Vor einiger Zeit kam in den Medien immer mal wieder das Thema auf die Daten durch den Körper übertragen zu können. So habe ich das vor kurzem in einem Online-Artikel gelesen und mir gedacht, dass man dafür kein Wissenschaftler sein muss, um sowas selbst aufzubauen, die Daten zu übertragen und dann die Signale wieder auslesen zu können.

Zuallererst ein wenig Biologie und Physik.
Der menschliche Körper besteht aus Zellen, diese wiederum aus Molekülen und diese wiederum aus Atomen. Nun kommt der Schritt in die Physik, ein Atom besteht aus Protonen und Elektronen. In der Elektronik sind die Elektronen das was wichtig ist.
Der menschliche Körper hat im Grunde, aus elektrotechnischer Sicht, zwei Eigenschaften: er ist ein Widerstand und eine Kapazität zugleich. Der Widerstand liegt für gewöhnlich zwischen 1 MOhm und 2 kOhm. Diese große Differenz ergibt sich aus der Hydration des Körpers, des Alters usw. Die Kapazität liegt zwischen 100 und 200 pF.
Wenn man den menschlichen Körper nun als elektronisches Bauteil ansieht, wird es recht einfach, denn der Körper ist dann nur eine Leitung mit hohem Widerstand.

Also habe ich mir einen Arduino geschnappt und einen Programmcode geschrieben, der „SOS“ als Morsecode in Form von HIGH und LOW Signalen ausgibt. Das wäre die Transmitterseite, nun braucht es noch eine Empfängerseite. Denn bei hohen Widerständen kommt es zu einigen Verlusten. Der Arduino gibt 5V an den Ausgängen aus, durch den Körper (Hand zu Hand) verliert der Körper knapp 3V (gemessen), also 60% der Spannung.
Die Empfängerseite besteht aus einer Transistorverstärker-Schaltung und einer LED. Das schwache Signal wird von den Transistoren verstärkt und mit der Spannung des Akku erreichen diese dann eine verstärkte Spannung, welche hoch genug ist, um die LED durchzuschalten bzw. die Signale optisch auszugeben.

Das wars dann auch, nun ging es daran das Ganze zu testen, und da hat sich die Laura als Probandin zum Testen zur Verfügung gestellt, dafür ein großes Danke.

Wie ihr sehen könnt geht das weiße Kabel in Lauras Hand. Das Signale durchquert ihren Körper und verlässt die andere Hand und geht dann zur Verstärkerschaltung und lässt die LED simultan mit der LED auf dem Arduino aufblinken.

Wissenschaft ist fantastisch, nicht wahr?

Als nächste Experimentierphase ist geplant, dass ein anderer Arduino das Signal auslesen und das Wort was zuvor in den Körper geschickt wird, dekodiert und am Computer ausgeben wird.

P.S.: das Experiment war zu keinem Zeitpunkt gefährlich, da bei Lauras Körperwiderstand nur ein Strom von 20µA fließen konnte und bei 5V keine Gefahr besteht. Zur Info: erst ab 500µA, also das 25-fache des vorhanden gewesenen Stromes, ist es möglich diesen überhaupt empfinden zu können. Für weitere Informationen zur Sicherheit und Gefahren durch hohe Spannungen und Strömen hilft die VDE und entsprechende Wikipedia-Artikel.

„„The Quantified Self“ ist ein Netzwerk aus Anwendern und Anbietern von Methoden sowie Hard- und Softwarelösungen, mit deren Hilfe sie z. B. umwelt- und personenbezogene Daten aufzeichnen, analysieren und auswerten. Ein zentrales Ziel stellt dabei der Erkenntnisgewinn u. a. zu persönlichen, gesundheitlichen und sportlichen, aber auch gewohnheitsspezifischen Fragestellungen dar.“

Quelle: Wikipedia

Die Quantified Self Präsentation findet am 23.08.16 ab 19 Uhr* im Bytespeicher Erfurt statt.
Nach einem Überblick, welche Daten derzeit erfasst werden könnten, zeige ich anhand anonymisierter Datenerfassungen, welche Informationen daraus zu ziehen und weiter zu verwenden sind. Zum Abschluss gibt es einen Ausblick, was in Zukunft (vielleicht) erfasst werden wird oder könnte und welche Chancen und Risiken damit verbunden sind. Im Anschluss kann ausgiebig über das Thema diskutiert werden.

Ein Livestream ist derzeit nicht geplant, kann aber gemacht werden, falls jemand nicht anwesend sein kann aber Interesse an dem Thema hat.

Facebook Event

Google Event

Ich freue mich auf zahlreiches erscheinen.  

* Uhrzeit abhängig von der Teilnehmerzahl vor Ort

Wer noch Interesse hat, kann sich bei doodle eintragen, das gilt als Referenz um zu sehen wer Interesse hat und wann man kommen kann.

Zum doodle:
http://doodle.com/poll/4cvz6r6p4dyeyqpa

Die Präsentation findet im Bytespeicher, Liebknechtstraße 8, 99085 Erfurt statt.

Der genaue Termin wird dann per Mailingliste, Hangout und als Beitrag bekannt gegeben.

Es waren 5 Zuschauer vor Ort und 4 Leute per Livestream dabei. Ingesamt waren die Rückmeldungen durchweg positiv und dafür möchte ich mich bei allen bedanken, die sich den Vortrag 1 Stunde lang angeschaut haben.

Bei slideshare.com könnt Ihr euch die öffentliche Präsentation anschauen.

Gleichzeitig möchte ich im August nochmal einen Vortrag zum Thema Biohacking für die halten, die nicht dabei sein konnten. Bereits jetzt kann ich aber sagen, das es wieder einen Livestream geben wird, jedoch war beim letzten Livestream die Audioqualität der Fragenden vor Ort nicht sehr gut, das werde ich prüfen und schauen wie es beim nächsten mal besser wird.

Ich bitte daher darum die Umfrage auszufüllen, damit ich weiß wie viele Interesse an ein weiteren Vortrag haben werden und wann es am besten passt, da nicht jeder Abends Zeit hat (siehe Schichten), damit es möglichst jedem Zeitlich passt.

Zur Umfrage

vor einiger Zeit habe ich angekündigt einen Vortrag zum Thema Biohacking zu machen.
Und nun ist es soweit, der Vortrag kann sich jeder von euch kostenlos am 04.07.2016 um 20.00 Uhr im Bytespeicher anschauen. Im Anschluss folgt eine kleine Diskussion über solche Entwicklungen, derer Vor- und Nachteile, als auch die Ethischen Aspekte. Gerne seid Ihr hierzu eingeladen.

Bei Facebook könnt Ihr die Veranstaltung hier finden.

Ich freue mich auf Zahlreiches erscheinen.

Ein LDR ist ein Licht abhängiger Widerstand, welcher sich verringert je mehr Licht drauf gestrahlt wird, und im Gegenzug steigt der Widerstand an, wenn es dunkel wird. Daher sind diese Sensoren die einfachsten die es gibt, um Helligkeitsunterschiede zu messen.
Und da ich an einem Experiment mit dem LDR arbeite, wo ich zur Referenz möglichst viel Dunkelheit messen wollte, dachte ich mir, das ich gleich mal einen Beitrag daraus mache.

Eine Pringles-Dose als Dunkelkammer

Nun war es klar, um eine Messung zu machen, bei der es möglichst dunkel ist, reicht die Dunkelheit der Nacht nicht aus, also brauchte ich eine Art Dunkelkammer, und diese fand ich auch in Form einer Pringles-Dose (falls jemand denkt, dass der Beitrag von Pringles gesponsert wurde, den muss ich enttäuschen^^), welche wunderbar für sowas geeignet zu sein scheint.

Wie man bereits sehen kann ist die Pringles-Dose verschlossen und der LDR ist vom direkten Licht abgeschnitten. Die Messung ergibt einen Widerstand von 0.876 MOhm.  Hört sich nicht viel an? Hier ein kleines Beispiel: um eine LED mit 9 V zu betreiben benutzt man für gewöhnlich 470 Ohm, damit eine LED normal leuchtet. Entsprechend dem Ohmschen Gesetz:

I= U/R
I=9V/470 Ohm
I= 0,019A = 19mA

Bei einem Widerstand von 0.876 MOhm sieht die Berechnung wie folgt aus:

I= U/R
I=9V/876 000 Ohm
I= 0.000 01027 A = 10.27uA

Mit 10.27uA lässt sich optisch nichts sichtbares mehr betreiben und entspricht eher dem eines Mikrocontrollers im Schlafmodus.

Weniger Licht, Igor!

Aber Moment mal? 0.876 MOhm, das hört sich doch eigentlich recht wenig an, wenn da kein Licht ist.
Tatsächlich aber kommt Licht noch hinein, dieses ist aber nicht mehr mit dem Auge Sichtbar, sondern kann sich hierbei um Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Bereiches handeln.
Hier sieht ihr in einem Diagramm die Empfindlichkeit verschiedener LDR Typen

Also habe ich geschaut was man noch machen kann, und ja, da kam die Hand als nächstes und siehe da:

Schon kommen wir in den MegaOhm Bereich.
Aber damit war ich immer noch nicht zufrieden, und was ist das Dunkelste was es gibt? Schwarz, es absorbiert das Licht und hat eine sehr geringe Reflektion.
Leider kommen wir hier schon weit über die für gewöhnlich messende Größen heraus und damit außerhalb des Messbereichs meines Multimeters.

Das war des letzte Bild das ich machen konnte bevor mein Multimeter in den Overload Bereich gesprungen ist, denn ich hatte auch etwas Glück auf meiner Seite, hier ein kleines Dankeschön an die Physik , denn LDRs sind ein wenig träge^^.
37.08 MOhm, ein Wert den man sich nur noch schwer vorstellen kann. Ich habe zum Vergleich den Widerstand meiner Hand (kleiner Finger – Daumen) gemessen, welcher bei 1 MOhm lag.
Anmerkung: Der Widerstand des Körpers ist messbar, variiert aber gänzlich und ist abhängig von verschiedenen Faktoren (Schweiß, Alter, Geschlecht, Hydration, etc.)

Grenzen der Praxis

Was kann man mit 37 MOhm machen? In der Praxis eigentlich nichts mehr, denn solche Größen gehören in die Forschung wo mit Hochspannung gearbeitet wird, um also eine LED mit einem Vorwiderstand von 37 MOhm zu betreiben, würde man 74 000 V brauchen, und diese hat man nicht gerade mal zufällig Zuhause liegen^^.

Hier könnt Ihr sehen das was der Vorwiderstandsrechner zu den 74000V sagt:

Ist natürlich am Ende die Frage, ob man einen solchen Widerstand findet der eine Leistung von 1405924 mW ~ 1405.924 W ~ 1.4kW
verkraften kann.

Für diejenigen, die nicht glauben das man LEDs mit Hochspannung betreiben kann, habe ich hier ein YouTube Video von Peter L. rausgesucht, welches zeigt das es möglich ist.
Ob es jetzt auf Dauer so Gesund für die LED´s ist bezweifle ich aber. ^^

No-Name vs. Samsung

Ich bin eigentlich kein Samsung Freund, hat seine Berechtigten Gründe, nicht nur das sich damals der Akku fast überhitzt hatte und ich seitdem auf Xiaomi schwöre, aber in einem Test den ich vor kurzem mit den neu angekommen No-Name Netzteilen gemacht habe, musste ich feststellen das No-Name nicht immer ein adäquater Ersatz für Markenware ist.
Bei den Netzteilen handelt es sich um Ware aus England, welche eine Spannung von 5V bereitstellen und einen Strom von 2A liefern können. Ja, können, obwohl „könnten“ besser passt, denn die Tests haben sich als ernüchternd herausgestellt wie Ihr auf den Fotos erkennen könnt:

No-Name 5V Netzteil – unbelastet

No-Name 5V Netzteil – mit 1A belastet
(Der Schalter ist auf 1A eingestellt, das Netzteil liefert nur 0.8A)

No-Name 5V Netzteil – mit 2A belastet
(Schalterstellung 2A, Spannung am Netzteil bricht zusammen)

Um einen Vergleich zu haben, habe ich ein offizielles Samsung Netzteil genommen und ebenfalls getestet (Leider nicht auf Herz und Nieren, obwohl ich am liebsten beide aufgemacht hätte um den Unterschied bei den Bauteilen zu finden^^) und da hat man sich nun wirklich gewundert was Ihr auf den Bildern sehen könnt:

Samsung 5V Netzteil – unbelastet

Samsung 5V Netzteil – mit 1A belastet
(Man muss anmerken das Netzteil 1A liefern kann, aber die Widerstände eine gewisse Fertigungstoleranz haben)

Samsung 5V Netzteil – mit 2A belastet

Kaum zu glauben, oder?
Das Samsung Netzteil hat bei einer Belastung von 2A keinen Spannungsverlust bzw. regelt die Spannung um 0.1V nach oben auf  5.2V. Beim No-Name Netzteil ist die Spannung bei 0.8A auf 4.6V eingebrochen und die 2A hat dieses nicht mehr geschafft, wie man sehen kann hat die Lastschaltung dies mit einem roten Aufleuchten quittiert und selbst für den Spannungs-/Strommesser war es zu wenig.

Was heißt das nun?

Für unsere modernen Smartphones reichen 0.8A nicht mehr aus um diese Schnell aufladen zu können, geschweige denn QuickCharge bzw. PumpExpress mit diesen billigen Netzteilen nutzen zu können.
Für kleine Projekte wie Arduino oder Basteleien die keinen hohen Strombedarf haben, sollten diese billig Netzteile reichen. Inwieweit diese für einen Raspberry Pi geeignet sind, werden wir mal schauen, dann werde ich den Beitrag entsprechend updaten.

Wer Quickcharge oder PumpExpress nutzen möchte bzw. das Smartphone schnell laden möchte, sollte ein Original Hersteller Gerät kaufen und bei Möglichkeit nachmessen ob wirklich 2A oder mehr kommen können.

Anmerkung: Für die gemessenen Werte kann keine Garantie übernommen werden. Ebenfalls wird keine Garantie für die im Text genannten Hersteller als sichere Quelle für Netzteile und deren Leistungsangaben gegeben. Für die Nutzung der Bilder wenden Sie sich an den Autor.

ich habe tolle Neuigkeiten für euch, denn endlich sind ein paar Lieferungen eingetroffen womit der Verein weiter im Elektronik Bereich arbeiten kann um keine Engpässe mehr zu haben.
Zu den neuen Teilen gehören folgende Teile:

• 100x 3mm LED´s in den Farben – Weiß Grün Rot Blau Gelb
  (Je 20 Stk)
• 20Stk Lochraster Platinen für Prototyping
• 2x 1mW Laserpointer, sind für den Konferenzraum bestimmt.
• 5x 5V Handynetzteile
• 1x USB Laststrom Tester für 1 A und 2A

Die Teile sind ab sofort in den Räumen des Bytespeichers zu finden.

So habe ich mir vor mehr als 1 Jahr Bluetooth Kopfhörer gekauft, als damals nämlich langsam aber sicher der Trend unter den Herstellern kam, das man Bluetooth oder (Gott bewahre) WLAN in Kopfhörer einbaut um mit etwas technisch „coolerem„ Kopfhörer an den Start zu gehen. Tja, ich wurde ebenfalls davon gepackt, aber zu den damaligen Preisen von bis zu 70€, da verging mir schnell die Lust auf Markenkopfhörer á la Philips, also habe ich mich in den tiefen von ebay.com auf die Suche nach günstigeren Kopfhörern gemacht, und diese auch gefunden. Für gerade einmal 22€ aus China bekam ich Bluetooth v3.0 Kopfhörer mit einer Laufzeit von 5 Stunden, und bisher war ich immer davon angetan, obwohl das Bluetooth Modul gelegentlich Probleme gemacht und die Verbindung kurz verloren hatte, was aber eher die Ausnahme war.Nun hat aber jedes Produkt seine garantierte Lebenszeit erreicht, in China gibt es im Vergleich zu Deutschland nur eine Garantie von 1 Jahr, und das hat es auch gehalten, 1 Jahr.

Meine persönliche Meinung war das die Kopfhörer eher am Akku scheitern würden und das nach kurzer Zeit dieser keine Kapazität mehr hat.
Aber nein, das Problem war die Mechanik, da der Kopfhörer dazu ausgelegt war möglichst kompakt zu sein, lässt sich dieser einklappen, und genau an dem Punkt wo man die Seite einklappt, ist die Mechanische Halterung gebrochen. Das war es dann wohl, auch wenn es die Idee gab den Kopfhörer zu kleben, würde er seine Funktion des einklappen nicht mehr erfüllen und damit Platz weg nehmen.
Ich habe mich daher entschlossen für euch diesen kaputten Kopfhörer zu demontieren um euch diesen hier zu Zeigen.

Oder um es mit Goethes Worten zu sagen, so …Daß ich erkenne, was die Welt Im Innersten zusammenhält.

„Take me out“ – Für Hardware Fans

Nachdem das Ohrpolster abgeklippt wurde, ein paar Schrauben raus gedreht wurden, konnte man das Board von der Unterseite sehen (der SoC befindet sich auf der Außenseite).

Unser Schmuckstück ist ein SoC der viel zu gut ist um ihn die Mülltonne zu schmeißen.
Von einem mir unbekannten chinesischen Hersteller namens VIMICRO WX der sich auf Kamera Technik spezialisiert hat wurde der Chip mit dem Namen WS9622NLME hergestellt, da jedoch VIMICRO WX ein „Fabless“ Unternehmen ist, wurde der Chip bei einer anderen Firma hergestellt jedoch unter der Flagge von VIMICRO WX.

Die Spezifikationen:

• Datenblatt zum WS9622
• Unterstützt alle Bluetooth v3.0 EDR Features inklusive eSCO und AFH
• Dual Mikrofon Eingang
• Powered über einen Li-Ion Akku, ausgelegt für einen Spannungsbereich zwischen 3.0-5.5V
• Vin für Akku liegt zwischen 3.0-6.5V
• Geladen wird über ein Mini USB Anschluss
• UART Interface + I2C (I²C) Interface für Externen EEPROM
• Interner 32KHz Oszillator für Low Power Operation
• Kristall Oszillator mit Frequenzbereich von 13-52 MHz
• Der Chip kommt im QFN48 Package
• Integriert ist weiterhin ein ARM Cortex M3 Prozessor mit ARMv7-M Architektur für den Bluetooth Software Stack, die Komplexe Arithmetik zur Verbesserung der Sprach und Musik Qualität, sowie   die Steuerung der Peripherie des Chips
• 2 Kanal Sprach Band
• 16Bit ADC + Mono Mikrofon Aufnahme Support
• 2 Kanal CD Qualität 24Bit Audo DAC´s
• 2x 40mW Kopfhörer PA´s (Ich vermute mal das sind die Treiber)

Als weiteres Integriert haben wir eine PMU (Power Management Unit)  mit folgenden Specs:

• Hocheffizienten, Low Output Rippel Stepdown Converter
• PFM Mode bei geringer Last
• 3 LDO Regler mit Chager-Bypass
  • POR (Power-on Reset)
  • Start-up Controller
  • Akkulader

Für den Speicher haben wir im SoC folgendes:

• 128kB RAM
  • Der Speicher speichert die Daten vom Cortex M3 wenn diese benötigt werden
• 512KB ROM
  • Speichert die FIrmware des WS9622NLME

Extern besitzt die Schaltung einen zusätzlichen EEPROM der mittels I2C angesteuert wird:

• STMicroelectronics M24C32 (Datasheet)
• Speicher 32Kbit (4 Kbyte
• TSSOP8 Package mit 169 mil Weite
• Stückpreis bei  digikey = 0,53€

Akku – Kapazität, Spannung, Sicherheit

Die meisten sind sich beim Thema Sicherheit und Kapazität Angaben bei Akkus Made in China einig, man kann und will sich nicht darauf verlassen. Habe auch schon vertrauen in Lithium 18650 Zellen gesetzt und wurde Maßlos enttäuscht, aber das ist nicht das Thema.
Hier die Akku Spezifikationen:

• Akku Beschriftung „PL 303030 – 3.7V 250mAh“
• Akku Typ Lithium Polymer
• Spannung 3.7V
• Kapazität 250mAh

Und da geht es ja schon mal gut los, offiziell läuft der Chip mit Li-Ion, aber ok, das bringt dem kein Abbruch, die Spannungen sind ähnlich, und ein Lithium Polymer passt auch besser in die Ohrmuschel als ein 18650 Rundzelle. Bei der Kapazität könnte ich wieder das Kotzen bekommen, ich weiß nicht warum die chinesischen Hersteller es auf die Spitze treiben wollen, statt einfach zu sagen, das die Kapazität nicht höher ist.
Laut dem Hersteller „Newsun“ der in China lediglich als Trademark existiert dessen im Hintergrund agierende Unternehmen genannt „Shun Wo Group“, die Akkuzellen in einem Unternehmen für Akkutechnologie „Yaoan Battery Potech Shenzhen Co.,Ltd“ herstellen lässt, die leider keine Website hat wo man gegebenenfalls Datasheets herbekommen könnte. Da endet auch die Spur, wenn man nicht mal Vorort in Shenzhen dem Unternehmen einen Besuch abstatten möchte.

Die Akkuzelle mit der Bezeichnung PL303030, hat nur eine Kapazität von 140mAh, heißt, es wurden einfach mal 110mAh hinzu addiert, also fast der doppelt so hohe Kapazität angegeben. Etwas ärgerlich, aber ok, man hat es im Alltag eher wenig gemerkt das der Akku schnell leer war.

Beim öffnen der Ohrmuschel kann man den Akku erkennen
welcher mit Kleber fixiert ist
Größenvergleich Akku – Finger
Als Sicherheit wurde am Akku eine PCB (Protection Circuit Board) eingesetzt was vor Überladung und Unterspannung des Akkus schützt.

Beim Messen der Spannung an den Anschlüssen für den Akku, nach dem dieser Abgetrennt wurde, als Vin kamen 5V aus dem Laptop. Jetzt natürlich die Frage, hat der Hersteller es gut gemeint und die Spannung mit Absicht auf 4.08V eingestellt um den Akku nicht zum Anschlag aufladen zu lassen oder sind es eher Fabrikationsfehler/Toleranzen?
Man kann jetzt alles mögliche Vermuten, aber lieber etwas weniger als zu viel und dafür länger Nutzbarkeit.

Obwohl die Kopfhörer mechanisch kaputt sind funktioniert die Elektronik weiterhin, und um dem Erkenntnisgewinn auch zu nutzen, werde ich mich dran machen um den EEPROM auszulesen, vielleicht findet man was interessantes.

Wer nicht extra die Kopfhörer kaufen will um an den Chip zu kommen, kann diesen auch einzeln kaufen, jedoch konnte ich nur einen Online Händler finden, und da der Versand alles andere als Günstig ist, lohnt es sich entweder bei einer größeren Bestellung oder man kauft sich gleich die Kopfhörer und nimmt diese auseinander und gleich noch einen Akku mit dabei, zum Preis des Chips+Versand.

Der Chip kann bei ibuyla.com gekauft werden.

Zusätzlich existiert in unserem Wiki eine Projekt Seite zum WS9622NLME, dort werden die Ergebnisse zum Hackversuch + Ergebnisse in Deutsch sowie in Englisch präsentiert.

Zur Nutzung der Bilder (Lizenz), bitte den Autor via Kommentar Funktion kontaktieren. Danke
For photo usage (License), please get in contact with the author via comment function. Thanks

Daher möchte ich mich nicht festlegen wann ich den nächsten Beitrag schreiben werde. Aber sobald ich wieder etwas mehr Zeit habe, werde ich mich wieder an einen Beitrag setzen .
Jeder kennt diese Phasen im Leben wenn etwas mal nicht so läuft wie man es sich wünscht oder einfach viel Stress hat und man sich auf diese Dinge zu konzentrieren muss die im Real Life wichtig sind.

Euer Petrk