Difference between revisions of "Team Dagobert"

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Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und "Bildgebende Verfahren" unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<br />
 
Zudem besuchte Andrea die Skillsessions [[DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi]] und "Bildgebende Verfahren" unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession [[DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert]] durch.<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 />
 
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 />
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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 />
 
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Revision as of 11:00, 15 February 2019

Einleitung

Teammitglieder

Christoph Binkert

Student Maschinentechnik, 7. Semester, Elefantenliebhaber und interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.

Dat Nguyen

Student Maschinentechnik, 9. Semester, Pinguinliebhaber und ebenfalls interessiert über die Rätoromanische Sprache sowie die Fähigkeit den Skiservice in Zukunft selber durchzuführen.
Zudem ist Dat der unumstrittene Drohnenexperte.

Andrea Haefele

Studentin Wirtschaftsingenieur, 8. Semester, Quokkaliebhaberin und interessiert über das Human Machine Interface und die Bildgebende Verfahren.

Journal

Montag

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.
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.

Dienstag

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.
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.
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.
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.

Mittwoch

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.
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" [1] 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.
Rocket.jpg

Donnerstag

SkypeConference Greg.jpeg
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.

Zudem besuchte Andrea die Skillsessions DIY-MedTech Human-Computer-Interfaces - gaudi und "Bildgebende Verfahren" unser Gruppenmitglied Dat führte die Skillsession DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert durch.
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.
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.

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.

Freitag

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.
Skiservice.jpg

Samstag

Skill Share Sessions

Durchgeführt am Donnerstag 13:00-13:30

DIY-MedTech Dronen fliegen - Team Dagobert

Projekte

Experiment Heart Rate

Um die Arduinos und die verschiedenen Zusatzmodule von Backyard Brains besser kennenzulernen wurden verschiedene Experimente durchgeführt. 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.

Versuchsaufbau

Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:


Das Heart and Brain Spiker Shield wurde auf dem Arduino Uno angebracht und so auch über das Arduino mit Strom versorgt. 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.

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.

Versuchsdurchführung

Nach dem Versuchsaufbau war die Durchführung relativ einfach. Auf dem Programm auf dem Computer zeigten sich sofort Daten. Leider schienen diese keine Herzschläge zu sein wie wir erwartet hätten.

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.
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.
Experiment-HeartRate.jpeg

Nach einigen Anpassungen an den Anzeigeparametern konnten erfolgreich die Herzschläge abgelesen werden und das Experiment mit Erfolg beendet werden.

Experiment Brain Activity

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.

Versuchsaufbau

Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:

Der Versuchsaufbau war ziemlich ähnlich wie beim Heart Rate experiment, weshalb dies auch schnell umgesetzt war. 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.

Brain Experiment.jpeg

Am Setup des Arduino und des Hear and Brain Spiker Shields musste nichts geändert werden.

Versuchsdurchführung

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. So war es auch nicht überraschend, dass bereits nach kurzer Zeit Messwerte auf dem SpikeRecorder ausgegeben wurden.

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.

So entschied sich Team Dagobert mit dem Muscle Shield weiterzumachen.

Experiment Muscle Activity

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. 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.

Das Resultat konnte sich sehen lassen, bis auf einige kosmetische Anpassungen an den Lötstellen musste nichts nachträglich angepasst werden.

Versuchsaufbau

Für den Versuch wurden folgende Module verwendet:

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.

Elektroden MuscleActivity.jpeg

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.

Versuchsdurchführung

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. 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.

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. Zu guter Letzt konnte aber im Versuch viel über die Funktionsweise des Moduls und den Umgang mit den Elektroden und Messwerten gelernt werden.

Experiment LED Ring

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.
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.

Versuchsaufbau

Verwendete Materialien:

  • Mikrocontroller: Arduino
  • Muscle Spike Shield
  • Elektroden
  • Zusatz: NeoPixel RGB LED Ring (Adafruit)

Als Weiterführung von vorherigen Experimente, der LED Ring ist nun zusätzlich mit Arduino Board verbunden:

  • DC in: 5V (konstant)
  • Ground
  • Data in: Digital Pin 6 (Arduino PWM pin)

2019-02-14 15.38.32.png

Für dieses Experiment musste zusätzliche Code-Bibliotheken installiert werden, nämlich 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.

Versuchsdurchführung

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.

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. 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. Dies funktionierte relativ schnell und ohne grössere Probleme.

Experiment Servo

Nach dem Tüfteln mit dem LED Ring galt es langsam Ideen zu suchen, die in den nachfolgenden Prototypen weiterverfolgt werden sollten.

Versuchsaufbau

Versuchsdurchführung