Anhänger mit Flüssigkeitssimulation
(mitxela.com)- Handgefertigtes Hardware-Projekt, das eine Echtzeit-FLIP-Flüssigkeitssimulation und ein rundes LED-Display in Schmuckgröße unterbringt, mit dem Ziel eines tragbaren Simulationsobjekts
- Ein STM32L432KC wird auf 100 MHz übertaktet; Beschleunigungssensor, Ladeschaltung und Spannungsüberwachungschip sind auf einer 4-lagigen 0,8-mm-PCB integriert, sodass Berechnung und Anzeige im kleinen Anhänger selbst erfolgen
- Diagonales Charlieplexing und zyklische DMA-Ansteuerung reduzieren die Zahl der Vias und den Anzeige-Overhead, offenbaren aber auch Fertigungsfallen wie LED-Layout und Lötbrücken
- Die FLIP-Implementierung wurde auf Basis des Ten-Minute-Physics-Tutorials neu implementiert; Partikelkollisionen und eine Hashgrid haben selbst im kleinen 8x8-Maßstab großen Einfluss auf Stabilität und Geschwindigkeit
- Insgesamt wurden 10 Anhänger fertiggestellt, doch Verbesserungen bei Glas- und Dichtungsorientierung, Schutz des Ladeanschlusses und Metallgehäuse-Bearbeitung bleiben offen, sodass Massenproduktion schwierig erscheint
Tragbares Gerät zur Flüssigkeitssimulation
- Der Anhänger mit Flüssigkeitssimulation ist ein handgefertigtes Schmuckstück, das eine Echtzeit-FLIP-Flüssigkeitssimulation ausführt
- Er verwendet ein vergoldetes Gehäuse und ein Uhrglas als Schutzfenster; das interne runde LED-Display zeigt die Flüssigkeitsbewegung an
- Der erste Anhänger wurde im März 2024 gebaut, in den folgenden Monaten entstanden mehrere weitere
- Derzeit gibt es eine kleine Anzahl von Anhängern; solange Vorrat vorhanden ist, sind einige im Verkauf
- Die Motivation für das Design und der frühe Prozess sind auch in einem YouTube-Video zu sehen
Vom Simsim zum Anhänger
- Ausgehend von der vorherigen Animation für ein volumetric display entstand der Plan, schließlich eine Echtzeit-Flüssigkeitssimulation umzusetzen, mit der sich eine virtuelle 3D-Schneekugel bauen ließe
- Das dabei entstandene Konzept Simsim bildet die Grundlage dieses Anhängers
- Am Ende wurden nicht nur die Flüssigkeitssimulation, sondern auch unerwartete Vorteile eines diagonal charlieplexed Displays bestätigt
Hardware-Aufbau
- Die wichtigsten Bauteile sind:
- STM32L432KC: ARM Cortex-M4, mit FPU, auf 100 MHz übertaktet
- ADXL362: Ultra-Low-Power-Beschleunigungssensor
- MCP73832: Ladecontroller für LiR2450-Akku
- TPS7A02: Ultra-Low-Power-Regler
- TPS3839: Chip zur Versorgungsspannungsüberwachung
- Die Schaltung ist auf einer 4-lagigen 0,8-mm-PCB aufgebaut
- Es wird eine LiR2450-Knopfzelle verwendet; das finale Design enthält einen Ladecontroller und Unterspannungsschutz
- Bei voller Ladung wird eine Laufzeit von etwa 10 Stunden angestrebt
Diagonales Charlieplexing und Display-Ansteuerung
- Diagonales Charlieplexing kann die Zahl der Vias gegenüber einer herkömmlichen Matrix halbieren
- Bei LED-Displays mit kleinem Pitch wird die Via-Zahl leicht zum begrenzenden Faktor, daher ist der Effekt groß
- LEDs desselben Netzes liegen an entgegengesetzten Enden, sodass die meisten Lötbrücken die Leistung nicht beeinträchtigen
- Im DMA-Circular-Mode wird die Display-Matrix ohne Overhead angesteuert
- Wenn man zwei DMA-Streams handhabt, lässt sich auch eine charlieplexed Matrix auf dieselbe Weise ansteuern
- Um LEDs und Pixel zu verbinden, ist eine Lookup-Tabelle nötig
- Eine Änderung des Mappings verursacht keine zusätzlichen Kosten
- Matrixsignale können an beliebige Pins eines Mikrocontroller-Ports angeschlossen werden, was das Routing erleichtert
- Wenn ein großes Display direkt über GPIOs angesteuert wird, kann der Einschaltwiderstand der Ausgangs-FETs Helligkeitsprobleme verursachen
- Da beim Charlieplexing immer nur ein Pixel gleichzeitig leuchtet, wirkt sich der Einschaltwiderstand gleichmäßig auf alle Pixel aus
- Die Display-Helligkeit lässt sich auch durch Ändern der Mikrochip-Spannung steuern
Implementierung des FLIP-Flüssigkeitssimulators
- Die FLIP-Simulation basiert auf Matthias Müllers Arbeit Ten Minute Physics, insbesondere auf dem Tutorial „How to write a FLIP Water Simulator“
- Der Code ist keine direkte Portierung, sondern wurde anhand des Tutorials neu implementiert
- In Eulerian-Flüssigkeitssimulationen wird die Flüssigkeitsbewegung per Advection behandelt; bei FLIP tragen die Partikelbewegungen die Flüssigkeit, sodass kein separater Advection-Schritt verwendet wird
- Der Schritt für Partikelkollisionen konnte nicht ausgelassen werden
- Entfernt man den Kollisionsschritt, kollabiert die gesamte Flüssigkeit zu einem überlappenden Klumpen
- Partikel stoßen einander mit einem Impuls ab, der proportional zum Kehrwert des Abstands ist
- Im finalen Code gab es einen Schalter zwischen einfacher Kollision und Hashgrid-Kollision
- Die Hashgrid bringt Overhead bei Berechnung und Verständnis mit sich, liefert aber selbst bei kleinen Größen wie 8x8 eine große Geschwindigkeitssteigerung
- In den Beispielen von Ten Minute Physics gab es einen kleinen Fehler in der linken Randbedingung, durch den die Flüssigkeit nicht zur Ruhe kam; dieser wurde entdeckt
Simulationsexperimente und Speicherabschätzung
- Während der Entwicklung entstanden verschiedene ungewöhnliche Ergebnisse der Flüssigkeitssimulation; beim Rendern der Partikel sah vieles wie Froschlaich aus
- Dichte-Plots zeigten die Zahl der Partikel, die jede Grid-Zelle überlappen; beim Aufprall auf Wände entstanden visuelle Effekte wie Schockwellen
- Etwa zwei Wochen nach der Veröffentlichung des Simsim-Konzepts entstand eine Simsimsim-Demo
- Sie diente als internes Testwerkzeug, um zu prüfen, wie niedrig die LED-Dichte sein kann, bevor es nicht mehr wie Flüssigkeit aussieht
- Außerdem wurde damit der für eine Bare-Metal-Portierung benötigte RAM grob abgeschätzt
- Der STM32L432KC hat 64 KB RAM; für ein Display mit Durchmesser 16 werden etwa 26 KB benötigt
- Der Quellcode der Demo und des Anhängers ist noch nicht veröffentlicht, soll aber später veröffentlicht werden
Bau des ersten Anhängers
- Vor der PCB-Fertigung wurde ein handverdrahteter Prototyp gebaut, um zu prüfen, ob das charlieplexed Display-Muster tatsächlich funktioniert
- Mit laserbeschnittener Pappe wurden die LEDs fixiert, und eine 8x9-Matrix wurde an ein STM32L432-Entwicklungsboard angeschlossen
- Das Löten von Lackdraht war sehr mühsam, was den schnellen Entwurf einer PCB auslöste
- Die FLIP-Simulation lief auf dem L432 zunächst als kleines 8x8-Quadrat und wurde später wie in den linken oberen Bereich eines virtuellen Anhängers erweitert
- Eine herkömmliche charlieplexed Matrix benötigt mindestens ein Via pro LED, die diagonale Anordnung reduziert dies stark
- Von den mit 16 GPIOs möglichen 240 LEDs brauchte das tatsächliche Display nur 216 LEDs
- Das Display war rund gedacht, wirkte bei Durchmesser 16 je nach Platzierung aber eher wie ein Achteck
PCB- und Mechanikdesign
- Das erste PCB-Design war einfacher als erwartet; die reduzierte Via-Zahl half erheblich
- Die Innenlagen der PCB wurden mit dem KiCad track-rounding plugin abgerundet
- Das Panel wurde manuell aufgebaut, damit die Boards in der Pick-and-Place-Maschine gehalten werden konnten
- Für die Batteriekontakte wurden auf der PCB montierte vergoldete Federkontakte, sogenannte RFI shield finger, verwendet
- Beim magnetischen Ladeanschluss dauerte es, ein flaches 4-mm-Produkt zu finden; die verwendete Teilenummer von WNRE lautet cx-4mm-jz
- 4-mm-Ladeanschlüsse können trotz gleicher Polarität und Magnetpolung inkompatible Kabel haben
Metallbearbeitung und Gehäuse
- Das Gehäuse wurde aus Messing gefräst und anschließend vergoldet
- Die erste Konstruktion nutzte einen Snap-Back-Mechanismus; ein zusätzlicher O-Ring beseitigte Spiel und sorgte zugleich für eine wasserdichte Abdichtung
- Durch den O-Ring wurden die erforderlichen Toleranzen deutlich entspannter
- Ab dem zweiten Anhänger wurde über dem Display ein Uhrglas, also ein watch glass, eingesetzt
- Gewählt wurde ein 27,5-mm-Glas; mit einer 0,45-mm-Dichtung ergab sich ein Gesamtdurchmesser von 28,4 mm
- Das Glas ließ sich mit angemessener Kraft gut eindrücken, zerbrach aber in einigen Fällen beim Eindrücken ohne Spezialwerkzeug
Elektrische Probleme beim Zusammenbau
- Bei der ersten PCB war es problematisch, den Reset-Pin des Mikrocontrollers nicht herausgeführt zu haben
- Da das Display den gesamten Port A nutzte und SWDIO/SWCLK ebenfalls an Port A lagen, war es während der Entwicklung schwierig, neue Firmware aufzuspielen
- Ein provisorischer Draht war nötig, um den Chip unmittelbar vor dem Programmieren zurückzusetzen
- Der Bus-Keeper der Interrupt-Leitung des Beschleunigungssensors war eine der Ursachen für Display-Glitches
- Zunächst wurde ein Widerstand hinzugefügt; endgültig wurde das Problem durch eine Diode vollständig gelöst
- Die softwarebasierte Unterspannungserkennung für den Akku vereinfachte die Schaltung, ließ aber Unsicherheiten
- In der nächsten PCB-Revision wurde ein Hardware-Supervisor-Chip hinzugefügt
- Es wurde auch eine Schaltung aufgebaut, die das Anschließen des Ladeanschlusses erkennt und den Reset-Pin zieht
- Wenn man das Ladekabel beim Anschließen kurz kurzschließt, erwärmt sich die Polyfuse und die Spannung steigt langsam an, sodass möglicherweise kein Reset-Puls entsteht
- Für diesen Fall wurde entschieden, dass man bei Bedarf zuerst die Magnetseite anschließt und danach USB einsteckt
Stromsparen und Aufwachen
- Der Anhänger hat keine Tasten; die einzige Eingabe sind Beschleunigungssensordaten
- Anfangs war angedacht, den Anhänger am Ende der Kette zu drehen, um Deep Sleep zu aktivieren
- Am Ende wurde der Schwellwert des Bewegungserkennungs-Interrupts des Beschleunigungssensors auf 6g erhöht
- Zufällige Wake-ups werden reduziert, und durch Schütteln lässt er sich leicht wieder einschalten
- Diese Methode verbraucht nicht mehr Strom als normaler Sleep
Zweite PCB und Spannungsüberwachung
- Vor dem zweiten Anhänger wurden Reset-Schaltung, Diode für die Wake-up-Leitung und Hardware-Supervisor in die PCB übernommen
- Der TPS3839-Versorgungsspannungsüberwachungschip hat 150 nA Versorgungsstrom und liegt zusammen mit den 25 nA des TPS7A02-Reglers für eine Knopfzelle auf sehr niedrigem Niveau
- Die Kapazität der LiR2450-Knopfzelle beträgt 120 mAh; eine Entladung nur mit 1000 nA würde mehr als 13 Jahre dauern
- Als Unterspannungs-Abschaltschwelle wurden 3,08 V gewählt
- Sie ist konservativ gewählt, damit der Akku selbst bei diesem niedrigen Stand über Jahre im Regal chemisch unproblematisch bleibt
- Der Grund, warum übliche Lithium-Schutzschaltungen nahe 2,5 V abschalten, ist, dass die Klemmenspannung unter Last niedriger ist als die Leerlaufspannung
- Vom TPS7A02 gibt es eine P-Version mit Active Discharge und eine Version ohne
- Bei der Non-P-Version entladen sich Mikrocontroller und Versorgungskondensatoren auch bei deaktiviertem Regler langsam
- Nach dem Wechsel auf die P-Version verschwand das Soft-Lock-Problem nahe der Supervisor-Schwelle
Dritter Anhänger und geschlossenes Gehäuse
- Beim dritten Anhänger wurde der Snap-Back entfernt und das Design als becherförmiges Gehäuse neu ausgelegt
- Das Uhrglas ist entfernbar, der tatsächliche Zugang erfolgt aber durch Herausnehmen der Glasfläche oder im schlimmsten Fall durch Zerbrechen
- Ersatzglas kostet etwa 50 Pence und ist günstig; wegen Ladeschaltung und Unterspannungsschutz wurde davon ausgegangen, dass die Knopfzelle nicht gewechselt werden muss
- Die Becherform vereinfacht die Metallbearbeitung deutlich und reduziert auch die Gesamtdicke um etwa 1 mm
- Da der magnetische Anschluss zuerst montiert werden muss, wurde flexible Verdrahtung mit 36-AWG-Litze verwendet
- Der Widerstand zwischen Gehäuse und PCB-Ground wurde am Multimeter mit 0,00 Ω gemessen
- Wegen zu geringer Innentiefe konnte das Glas beim Eindrücken die Schaltung belasten; von Hand wurden etwa 0,3 mm abgeschabt, um nachzuarbeiten
Verbesserungen ab dem vierten Exemplar
- Ab dem vierten Exemplar wurde das Innere etwas tiefer bearbeitet, damit die Schaltung bequem hineinpasst
- Die Rückseite wurde per Lapping plan gemacht
- Schleifpapier wurde auf eine ebene Oberfläche geklebt, das Messing darauf gerieben und schrittweise zu feineren Schleifmitteln gewechselt
- Mit dem 5C collet holder der Hardinge-Drehbank ließ sich das Teil exakt zentrieren und die Beschädigung der Außenfläche reduzieren
- Die Rückfläche des ausgehöhlten Gehäuses wurde dünner als 1 mm; einmal wurde zu stark zerspant und ein Loch entstand
- Für das Anbringen des jump ring erwies es sich als besser, ihn mit weichem Draht festzubinden und dann zu verlöten
- Die Vergoldung haftet nicht gut auf Zinnlot; am Ende wurde der Kontrast als visuelles Element akzeptiert
Ladeanschluss und Nutzungsprobleme
- Der Bereich um den magnetischen Ladeanschluss muss mit Epoxid abgedichtet werden, doch die Lötstellen dürfen nicht bedeckt werden, was die Arbeit mühsam macht
- Wenn der Ladeanschluss unvorsichtig angesetzt wird, können selbst bei 5 V Funken entstehen
- Bei Wiederholung können die beiden Kontakte schnell verschleißen
- Wenn man zuerst die Magnetseite ansetzt und USB danach einsteckt, lassen sich Funken vermeiden
- In einem ungünstigen Winkel kann auch die Polarität umgekehrt werden
- Mit einer zusätzlichen Diode hätte sich das leicht schützen lassen, wurde aber erst spät entdeckt
- Die rote Ladeanzeige-LED funktioniert gut und projiziert durch das Epoxid einen kleinen roten Kreis auf das Kabel
Fertige Stückzahl und Aufbewahrungsbox
- Als tragbares Etui passte ein Kunststoffbehälter für eine Nikon-F3-Focusing-Screen fast genau; später wurden ähnlich große Kunststoffboxen mit einem Liner aus antistatic foam verwendet
- Insgesamt wurden 10 Anhänger fertiggestellt
- Einige haben Kratzer oder Oberflächenfehler
- Die Fertigung wurde an dem Punkt gestoppt, an dem alle vorbereiteten Leiterplatten aufgebraucht waren
- Wenn weitere gebaut würden, müsste das Design geändert werden, damit Glas und Dichtung stabiler sitzen
- Die PCB könnte etwas verkleinert werden
- Eine Ausrichtungs-notch oder ein Cutout könnte hinzugefügt werden
- Eine shoulder für die PCB und ein Cutout für die Anschlussdrähte könnten vorgesehen werden
- Erst spät wurde entdeckt, dass sowohl Glas als auch Dichtung eine Orientierung haben
- Die Größe der Glaslünette unterscheidet sich oben und unten
- Auch die Dichtung ist unter dem Mikroskop nicht symmetrisch
- Das könnte beeinflusst haben, warum bei jedem Anhänger eine andere Kraft zum Eindrücken des Glases nötig war
Materialwahl und Möglichkeit der Massenproduktion
- Auch die Möglichkeit, das Ganze aus Gold zu fertigen, wurde erwogen, doch das Herausarbeiten aus einem massiven Goldklotz ist nicht sinnvoll
- Silber lässt sich wirtschaftlicher verarbeiten; bei der Becherform könnte man den Körper aus Silberband und -blech löten und auf der Drehbank leicht nachbearbeiten
- Die PCB ist leicht in Serie zu fertigen, das Gehäuse bringt jedoch eigene Schwierigkeiten mit sich
- Die Vergoldung könnte weggelassen und stattdessen Edelstahl verwendet werden
- Die Becherform vereinfacht die CNC-Bearbeitung
- Für den jump ring könnte ein separater Prozess wie TIG-Schweißen nötig sein
- Eine sehr günstige Version ließe sich auch mit PCB und 3D-gedrucktem Gehäuse bauen
- Der Hauptgrund, warum ein Versuch zur Massenproduktion unwahrscheinlich ist: andere Projekte halten stark beschäftigt
Fazit und verbleibende Unzufriedenheit
- Dieses Projekt kann als Erfolg gelten, und die Fertigungsqualität ist besser als beim früheren amulet
- Trotzdem fühlt es sich auch nach 10 Exemplaren nicht vollständig zufriedenstellend an
- Bedauerlich ist, dass auf der Rückseite kein Datum und keine Seriennummer eingraviert wurden
- Für bessere Schmuckherstellung und Metallbearbeitung sind Investitionen in Ausrüstung und weiteres Lernen nötig
- Tragefotos waren schwer aufzunehmen
- Um Screen Tearing zu vermeiden, ist eine langsame Verschlusszeit nötig
- Das Display ist in Bewegung interessanter und lässt sich daher schwer in Fotos einfangen
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Ein interessantes Video; ich habe es fast bis zum Ende ohne Plan angesehen und war völlig hineingezogen.
Wenn ich solche Software sehe, fällt es mir noch schwerer, den Trend zu verstehen, zu sagen, ein LLM sei „besser als die besten menschlichen Entwickler“, nur weil es Code-Evaluierungen besteht.
Als ich verschiedene Modelle von Claude und ChatGPT bei speziellen Problemen helfen ließ, war das schrecklich; bei CRUD oder gängigen Algorithmen sind sie hervorragend, aber bei neuen oder ungewöhnlichen Aufgaben sehr schwach.
Wenn ich mir Dinge wie die „FLIP-Simulation“ in diesem Projekt ansehe, frage ich mich, ob selbst das noch nicht veröffentlichte ChatGPT o3 die Software schreiben könnte, die diesen Anhänger antreibt.
Daher halte ich diese Einschätzung für falsch. LLMs sind stark, wenn sie etwas von Grund auf mit klaren API-Grenzen implementieren, egal ob CRUD-App oder Physiksimulation.
Schwächer sind sie meiner Ansicht nach eher bei Aufgaben in großen Legacy-Codebasen, die sich über mehrere Module erstrecken und viele verwirrende Hinweise enthalten.
Das größere Problem ist die Genauigkeit des erzeugten Simulators. LLMs können keine guten Tests erstellen, und man braucht sowohl Verifikation als Test der Mathematik als auch Validierung als Test der Physik; derzeit können LLMs beides nicht ordentlich.
Die Standardtechnik der Verifikation, die Methode der Manufactured Solutions (MMS), lässt sich mit Computeralgebrasoftware zu einem großen Teil automatisieren, bleibt aber mühsam, und meiner Erfahrung nach fällt es schwer zu glauben, dass LLMs die dafür nötigen algebraischen Umformungen gut beherrschen.
Noch schlimmer ist, dass ein LLM die realen experimentellen Daten, die für die Validierung nötig sind, nicht erzeugen kann. Man muss Experimente in der Literatur finden oder selbst durchführen; vielleicht kann es in Zukunft passende experimentelle Papers nennen, aber derzeit sieht es nicht danach aus.
Es kann allerdings nützlich sein, Ratschläge zu geben, wenn eine Simulation nicht zu experimentellen Daten passt, und es scheint sich auch einigermaßen mit Turbulenzmodellierung auszukennen, aber ich bezweifle, dass es die neuesten Fortschritte wirklich gut kennt.
Bei Fluidsimulationen für Spiele oder Computergrafik steht physikalische Genauigkeit vielleicht nicht an erster Stelle, aber um zu prüfen, ob die mathematische Implementierung stimmt, sollte man trotzdem MMS verwenden. MMS ist eine interessante Technik ohne direkte Entsprechung in normalen Softwaretests: Die Idee ist, die Software minimal zu verändern, um ein Orakel zu erzeugen, sodass man, wenn die veränderte Software den Test besteht, davon ausgehen kann, dass auch die ursprüngliche Software besteht.
In vielen Uni-Kursen müssen Studierende solche Algorithmen als Aufgaben schreiben, und wie die vom Autor erwähnten YouTube-Videos zeigen, ist viel entsprechendes Wissen kostenlos im Internet verfügbar, sodass LLMs daraus lernen können.
Natürlich ist das Projekt in diesem Artikel selbst weiterhin sehr beeindruckend.
Mir kommt der Satz „Zugang zu Drehmaschinen ist ein grundlegendes Menschenrecht“ in den Sinn.
Vor einiger Zeit erzählte mir ein Lehrer von der letzten Schuldrehmaschinen-Werkstatt seines Bundesstaats; sie sei kurz nach dem Zweiten Weltkrieg an mehreren Schulen entstanden und seitdem als Ausnahme immer weiter bestehen geblieben.
Heute könne man in diesem Staat keine neue mehr einrichten, in manchen anderen Staaten sei ihre Existenz vielleicht überhaupt unmöglich, und ein einziger schwerer Unfall würde sie vollständig verschwinden lassen, sodass keine übrig bliebe.
Am besten gefällt mir, dass etwa die Hälfte sehr modern ist und die andere Hälfte aus scheinbar unzerstörbarer Überschussausrüstung aus dem Zweiten Weltkrieg besteht; diese Mischung ist wirklich großartig.
Die Vorstellung, Schulen würden wegen Unfällen Drehmaschinen abschaffen, kann ich mir kaum vorstellen; ich halte das für eine selbstzerstörerische kulturelle Haltung.
Bei geschlossenen CNC-Maschinen werden mehr als 99 % der Sicherheitsprobleme entschärft, und der Nutzen ist viel größer. Bei CNC betritt man den Arbeitsbereich oft, wenn nur die Servos eingeschaltet sind, nicht die Spindel; die schlimmsten Verletzungen dürften daher eher Knochenbrüche sein. Manuelle Maschinen dagegen können mit Spindel oder Spannfutter Menschen erfassen und töten oder Trümmerteile herausschleudern.
Eine vernünftige Open-Source-Pick-and-Place-Maschine wäre auch schön. PCBs sind heute billig, aber solche Geräte kommen immer noch nicht gut mit 0201-Bauteilen oder hochdichten BGAs zurecht.
In „Machine Technology 1“ erwirbt man Wissen und Fähigkeiten im Umgang mit allgemeinen Handwerkzeugen, Motordrehmaschinen, Shapern, Bohrmaschinen, Fräsmaschinen und Schleifmaschinen und übt grundlegende Maschinenprinzipien und Basisfertigkeiten, die in der Präzisionsfertigung eingesetzt werden.
In „Welding 1“ lernt man Sicherheit, Geräteeinrichtung, Metallübertragung, Schutzgas und das Schweißen verschiedener Metalle, mit Schwerpunkt auf Autogenschweißen und Wolfram-Inertgasschweißen.
In „Construction Trades 1“ lernt man Holz-, Metall-, Elektro- und Sanitärtechniken sowie den sicheren Einsatz von Hand- und Elektrowerkzeugen, die zu den jeweiligen Techniken passen.
Es scheint eine Zeit in den 90ern bis 2000ern gegeben zu haben, in der beruflich-technische Bildung an öffentlichen Schulen fast verschwunden war, aber zum Glück scheint sie zurückzukommen.
Charlieplexing: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing
Ein wirklich tolles Projekt, und besonders der Teil mit der Simulation gefällt mir.
Ich baue etwas Ähnliches, ein Fahrrad-POV-Display mit vielen LEDs, und habe es geschafft, per Wi-Fi nahezu in Echtzeit Videos zu übertragen: https://youtu.be/hxAHBvuyqpY?si=8XraFuG_Fi54Bs7T
Die Projektideen von mitxela und die Videos zum Entstehungsprozess sind wirklich gut. Ich empfehle, sich auch die anderen Projekte anzusehen.
Dieses Projekt ist eine erstaunliche Verbindung von Kunst und Engineering.
Der Detailgrad sowohl bei der Fluidsimulation als auch beim Hardware-Design ist enorm, und besonders beeindruckend ist, wie clever Charlieplexing eingesetzt wurde, um die LED-Anordnung zu optimieren.
Unglaublich beeindruckend. Projekte wie dieses und die Menschen, die so etwas umsetzen, inspirieren mich sehr und schüchtern mich zugleich ein.
Die nötige Arbeitsethik und die vielseitigen Fähigkeiten erkenne ich an, aber ich glaube nicht, dass ich so etwas selbst nachbauen könnte. Ich werde wohl einfach aus der Ferne staunen.
Falls es weitere ähnliche Kreative mit diesem Grad an Perfektion und solchen Interessen gibt, würde ich sie gern kennenlernen.
Er hat viele sehr interessante Projekte mit Mikro-Magnetfeldern, Motoren, Flappern und Ähnlichem.
Wenn dir der Teil mit der Gehäusebearbeitung gefallen hat, empfehle ich auch Clickspring. Mit der Kombination aus Bildgestaltung, Storytelling und echter Handwerkskunst ist er meiner Meinung nach ohne Übertreibung einer der besten aktuell auf YouTube aktiven Mechaniker: https://youtube.com/@clickspring
Er ist hier zu finden: https://mitxela.com/rants
Leider gibt es keinen Direktlink, man muss also ein Stück nach unten scrollen. Mich persönlich inspiriert er auf seine Weise, und ich lese ihn gelegentlich wieder.
Seltsamerweise spricht mich die frühere Idee, für das Einschalten der LEDs echtes flüssiges Quecksilber zu verwenden, mehr an.
In KiCad wäre das Layout viel einfacher, und eine 4-Lagen-Platine bräuchte man wohl auch nicht.
Wirklich wunderschön. Der Preis hat mich überrascht; ich hätte etwa das Zehnfache des aktuellen Betrags erwartet.
Ich würde das nicht, wie der Autor, als „Prototyp“ bezeichnen.