http://www.hackteria.org/wiki/api.php?action=feedcontributions&user=Chanhdat&feedformat=atomHackteria Wiki - User contributions [en]2024-03-29T09:23:29ZUser contributionsMediaWiki 1.28.0http://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=32476Team Dagobert2019-03-03T21:02:50Z<p>Chanhdat: /* Samstag */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Samstag===<br />
<br />
Der letzten Vormittag war die Gelegenheit, die Erfolge und auch Missgeschicke von allen anderen Teams zu lernen. Viele interessante Projekte wurden präsentiert. Vom Windrad bis zu einer mobile Infusion-System für die "Wanderungssüchtiger" gab es alles. Zum Schluss fand noch eine Reflexion der ganzen Woche statt. Vielen Dank an alle Dozenten und Fablab für dieses spannendes Erlebnis.<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
Aufgrund der zeitlichen Begrenzung befinden wir sich in einer Zwangslage: ein optimaler Ausgang für das Prototyp #1 (voll Funktionsfähigkeit sowie auch die potentielle Anwendungsbereiche zu finden) oder eine neue Idee zu finden und verwirklichen.<br />
<br />
==== Idee ====<br />
<br />
Mittels der Lichtsensoren und Laser kann man den Abstand zwischen den Sensor und Messobjekt bestimmen. Da die Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstant (''c'' = approx. 300'000 km/s), die Strecke ''s'' ist gleich 0.5 * ''c'' * ''t''. Mit diesem Wert kann man den Output von einem thermoelektrische cooler (TEC), aka Peltier-Elemente, regeln.<br />
<br />
[[File:light wall.png|400px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=32475Team Dagobert2019-03-03T20:56:44Z<p>Chanhdat: /* Lesson learned */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
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===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
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===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
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===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
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====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
Aufgrund der zeitlichen Begrenzung befinden wir sich in einer Zwangslage: ein optimaler Ausgang für das Prototyp #1 (voll Funktionsfähigkeit sowie auch die potentielle Anwendungsbereiche zu finden) oder eine neue Idee zu finden und verwirklichen.<br />
<br />
==== Idee ====<br />
<br />
Mittels der Lichtsensoren und Laser kann man den Abstand zwischen den Sensor und Messobjekt bestimmen. Da die Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstant (''c'' = approx. 300'000 km/s), die Strecke ''s'' ist gleich 0.5 * ''c'' * ''t''. Mit diesem Wert kann man den Output von einem thermoelektrische cooler (TEC), aka Peltier-Elemente, regeln.<br />
<br />
[[File:light wall.png|400px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=32474Team Dagobert2019-03-03T20:56:30Z<p>Chanhdat: /* Idee */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
Aufgrund der zeitlichen Begrenzung befinden wir sich in einer Zwangslage: ein optimaler Ausgang für das Prototyp #1 (voll Funktionsfähigkeit sowie auch die potentielle Anwendungsbereiche zu finden) oder eine neue Idee zu finden und verwirklichen.<br />
<br />
==== Idee ====<br />
<br />
Mittels der Lichtsensoren und Laser kann man den Abstand zwischen den Sensor und Messobjekt bestimmen. Da die Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstant (''c'' = approx. 300'000 km/s), die Strecke ''s'' ist gleich 0.5 * ''c'' * ''t''. Mit diesem Wert kann man den Output von einem thermoelektrische cooler (TEC), aka Peltier-Elemente, regeln.<br />
<br />
[[File:light wall.png|400px]]<br />
<br />
== Lesson learned ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=32473Team Dagobert2019-03-03T20:54:02Z<p>Chanhdat: /* Idee */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
Aufgrund der zeitlichen Begrenzung befinden wir sich in einer Zwangslage: ein optimaler Ausgang für das Prototyp #1 (voll Funktionsfähigkeit sowie auch die potentielle Anwendungsbereiche zu finden) oder eine neue Idee zu finden und verwirklichen.<br />
<br />
==== Idee ====<br />
<br />
Mittels der Lichtsensoren und Laser kann man den Abstand zwischen den Sensor und Messobjekt bestimmen. Da die Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstant (''c'' = approx. 300'000 km/s), die Strecke ''s'' = 0.5 * ''c'' * t<br />
<br />
[[File:light wall.png|400px]]<br />
<br />
== Lesson learned ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=32472Team Dagobert2019-03-03T20:49:21Z<p>Chanhdat: /* Prototyp 2 */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
Aufgrund der zeitlichen Begrenzung befinden wir sich in einer Zwangslage: ein optimaler Ausgang für das Prototyp #1 (voll Funktionsfähigkeit sowie auch die potentielle Anwendungsbereiche zu finden) oder eine neue Idee zu finden und verwirklichen.<br />
<br />
==== Idee ====<br />
<br />
Mittels der Lichtsensoren und Laser kann man den Abstand zwischen den Sensor und Messobjekt bestimmen<br />
<br />
[[File:light wall.png|400px]]<br />
<br />
== Lesson learned ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Light_wall.png&diff=32471File:Light wall.png2019-03-03T20:49:12Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=32470Team Dagobert2019-03-03T20:39:04Z<p>Chanhdat: /* Prototyp 2 */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
Aufgrund der zeitlichen Begrenzung befinden wir sich in einer Zwangslage: ein optimaler Ausgang für das Prototyp #1 (voll Funktionsfähigkeit sowie auch die potentielle Anwendungsbereiche zu finden) oder eine neue Idee zu finden und verwirklichen.<br />
<br />
== Lesson learned ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=31777Team Dagobert2019-02-15T21:02:17Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
[[File:Rocket.jpg|200px|right|thumb| Tintin-Rocket ]]<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte. Nebenbei haben wir mit den im FabLab vorhandenen Maschinen experimentiert, um sie etwas besser kennen zu lernen. So ist diese Rakete entstanden, welche von der Comicserie "Schritte auf dem Mond" [https://de.wikipedia.org/wiki/Schritte_auf_dem_Mond] von Tim und Struppi stammt. Diese Rakete war deshalb so interessant zu drucken, da sie aus mehreren Einzelteilen besteht, welche sich nach dem Drucken zusammenfügen liessen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Donnerstag===<br />
[[File:SkypeConference_Greg.jpeg|400px|right|thumb| Skype Call mit Greg ]] Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und [[Team_Champs#Skill_Share:_Bildgebende_Verfahren]] unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br /><br />
In der Skill Share Session "Bildgebende Verfahren" wurden, wie der Name der Session sagt, bildgebende Verfahren, welche unter anderem in der Medizin genutzt werden, vorgestellt. Behandelt wurden die Computer Tomographie (CT) und die Magnet Resonanz Tomographie (MRT/MRI). Während der Session wurden einerseits die technische Funktionsweise und andererseits die Anwendungsgebiete vorgestellt. <br /><br />
In der Skill Share Session Human-Computer-Interfaces stellte Urs Gaudenz verschiedene Arten von Interfaces vor und betrachtete den Begriff Interface etwas näher. Als Abrundung zeigte er den Teilnehmern verschiedene Beispiele von Interfaces, die er selber oder Künstler umgesetzt haben. <br /><br />
<br />
Am Nachmittag hatten wir die Möglichkeit uns via Skype mit Greg Gage von Backyard Brains zu unterhalten. Wir konnten ihm unsere Fragen stellen und ein teil unserer Experimente zeigen - und er liess uns ein kleinen Einblick in seinen Alltag sehen.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Freitag===<br />
[[File:Skiservice.jpg|400px|right|thumb| Boardservice ]]<br />
Der heutige Tag begann mit einer Skillsession über den Ski-/Snowboardservice. In kleinen Gruppen wurden an drei Snowboards der Service durchgeführt, welcher das Nachziehen der Kanten, Belagsausbesserungen und das Wachsen beinhalteten. Viele waren erstaunt darüber, wie einfach und mit welch primitiven Mitteln dies möglich ist - unter anderem mit Teilen, welche hier am FabLab im Lasercutter hergestellt wurden.<br /><br />
<br clear=all><br />
<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |300px|right|thumb|Messung der Herzschläge]]<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px|right|thumb|Anbringung der Elektroden am Kopf]]<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|x400px|right |thumb| Elektrodenplatzierung]]<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
Nachdem der Ring als ein "NeoPixel" Modul identifiziert war, konnten im Internet schnell Beispiele und Anleitungen gefunden werden. Zudem wurde die Library für das Arduino gefunden, welche verwendet werden kann um die NeoPixel Module anzusteuern.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px|right|thumb|LED Ring mit Lötstellen]]<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel]. Zudem musste der Code so erweitert werden, dass die Signalwerte der gemessenen Stärke der Muskelaktivität nicht nur auf die LEDS auf dem Shiel und den Serial Port ausgegeben, sondern auch über einen Pin an das NeoPixel Modul ausgespielt werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor ansehen. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Abhängig von der Stärke der Muskelaktivität wird ein jeweils anderes LED am Ring in einer anderen Farbe (magenta) angezeigt. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der leuchtenden LEDs auf dem Muscle Spiker Shield erkennen.<br />
<br />
Bei diesem Experiment traten im ersten Versuch Probleme auf, als versucht wurde, die Helligkeit der LEDs auf dem LED Ring in Abhängigkeit von der Stärke der Muskelaktivität zu steuern. Nach etwas Recherche stellte sich jedoch heraus, dass die Library nicht darauf ausgelegt ist, die Helligkeit dynamisch zu regeln und dies deshalb Probleme bereitet. <br />
Um trotzdem die Stärke der Muskelaktivität abbilden zu können wurde deshalb der Code so umgeschrieben, dass nicht die Helligkeit verändert wird, sondern die Farbe einzelner LEDs. <br />
Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.<br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=700px, heights=400px><br />
LED-Ring_lowActivity.jpeg| Muskelaktivität tief<br />
LED-Ring_highActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
</gallery><br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten. Im Fundus des FabLab fand das Team einen Servomotor und nahm sich zum Ziel, diesen mit Muskelkontraktionen zu steuern. <br /><br />
Dafür musste ermittelt werden, wie der Servomotor an das Arduino angeschlossen werden konnte. Danach musste die Steuerung des Servos im Code eingebaut werden. <br /><br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuchsaufbau wurde wiederum das Arduino-Muscle Spiker Shield Setup verwendet. Anstatt dem LED Ring vom vorhergehenden Experiment wurde jetzt der Servomotor verwendet. <br /><br />
* Mikrocontroller: Arduino<br />
* Muscle Spike Shield<br />
* Elektroden<br />
* Zusatz: Servomotor<br /><br />
<br />
Der Servomotor verfügt über drei Anschlusskabel. Das erste wurde am Ground Pin des Arduino angebracht, das zweite an der 5V Speisung um den Motor mit Strom zu versorgen. <br />
Das dritte Kabel dient zur Übermittlung der Steuerungsdaten. Dieses wurde an einen der Digital Out Pins gelegt, der Pulse-width modulation erlaubt. Dies wird, so hat die Recherche eines anderen Teams gezeigt, für die Steuerung von Servomotoren über das Arduino benötigt.<br /><br />
Der Code auf dem Arduino musste ebenfalls umgeschrieben werden, sodass die Signale zur Steuerung des Servomotors über den Digital Pin ausgegeben werden. Hierfür wurde die Library Servo.h verwendet. <br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Das Anpassen des Codes war relativ einfach, für die Library Servo.h gibt es bei Arduino verschiedene Beispiel Codes, aus denen die wichtigsten Funktionsweisen abgelesen werden konnten. Etwas schwieriger war es, die richtigen Einstellungen für die Sensitivität und die Delays der Messungen zu finden. Hier hatte das Team anfangs einige Probleme, die dann aber umgangen worden sind. Anstatt eine stufenlose Einstellung des Servomotors anzustreben versuchte das Team nun, zwei bestimmte Positionen anzufahren. Dies konnte mit einer einfachen if/else Programmierung bewerkstelligt werden.<br /><br />
Trotzdem waren die Messwerte irgendwie instabil. Immer wieder schienen sie "hängen zu bleiben" und eine Position nicht mehr zu verlassen. In anderen Situationen schien der Servo (und die LEDs am Muscle Shield), oder genauer gesagt die Messwerte ein "Eigenleben" zu entwickeln. Die Werte pendelten wild zwischen 0 und 6, die LEDs flackerten und der Servo bewegte sich wild hin und her.<br /><br />
Die Lösung dieses Problems gestaltete sich etwas schwieriger, nach einigen Versuchen konnten die Werte aber stabilisiert werden indem das Delay zwischen den Messungen erhöht wurde.<br />
<br />
===Prototyp 1===<br />
Am Mittwoch Mittag war das "Experimentieren" langsam zu Ende und es galt, einen ersten Prototypen zu entwickeln. Team Dagobert wollte mit dem Servomotor weiterarbeiten und überlegte sich deshalb, wie mit nur einem Servomotor ein Auto gesteuert werden könnte. <br /><br />
Im FabLab fand das Team ein kleines Auto, welches eine konstante Geschwindigkeit fährt. Dieses wird zentral an einer Achse gesteuert. Schnell kam dem Team die Idee, diese Achse mit dem Servo anzusteuern und so die Richtung des Autos zu kontrollieren. <br /><br />
<br />
Die Erkenntnisse zur Ansteuerung des Servos, beziehungsweise die Einschränkung, dass mit der Steuerung über die Muskelaktivität nur zwei Positionen zuverlässig angesteuert werden konnten, machte die Verwendung zur Steuerung eines Autos jedoch relativ unpraktisch. Um nicht zu viel Zeit zu verlieren versuchte das Team dann alternativ zur Steuerung eines Autos die Steuerung eines Greifers.<br />
<br />
====Greifer mit Steuerung durch Muskelaktivität====<br />
[[File:Greifer mit Servo.jpeg|400px|right|thumb|Greifer mit Servo und Befestigungsplatte]]<br />
Für den Greifer musste zuerst ein Modell gefunden werden. Dieses fand Dat im Internet und konnte die Teile für den Greifer im Laser Cutter erstellen. Ein paar Schrauben und Muttern später war der Greifer fertig und einsatzbereit. Nun galt es, den Servomotor zur Steuerung am Greifer zu befestigen.<br /><br />
Schnell stellte sich heraus, dass die Einzelteile noch einige kleinere Anpassungen benötigten. Dies konnte ebenfalls mit dem Laser Cutter erledigt werden. Danach wurde noch eine Platte benötigt, um die Teile und den Servo zu stabilisieren. Auch diese konnte aus Plexiglas im Laser Cutter hergestellt werden. <br /><br />
<br />
Bei der Inbetriebnahme zeigten sich jedoch einige Probleme. <br />
Einerseits war die Steuerung über die Muskelaktivität ein Problem. Dieses hatte verschiedene Ursachen. Einerseits war die Leistung des Arduino zu schwach um die komplette Gerätschaft zu betreiben. Eine externe Spannungsquelle konnte jedoch nicht angeschlossen werden, da im Set des Muscle Spiker Shield, das in dieser Woche zusammengebaut wurde, gewisse Einzelteile fehlten. <br /><br />
<br />
Dieses Problem konnte mit einer Suche nach den fehlenden Einzelteilen und der Installation dieser auf dem Muscle Spiker Shield behoben werden. Nun konnte ein Battery Pack an das Muscle Spiker Shield angehängt werden. <br /><br />
Leider löste auch dies das Problem der Steuerung noch nicht. Nach wie vor waren die Werte so lange gut kontrollierbar, wie der Servomotor nicht am Shield angebracht war. Sobald dieser angeschlossen wurde, wurden die Werte verfälscht und kaum kontrollierbar. Die Einstellung der Empfindlichkeit war extrem schwierig und oftmals konnte keine Position gefunden werden, in der die Steuerung möglich war. <br /><br />
<br />
<br />
Zudem schienen die Werte "hängen zu bleiben" und auch nach der Entspannung des Muskels behielt der Servomotor die Position bei. Dieses Problem konnte leider bis am Schluss nicht behoben werden.<br />
<br />
===Prototyp 2===<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]<br />
<br />
== Lesson learned ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31762DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:57:05Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
Nowadays, the requirements to access/flying a drone is lowered. Besides military act ivies, drones can be used as art installation (Verity Studio), area surveying (Wingtra), delivery (Amazon) and even in medicine technology field. Here drones are mainly used to deliver vital equipment, medicament, and blood pack to hospital in remote, inaccessible locations.<br />
<br />
For this reason, [[Team Dagobert]] decided to offer some basic knowledge about flying drones.<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
(Image by Matt Gerber, UCLA)<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration:<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up (cited from Federal Office of Civil Aviation, FOCA, Switzerland):<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31761DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:43:52Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
Nowadays, the requirements to access/flying a drone is lowered. Besides military act ivies, drones can be used as art installation.<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
(Image by Matt Gerber, UCLA)<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up (cited from Federal Office of Civil Aviation, FOCA, Switzerland):<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31760DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:41:30Z<p>Chanhdat: /* Flying drone (in Switzerland) */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
(Image by Matt Gerber, UCLA)<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up (cited from Federal Office of Civil Aviation, FOCA, Switzerland):<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31759DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:39:59Z<p>Chanhdat: /* Propeller Pitch */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
(Image by Matt Gerber, UCLA)<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31758DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:38:45Z<p>Chanhdat: /* Emergency plan */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31757DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:37:16Z<p>Chanhdat: /* Emergency plan */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.<br />
<br />
=== Emergency plan ===</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31756DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:36:52Z<p>Chanhdat: /* How to fly */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.<br />
<br />
== Emergency plan ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31755DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:34:23Z<p>Chanhdat: /* Drone controls */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]<br />
<br />
Due to the complex of drone movements, which relies heavily on local environment statuses such as wind, temperature, pressure, a drone has to be manually calibrated before flying. To do this, try to hover the drone 10-20 cm above the ground, and using the switches next to the joystick. This process is also called "trimming".<br />
<br />
=== Pre-flight checklist ===<br />
<br />
The laws regard to drone flying, is different from country to country. However, it's to be expected, that every airborne vehicle is an aircraft, no matter what size/weight. And therefore, everyone who control the aircraft is a pilot. By going through a pre-flight checklist will keep you and also your drone safe.<br />
<br />
==== Weather & Site safety check ====<br />
<br />
* Chance of precipitation (rain, snow) less than 10%<br />
* cloud base at 500 feet (0.15 km)<br />
* good visibility<br />
* slow or no wind<br />
* Set up take-off, landing and emergency hover area.<br />
* Establish a safety perimeter if needed.<br />
<br />
==== Visual System inspection ====<br />
<br />
* Registration number is displayed properly (is not easily enforceable for drones)<br />
* Check for abnormalities (frame, propellers, motors, undercarriage, additional devices: camera, payload, etc.)<br />
* Attach propellers to motors, and energy sources<br />
<br />
==== Powering up ====<br />
<br />
* Turn transmitter on<br />
* Turn aircraft on<br />
* Verify the connection between transmitter and aircraft<br />
* Verify antennas (upward to the sky)<br />
* Calibrate sensors and compass<br />
* Check battery levels on both transmitter and aircraft<br />
<br />
==== Taking off ====<br />
<br />
* Fly the drone to eye-level and keep hovering for 10-15 seconds<br />
* Check imbalances (trimming if needed)<br />
* Test control response (yaw, pitch and roll)<br />
* Check the flight area again for safety<br />
* Proceed with flight activities and have fun.</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31754DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:13:19Z<p>Chanhdat: /* Drone controls */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
[[File:yawpitchroll.jpg|400px]]<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
Depends on the type of the transmitters, the location of each control type can be different. However, most consumer transmitter use the second type:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Yawpitchroll.jpg&diff=31753File:Yawpitchroll.jpg2019-02-15T19:11:32Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31752DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:11:24Z<p>Chanhdat: /* Drone controls */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|800px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31751DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:09:39Z<p>Chanhdat: /* Drone controls */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
With any of these controls, the harder you push the joystick, the faster the drone will accelerate in either direction. For beginners, it's recommended to push the sticks gently for slight movements.<br />
<br />
There are four drone controls (similar to airplanes):<br />
<br />
# Roll<br />
<br />
# Pitch<br />
<br />
# Yaw<br />
<br />
# Throttle<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|400px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:5-Flying-modes.jpg&diff=31750File:5-Flying-modes.jpg2019-02-15T19:09:33Z<p>Chanhdat: Chanhdat uploaded a new version of File:5-Flying-modes.jpg</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31749DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:06:45Z<p>Chanhdat: /* How to fly */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
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<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==<br />
<br />
=== Drone controls ===<br />
<br />
A radio transmitter/receiver is required to fly a drone. Most of them will look like the following pictures:<br />
<br />
[[File:5-Flying-modes.jpg|400px]]<br />
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[[File:2019-02-15 07.30.48.jpg|400px]]<br />
<br />
# Numbered list item</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:5-Flying-modes.jpg&diff=31748File:5-Flying-modes.jpg2019-02-15T19:06:14Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:2019-02-15_07.30.48.jpg&diff=31747File:2019-02-15 07.30.48.jpg2019-02-15T19:03:45Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31746DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-15T19:00:24Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]<br />
<br />
== How to fly ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=31301Team Dagobert2019-02-14T15:18:37Z<p>Chanhdat: /* Versuchsdurchführung */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte.<br />
<br />
===Donnerstag===<br />
Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsession XXXX und Dat führte die Skillsession XXXX.<br />
<br />
Skype<br />
<br />
===Freitag===<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |400px]]<br />
<br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px]]<br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|400px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
<br />
<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
- Mikrocontroller: Arduino + Muscle Spike Shield<br />
- Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel].<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
Die Elektroden nehmen die Muskelaktivitäten auf und liefern die Messdaten an Arduino. Die Rawdata kann man via Serial Monitor kontrollieren. Diese dienen auch als Trigger-Signal für das Ab-/Anschalten des LED-Rings. Zusätzlich kann man die Signalstärke mittels Anzahl der LED erkennen.<br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=31297Team Dagobert2019-02-14T15:01:50Z<p>Chanhdat: /* Versuchsaufbau */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte.<br />
<br />
===Donnerstag===<br />
Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsession XXXX und Dat führte die Skillsession XXXX.<br />
<br />
Skype<br />
<br />
===Freitag===<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |400px]]<br />
<br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px]]<br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|400px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
<br />
<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
- Mikrocontroller: Arduino + Muscle Spike Shield<br />
- Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.png|400px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel].<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:2019-02-14_15.38.32.png&diff=31295File:2019-02-14 15.38.32.png2019-02-14T15:00:46Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=31290Team Dagobert2019-02-14T14:58:45Z<p>Chanhdat: /* Versuchsaufbau */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte.<br />
<br />
===Donnerstag===<br />
Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsession XXXX und Dat führte die Skillsession XXXX.<br />
<br />
Skype<br />
<br />
===Freitag===<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |400px]]<br />
<br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px]]<br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|400px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
<br />
<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
Verwendete Materialien:<br />
<br />
- Mikrocontroller: Arduino + Muscle Spike Shield<br />
- Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring ([https://www.adafruit.com/product/1463 Adafruit])<br />
<br />
Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden: <br />
<br />
* DC in: 5V (konstant)<br />
* Ground <br />
* Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)<br />
<br />
[[File:2019-02-14 15.38.32.jpg|200px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich [https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel Adafruit Neo Pixel].<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:2019-02-14_15.38.32.jpg&diff=31275File:2019-02-14 15.38.32.jpg2019-02-14T14:52:40Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=Team_Dagobert&diff=31251Team Dagobert2019-02-14T14:34:52Z<p>Chanhdat: /* Skill Share Sessions */</p>
<hr />
<div>==Einleitung==<br />
<br />
==Teammitglieder==<br />
<br />
===Christoph Binkert===<br />
Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br />
<br />
===Dat Nguyen===<br />
Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.<br /><br />
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.<br />
<br />
===Andrea Haefele===<br />
Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.<br />
<br />
==Journal==<br />
<br />
===Montag===<br />
Am Montag früh war der Start in die Blockwoche Medizintechnik DIY im FabLab der Hochschule Luzern. Zu beginn wurden wir mittels Inputreferaten in die Thematik eingeführt. Zudem wurden wir auch in verschiedene Gruppen eingeteilt, in welchen wir dann am Nachmittag mit dem Löten des Muscle SpikerSheld begonnen haben.<br /><br />
Zum Schluss haben wir noch eine Einführung in die Hackteria-Welt bekommen, so dass wir nun unsere Eindrücke und Erfahrungen hier erfassen und teilen können.<br />
<br />
===Dienstag===<br />
Den zweiten Tag haben wir mit den weiterführenden Arbeiten am Muscle SpikerShield begonnen. Mit dem fertig gelöteten Shield und einem Arduino Uno konnten wir verschiedene Experimente durchführen. So haben wir zum Beispiel unsere Herzfrequenz messen können oder einen LED Ring mit unserer Unterarmmuskulatur verschieden ansteuern.<br /><br />
An der Pinwand konnten wir den ganzen Tag unsere persönlichen Skills anbringen beziehungsweise konnten wir zum Ausdruck bringen, was für gerne zusätzlich diese Woche erlernen möchten. Es ergab sich eine grosse Bandbreite von Skills, von welchen in den kommenden Tagen die meistgewünschten durchgeführt werden.<br /><br />
Ebenfalls war heute die Einführung in den Maschienenpark des FabLab's durch unserer Betreuer sowie den FabLab Manager. Dies war eine super Gelegenheit, um die Lasercutmaschine sowie den 3D-Druck Park kennen zu lernen.<br /><br />
Am späteren Nachmittag sind dann die beiden Gäste Emma und Daniel aus Genf angereist, welche als musikalische Künstler uns allen ein kleines Konzert hielten. Dies rundete, zusammen mit einigen Snacks und Bier, den Abend ab.<br />
<br />
===Mittwoch===<br />
Heute haben die Skillsessions begonnen. Unseres Teams nutzte diese Chance und besuchte den [[DIY-MedTech Rätoromanisch Grundkurs - Team Han Solo]], welcher interessante Einblicke in die Geschichte und die Vielfalt unserer vierten Landessprache gab. Einen Rundgang durchs FabLab, bei dem alle Teams ihre Erkenntnisse, Erfolge und Problemstellungen erläuterten, gab es auch. Bei einem kurzen Rückblick an der Sonne konnten alle Blockwochen-Teilnehmer ein erstes Feedback geben und die anderen wissen lassen, was in einem vorgeht.<br /><br />
Nach der Mittagspause gab es ein Vortrag von Effi Tanner, in welchem Sie von ihrem Werdegang und den darin vorkommenden Projekten erzählte.<br />
<br />
===Donnerstag===<br />
Heute fand ein weiterer Rundgang bei allen Teams statt, bei welchen die neusten Erkenntnisse und Probleme diskutiert werden konnten. Dies ist sehr hilfreich, denn dadurch weis man welche Teams einem bei Problemen weiterhelfen können.<br />
Zudem besuchte Andrea die Skillsession XXXX und Dat führte die Skillsession XXXX.<br />
<br />
Skype<br />
<br />
===Freitag===<br />
===Samstag===<br />
<br />
==Skill Share Sessions==<br />
<br />
Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30<br />
<br />
[[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]]<br />
<br />
==Projekte==<br />
===Experiment Heart Rate===<br />
<br />
Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von [https://backyardbrains.com/ Backyard Brains] besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. <br />
Das erste Experiment, welches Team Dagobert durchführte, war ein Experiment, mit dem mittels verschiedenen Elektroden über ein Arduino der Puls gemessen und auf einem Programm dargestellt werden sollten. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
<br />
Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. <br />
Die Elektroden wurden an der Versuchsperson angebracht. Zwei davon jeweils auf dem und eine auf dem Handrücken einer der Hände. Nach dem Anbringen der Elektroden wurden diese Verkabelt und mit dem Heart and Brain Spiker Shield verbunden. <br /><br />
<br />
Auf den Arduino wurde der Code gemäss der Anleitung auf der Webseite von Backyard Brains geladen. Das Arduino wurde mit USB Kabel mit dem Laptop verbunden, auf dem Laptop musste zudem das Programm Spike Recorder von Backyard Brains installiert werden.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. <br />
Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten. <br /><br />
<br />
Nach einer kurzen Suche in den Einstellungen zeigte sich, dass die angezeigten Daten Aufnahmen des Mikrofons des Computers waren, und nicht Daten vom angeschlossenen Arduino. <br /><br />
Auch dieses Problem liess sich jedoch schnell beheben, in den Einstellungen musste lediglich vom Mikrofon auf das Arduino umgestellt werden. Sobald dies erfolgt war, zeigten sich im Recorder Daten, die einem Herzschlag schon viel näher kamen. <br /><br />
[[File:Experiment-HeartRate.jpeg |400px]]<br />
<br />
Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden. <br /><br />
<br />
===Experiment Brain Activity===<br />
Beflügelt vom Erfolg des ersten Experiments nahm sich das Team vor, gleich auch noch ein weiteres Experiment mit dem Heart and Brain Spiker Shield durchzuführen - zur Messung von Hirnströmen.<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/heartandbrainspikershieldbundle Heart and Brain Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
* Stirnband für die Befestigung der Elektroden am Kopf<br /><br />
<br />
Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. <br />
Die Elektroden wurden nun nicht mehr länger an den Armen angebracht, sondern am Kopf. Zwei davon wurden mit einem Stirnband befestigt, die letzte wurde hinter dem Ohr angebracht.<br /><br />
<br />
[[File:Brain_Experiment.jpeg|400px]]<br />
<br />
Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Die Durchführung stellte sich auch als relativ problemlos heraus. Die Verkabelung der Geräte war kaum anders als beim erstem Experiment, die Elektroden waren auch schnell umplatziert. <br />
So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden. <br />
<br />
Im Team Dagobert ist kein Medizintechnik-Student eingeteilt und die Teammitglieder konnten nicht viel aus den Daten herauslesen. So war es zwar ein erfolgreiches Experiment, daran gemessen, dass Daten ausgegeben wurden. Ob diese Daten sinnvoll waren, oder ob primär Störgeräusche aufgezeichent wurden, konnte aber leider nicht festgestellt werden. <br />
<br />
So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.<br />
<br />
===Experiment Muscle Activity===<br />
Im Experiment Muscle Activity ging es darum, mit Elektroden die Muskelaktivität zu messen. HIerfür wurde ein anderes Modul von Backyard Brains verwendet. Dieses lag jedoch nicht fertig vor, sondern musste vom Team zuerst zusammengebaut und gelötet werden. <br />
Hierfür wurden zuerst die verschiedenen Teile gesichtet und dann auf der Webseite von Backyard Brains nach der Anleitung gesucht. Das Problem, auf welches das Team hierbei stiess war, dass die Anleitung für eine frühere Version des Moduls geschrieben war und das Modul sich seither stark verändert hat. Also musste das Team sich Informationen aus verschiedenen Anleitungen zusammensuchen und sich bei den restlichen Punkten auf die eigenen Instinkte und Einschätzungen verlassen. <br /><br />
<br />
Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden. <br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:<br /><br />
<br />
* [https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno Arduino Uno]<br /><br />
* [https://www.backyardbrains.com/products/diyMuscleSpikerShield Muscle Spiker Shield (Backyard Brains)]<br /><br />
* Elektroden<br /><br />
<br />
Der Zusammenbau der Komponenten war ähnlich wie in den ersten zwei Experimenten. Das Muscle Spiker Shield wurde auf dem Arduino angebracht und die Kabel zu den Elektroden eingesteckt. Die Elektroden wurden etwas anders angebracht, zwei davon wurden auf dem gleichen Unterarm hintereinander angebracht, die dritte auf dem Handrücken. Wiederum wurden die Kabel an den Elektroden angebracht und der Aufbau des Versuchs war fertig. <br /><br />
<br />
[[File:Elektroden_MuscleActivity.jpeg|400px]]<br />
<br />
Für dieses Experiment musste auch ein anderer Code auf das Arduino geladen werden, und die Daten konnten am Computer direkt mit dem Serial Monitor der Arduino Applikation angezeigt werden, das SpikerRecorder Programm von Backyard Brains wurde nicht benötigt.<br /><br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
Nachdem die Komponenten miteinander verkabelt und mit dem richtigen Code versehen waren, konnte der Versuch durchgeführt werden. Die Elektroden wurden mit dem Arduino verbunden und der Serial Monitor auf dem Laptop geöffnet. Schnell wurden auch Daten angezeigt. <br />
Neben den Daten auf dem Serial Monitor enthält der Code auch Befehle die die sechs, auf dem Muscle Spiker Shield angebrachten LEDs ansteuert. Je nach Stärke der Muskelkontraktion leuchteten zwischen einem und sechs LEDs.<br /><br />
<br />
<gallery mode="packed-hover" widths=320px heights=200px><br />
LED-on_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität hoch<br />
LED-off_MuscleActivity.jpeg|Muskelaktivität tief<br />
</gallery><br />
<br />
Anfangs hatte das Team etwas Mühe, die richtigen Einstellungen zu finden, um die LEDs zu kontrollieren - entweder leuchteten jeweils alle oder keines - nach etwas "pröbeln" konnten aber auch dieses Problem gelöst werden. Auch das Platzieren der Elektroden musste ausprobiert werden, gewisse Positionen funktionieren besser als andere. <br />
Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.<br />
<br />
===Experiment LED Ring ===<br />
Nach dem erfolgreichen Experiment mit dem Muscle Spiker Shield und den darauf verbauten LEDs hat das Team sich zum Ziel genommen, mit den Shield eine neue Komponente anzusteuern. Nach kurzer Suche wurde ein LED-Ring gefunden, welcher auf dem Shield befestigt werden konnte. Als erstes Experiment, das nicht dem Versuchsaufbau eines Experiments von Backyard Brains entsprach, musste das Team nun vollkommen frei nach Lösungen für die Ansteuerung des LED Rings suchen. <br /><br />
<br />
<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
===Experiment Servo===<br />
<br />
====Versuchsaufbau====<br />
<br />
====Versuchsdurchführung====<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[[ Category:MedTech-DIY ]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31145DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-14T11:22:48Z<p>Chanhdat: /* Motor */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
=== Motor ===<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31144DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-14T10:01:57Z<p>Chanhdat: /* Flying drone (in Switzerland) */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|600px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31142DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-14T10:01:42Z<p>Chanhdat: /* Flying drone (in Switzerland) */</p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|800px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=31141DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-14T10:01:14Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
<br />
<gallery><br />
File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
</gallery><br />
<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==<br />
<br />
In Switzerland, please watch the following video: [https://www.youtube.com/watch?v=YgW5WSA-Y-Y Rules for flying drones in Switzerland (German)]<br />
<br />
To sum it up:<br />
<br />
[[File:2019-02-14 10_59_33-Regulations and general questions relating to drones.png|400px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:2019-02-14_10_59_33-Regulations_and_general_questions_relating_to_drones.png&diff=31140File:2019-02-14 10 59 33-Regulations and general questions relating to drones.png2019-02-14T10:01:10Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30631DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T11:46:20Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
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Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
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===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
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File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
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=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo<br />
<br />
=== Flight Controller ===<br />
<br />
The brain of every drone is a flight controller (short FC). It's basically a microcontroller with dedicated sensors that detects orientation changes of the aircraft. It also receives user commands and controls the motors in order to keep the mulitcopter in the air.<br />
<br />
Most common sensors that can be found on a drone are gyro (or gyroscopes), acc (accelerometer). They are usually packed together in an inertial measurement unit (IMU). Besides, barometer (barometric pressure sensors) and magnetometer can also be implemented to help the aircraft determine altitude and flying direction.<br />
<br />
Nowadays, FC is rapidly evolving: more compact, using better processors and adding more peripherals, such as GPS, LED and distance sensors, etc.<br />
<br />
<br />
<br />
== Flying drone (in Switzerland) ==</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30630DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T11:32:50Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>The pictures used in this wiki page belong to [https://www.droneomega.com/ DroneOmega]<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
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===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
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Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
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===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
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File:Drone-Motor-1.jpg<br />
File:Drone-Motor-2.jpg<br />
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<br />
=== Battery ===<br />
<br />
LiPo (Lithium polymer) batteries offer significant advantages over other types of batteries (Nickel Metal Hydride and Nickel Cadmium):<br />
<br />
* Higher capacities<br />
* Higher discharge rates<br />
* Lighter and can be made in different shapes and sizes.<br />
<br />
However, they are not without drawbacks:<br />
<br />
* Shorter lifespan (300-400 cycles)<br />
* Highly flammable (if it gets punctured and vents into the air)<br />
* Requires extra care when charging, discharging, and storing LiPo</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30629DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T11:12:40Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>== Construction ==<br />
<br />
The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
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[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
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===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
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Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
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===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1, however to maneuver, TWR needs to be at least 1.3 for an approx. maximum angle of attack α of 40 degrees.<br />
<br />
[[File:Drone-Fig-2.jpg|400px]]<br />
<br />
==== Motor naming convention ====<br />
<br />
Usually the size of a brushless motor is indicated by a 4-digit number of the patter XXYY (XX: stator width, YY: stator height in milimeters). A taller stator provides more power at higher RPM, while a wider stator provides more torque at lower RPM.<br />
<br />
The kV motor specification is the number of revolutions per minute that the motor will turn when one volt is applied with no load on the motor. When you attach a propeller, you will get a reduction in the number of RPMs due to added inertia of the propeller, and air resistance. Higher kV motors will spin the propeller faster, but lower kV motors will generate higher torque. This is why larger propellers are paired with low kV motors, in order to provide the increased torque needed to turn the propellers. High kV motors are used for smaller, and lighter propellers.<br />
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<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Drone-Motor-1.jpg&diff=30628File:Drone-Motor-1.jpg2019-02-13T11:12:14Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Drone-Fig-2.jpg&diff=30626File:Drone-Fig-2.jpg2019-02-13T11:08:09Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30625DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T10:01:51Z<p>Chanhdat: </p>
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<div>== Construction ==<br />
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The main mechanical components needed for construction are the propellers (either fixed-pitch or variable-pitch), the frame and the electric motors. <br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Pitch =====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
===== Propeller Size =====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery><br />
<br />
===== Number of propeller blades =====<br />
<br />
Two bladed propellers are more efficient at producing thrust as opposed to four or three bladed propellers so long as the propeller tips do not reach supersonic speeds. Adding blades increases the amount of thrust that is generated, but at the cost of efficiency.<br />
<br />
[[File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg|600px]]<br />
<br />
==== Motor ====<br />
<br />
To determine the drone motor size for the drone, there are two parameters that must be taken into consideration<br />
<br />
* Total weight<br />
* Frame size<br />
<br />
===== Thrust to Weight Ratio =====<br />
<br />
The thrust to weight ration (as known as TWR) is the main characteristic that will determine the drone flight profile. Understandably, to maintain steady flight or hover in the air, TWR should be 1. To take off, TWR needs to be greater than 1</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg&diff=30559File:Figure-5-Number-of-Blades.jpg2019-02-13T09:33:09Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30548DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T09:27:33Z<p>Chanhdat: /* Propeller Pitch */</p>
<hr />
<div>=== A crash course into multicopters (or drones) ===<br />
<br />
(Work in progress)<br />
<br />
Since recently, flying a drone has become easily accessed to more people. Outside the military purposes, drones can be used as art installations ([https://veritystudios.com/work Verity]), aerial imaging/surveying ([https://wingtra.com/ Wingtra]) or lightweight transport systems (such as [https://www.amazon.com/Amazon-Prime-Air/b?ie=UTF8&node=8037720011 Amazon Prime Air]). Recently, drones has started to find its purpose in medical field, mainly to deliver blood packages between hospitals in rural areas (such as ([https://flyzipline.com/ Zipline] in Africa or [https://www.post.ch/en/about-us/company/innovation/swiss-post-s-innovations-for-you/drones] Swiss Post drone).<br />
<br />
== Definition ==<br />
<br />
Drones often come in two forms: fixed-wing aircraft and aircraft with rotor (helicopter or multicopter). <br />
==== Comparison of Rotor and Fixed Wing ====<br />
<br />
Multi-rotor drones are made of a central body and multiple rotors that power propellers to take flight and maneuver the aircraft. These usually have four rotors (quadcopter), but can have from two to six or eight rotors (resp. bicopter, hexacopter, octacopter). Once in the air, a multi-rotor drone uses fixed-pitch propeller blades to control the vehicle motion by varying the relative speed of each rotor to change the thrust and torque produced, allowing a unique range of movement. <br />
<br />
Fixed wing drones are designed like more traditional types of aircraft — which look similar to an airplane. They are made of a central body that has two wings and a single propeller. Once in the air, the two wings generate lift that compensates for its weight — allowing the aircraft to remain in flight.<br />
<br />
{| class="wikitable" border="1"<br />
|-<br />
! <br />
! Multicopter<br />
! Fixed wing<br />
|-<br />
| Pro<br />
| <br />
* Greater maneuverability<br />
* Lower price<br />
* More compact<br />
* Ease-of-use<br />
* Higher payload capacity<br />
|<br />
* Significant range<br />
* Greater stability<br />
* Safer recovery from power loss<br />
* Linear flight advantage <br />
|-<br />
| Con<br />
| <br />
* Shorter range<br />
* Less stable in the wind<br />
| <br />
* Larger takeoff/landing zone required<br />
* Higher price<br />
* Challenging to fly<br />
* Less compact<br />
* Less efficient for area mapping<br />
|}<br />
<br />
For this [[Medizintechnik DIY#Skill Share Sessions]], multicopters are placed in focus.<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
==== Propeller Pitch ====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move. In other words, with both motors/propellers spinning at the same RPM, the higher pitch propeller will travel further in the same amount of time. Changing the propeller pitch will also change the dynamic response of your drone.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]<br />
<br />
==== Propeller Size ====<br />
<br />
The size of the propeller is the distance from tip to tip. Longer propellers can generate more thrust at the same speed, but requires more torque from the motor to turn the prop. A larger propeller size does not mean that you will be able to fly faster. <br />
<br />
The surface area of the propeller also determines how much thrust it can generate. The higher surface area allows more air to be moved, thereby generating more thrust. This also comes at the cost of more power draw from the motor.<br />
<br />
The length of your quadcopter frame determines the maximum size of propeller that you can use.<br />
For a square drone frame as below, the maximum propeller size is X/2. For a rectangle frame, the maximum size is Y/2<br />
<gallery><br />
Drone-Frames-1.jpg|Square Frame<br />
Drone-Frames-2.jpg|Rectangle Frame<br />
</gallery></div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Drone-Frames-2.jpg&diff=30538File:Drone-Frames-2.jpg2019-02-13T09:23:07Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Drone-Frames-1.jpg&diff=30532File:Drone-Frames-1.jpg2019-02-13T09:21:34Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
<hr />
<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30521DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T09:11:40Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>=== A crash course into multicopters (or drones) ===<br />
<br />
(Work in progress)<br />
<br />
Since recently, flying a drone has become easily accessed to more people. Outside the military purposes, drones can be used as art installations ([https://veritystudios.com/work Verity]), aerial imaging/surveying ([https://wingtra.com/ Wingtra]) or lightweight transport systems (such as [https://www.amazon.com/Amazon-Prime-Air/b?ie=UTF8&node=8037720011 Amazon Prime Air]). Recently, drones has started to find its purpose in medical field, mainly to deliver blood packages between hospitals in rural areas (such as ([https://flyzipline.com/ Zipline] in Africa or [https://www.post.ch/en/about-us/company/innovation/swiss-post-s-innovations-for-you/drones] Swiss Post drone).<br />
<br />
== Definition ==<br />
<br />
Drones often come in two forms: fixed-wing aircraft and aircraft with rotor (helicopter or multicopter). <br />
==== Comparison of Rotor and Fixed Wing ====<br />
<br />
Multi-rotor drones are made of a central body and multiple rotors that power propellers to take flight and maneuver the aircraft. These usually have four rotors (quadcopter), but can have from two to six or eight rotors (resp. bicopter, hexacopter, octacopter). Once in the air, a multi-rotor drone uses fixed-pitch propeller blades to control the vehicle motion by varying the relative speed of each rotor to change the thrust and torque produced, allowing a unique range of movement. <br />
<br />
Fixed wing drones are designed like more traditional types of aircraft — which look similar to an airplane. They are made of a central body that has two wings and a single propeller. Once in the air, the two wings generate lift that compensates for its weight — allowing the aircraft to remain in flight.<br />
<br />
{| class="wikitable" border="1"<br />
|-<br />
! <br />
! Multicopter<br />
! Fixed wing<br />
|-<br />
| Pro<br />
| <br />
* Greater maneuverability<br />
* Lower price<br />
* More compact<br />
* Ease-of-use<br />
* Higher payload capacity<br />
|<br />
* Significant range<br />
* Greater stability<br />
* Safer recovery from power loss<br />
* Linear flight advantage <br />
|-<br />
| Con<br />
| <br />
* Shorter range<br />
* Less stable in the wind<br />
| <br />
* Larger takeoff/landing zone required<br />
* Higher price<br />
* Challenging to fly<br />
* Less compact<br />
* Less efficient for area mapping<br />
|}<br />
<br />
For this [[Medizintechnik DIY#Skill Share Sessions]], multicopters are placed in focus.<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|600px]]<br />
<br />
==== Propeller Pitch ====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|600px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=DIY-MedTech_Dronen_fliegen_-_Team_Dagobert&diff=30520DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert2019-02-13T09:11:15Z<p>Chanhdat: </p>
<hr />
<div>=== A crash course into multicopters (or drones) ===<br />
<br />
(Work in progress)<br />
<br />
Since recently, flying a drone has become easily accessed to more people. Outside the military purposes, drones can be used as art installations ([https://veritystudios.com/work Verity]), aerial imaging/surveying ([https://wingtra.com/ Wingtra]) or lightweight transport systems (such as [https://www.amazon.com/Amazon-Prime-Air/b?ie=UTF8&node=8037720011 Amazon Prime Air]). Recently, drones has started to find its purpose in medical field, mainly to deliver blood packages between hospitals in rural areas (such as ([https://flyzipline.com/ Zipline] in Africa or [https://www.post.ch/en/about-us/company/innovation/swiss-post-s-innovations-for-you/drones] Swiss Post drone).<br />
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== Definition ==<br />
<br />
Drones often come in two forms: fixed-wing aircraft and aircraft with rotor (helicopter or multicopter). <br />
==== Comparison of Rotor and Fixed Wing ====<br />
<br />
Multi-rotor drones are made of a central body and multiple rotors that power propellers to take flight and maneuver the aircraft. These usually have four rotors (quadcopter), but can have from two to six or eight rotors (resp. bicopter, hexacopter, octacopter). Once in the air, a multi-rotor drone uses fixed-pitch propeller blades to control the vehicle motion by varying the relative speed of each rotor to change the thrust and torque produced, allowing a unique range of movement. <br />
<br />
Fixed wing drones are designed like more traditional types of aircraft — which look similar to an airplane. They are made of a central body that has two wings and a single propeller. Once in the air, the two wings generate lift that compensates for its weight — allowing the aircraft to remain in flight.<br />
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{| class="wikitable" border="1"<br />
|-<br />
! <br />
! Multicopter<br />
! Fixed wing<br />
|-<br />
| Pro<br />
| <br />
* Greater maneuverability<br />
* Lower price<br />
* More compact<br />
* Ease-of-use<br />
* Higher payload capacity<br />
|<br />
* Significant range<br />
* Greater stability<br />
* Safer recovery from power loss<br />
* Linear flight advantage <br />
|-<br />
| Con<br />
| <br />
* Shorter range<br />
* Less stable in the wind<br />
| <br />
* Larger takeoff/landing zone required<br />
* Higher price<br />
* Challenging to fly<br />
* Less compact<br />
* Less efficient for area mapping<br />
|}<br />
<br />
For this [[Medizintechnik DIY#Skill Share Sessions]], multicopters are placed in focus.<br />
<br />
== Construction ==<br />
<br />
=== Rotor/Propeller ===<br />
<br />
Drones have at least two rotors (bicopter), but the majority has four rotors (aka quadcopters). Except for bicopter, which behaves quite similarly to fixed-wing aircraft (or the famed [https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey V-22 Osprey]), the multicopters require that not all rotors should rotate in the same direction<br />
<br />
[[File:Figure-1-Prop-Rotation.png|400px]]<br />
<br />
==== Propeller Pitch ====<br />
<br />
The propeller pitch is a measurement of how far that a propeller will move through the air for every single rotation of the motor/propeller. This is only a theoretical approximation since real world factors such as prop material, air density, and efficiency can influence this distance. However, the pitch is a good measurement that will help you better understand your propeller performance.<br />
<br />
The higher the pitch value, the faster your aircraft will move.<br />
<br />
[[File:Figure-2-Pitch.gif|400px]]</div>Chanhdathttp://www.hackteria.org/wiki/index.php?title=File:Figure-2-Pitch.gif&diff=30519File:Figure-2-Pitch.gif2019-02-13T09:11:10Z<p>Chanhdat: File uploaded with MsUpload</p>
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<div>File uploaded with MsUpload</div>Chanhdat