concertina und Innensechskantschlüssel

Anwendung

Damit du Oskar Concertina schnell auf der Smartphonerückseite befestigen und wieder lösen kannst, lege zwei dünne Metallplatten an die Stelle der Magneten zwischen Smartphonehülle und Smartphone. Leicht geht das, wenn du Oskar Concertina mit den Magneten nach oben und die Smartphonehülle darauf legst. Wenn du jetzt die Metallplatten in die Smartphonehülle legst, werden sie ihren Platz magnetisch finden.

Oskar Concertina am Smartphone

Aber nicht nur am Smartphonerücken ist die kleine Tastatur nützlich, auch als Fernbedienung für Smartphone, Computer oder TV bietet Oskar Concertina interessante Möglichkeiten. LiPo-Akku lässt sich über USB-Kabel laden, wenn der Ein/Aus-Schalter "Ein" ist (Schalter auf der inneren Position).

Braille Basissystem der deutschen Blindenschrift

Wenn du die Blindenschrift Braille noch nicht beherrschst, ist jetzt die beste Gelegenheit Braille zu lernen. Wenn du keine Lust auf Braille hast, kannst du auch selber ein Tastaturlayout für die 8 Tasten entwerfen. Dazu änderst du die Einträge in der Tabelle "chord_id_keycode" in oskar_esp32/main/main.c. Oder du entwickelst einen über Umschalttasten erreichbaren Modus nach den Vorlagen Pfeil- oder WASD-Modus (arrow_modus, wasd_modus).

Viel Vergnügen beim Drücken der Knöpfe.

Weiterführende Links