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.

Am Samstag, den 27.02.16 endete die Deadline für die Besitzer, die Bauteile in der Werkstatt des Bytespeichers abgelegt hatten.
Wir hatten uns daher vorgenommen am Samstag dort mal aufzuräumen, leider waren mir Lustlosigkeit und demotiviert sein zuvor gekommen und die anderen anwesenden bzw. nicht anwesenden waren mit anderen Dingen beschäftigt. So haben wir das Aufräumen auf diese Woche verschoben.
Aber hey, was solls, es steht nicht ohne Grund auf der Tür dass es das Labor und Werkstatt von Doctor „Doc“ Emmet Brown ist .

Die kleinen Projekte

Zurzeit arbeite ich an ein paar kleineren Projekten, die eher zum Bereich „Grundlagenforschung“ zählen, was die Anwendung angeht.
Dazu gehört die Laser basierende Datenübertragung, welche aber zunächst mittels Arduino und roter LED umgesetzt wird, da meine Laser-LEDs noch irgendwo auf der See zwischen China und Deutschland sind. Die ersten Versuche liefen mit der roten LED und einem Fotowiderstand (LDR, Light Depended Resistor) bzw. einer roten LED in Sperrrichtung ab. Ziel des Versuchs war, das man im Morsecode die Informationen übertragen konnte. Was auch mehr oder weniger gut klappte (Siehe Bilder).

Messung mit einer LED in Sperrrichtung, es wird viel Rauschen aufgenommen und das Signal ist nur schwer zu Filtern

Messung mit einem LDR und 10 kOhm Spannungsteiler mit 100 nF parallel. Die messbare Spannung ist höher, dafür sind die Flanken weicher, da der Kondensator die Entladung verlangsamt

Zwar ist diese Art der Kommunikation für den Menschen einfach, aber der Arduino kann damit nicht viel anfangen. Man kann zwar mit Arduino den Morsecode generieren, aber ich habe keine Lösung gefunden, damit der Empfänger den Morsecode interpretieren kann. Daher werde ich das Morsecodeverfahren für den Arduino einstellen und nach einer anderen optischen Datenübertragungsmöglichkeit suchen, welche eventuell auch gleich die passende Bibliothek dafür mitliefert und eine Fehlerkorrektur mitbringt.

Kleines Rätsel, wer kann den Morsecode decodieren ?

Manche werden sich bei meinem Projekt mit dem Alkaline-Lader fragen, wann es denn fertig werden soll?
Kurze Antwort, ich habe keine Deadline dafür, da der letzte Entwurf Fehler verursacht hat (ich glaube niemand mag ausgelaufene Batterien ), habe ich mich entschieden das Konzept zu überarbeiten, damit man gegebenenfalls auch noch die Werte wie Ladestrom und Spannung mittels Mikrocontroller zusätzlich auslesen kann. Denn dies wäre beim ersten Entwurf nicht möglich gewesen, da alle eingelegten Batterien parallel geladen werden sollten und aufgrund der Pulsübertragung keine Messung aller Batterien einzeln möglich wäre. Mit dem neuen Konzept ist jede Batterie von den anderen getrennt, somit wird auch die Auswertung besser funktionieren.

Schlusswort: Geduldig bleiben

Der Aufbau ist nun kompakter, Die Batteriehaltung wird durch Heißkleber zusätzlich fixiert.

Meine Persönliche News der Woche:
Deutsche Bahn gibt Schnittstelle für Fahrplandaten frei

Persönliche finde ich das es schon längst überfällig ist, gerade heute, wo OpenData genutzt werden kann um viele dinge zu optimieren bzw. dem User Zugang zu bestimmten Informationen zu geben. Spontan fällt mir hier die App Öffi für Android ein, mit dieser kann man deutschlandweit (und manchen anderen Ländern) die Fahrpläne für den öffentlichen Verkehr einsehen. Hätten die Verkehrsbetriebe die Daten nie so öffentlich gemacht, dann würde ich wohl den Bus öfter verpassen.
Top: Die Bahn bietet es endlich an
Flop: Wie man die Bahn kennt, kommt das ganze etwas spät

Und zum Schluss, ein Smartphone mit Wärmebildkamera.

Sagt euch die Firma Caterpillar etwas? Mir nicht, aber gerade diese hat was ganz tolles raus gebracht, zuvor jedoch ein paar Infos, die ich herausgefunden habe, laut deren Website ist Caterpillar…

„… der weltweit führende Hersteller von Bau- und Bergbaumaschinen, Diesel- und Erdgasmotoren, Industriegasturbinen und dieselelektrischen Lokomotiven. Darüber hinaus agieren wir mit Caterpillar Financial Services als führender Finanzdienstleister.“

Also passt  das schon mal zusammen das diese Firma was mit Technik macht, aber eher im Bereich der Groben und großen Technik.
Doch Caterpillar unterhält auch die Website catphones.com und über diese kann man robuste Smartphones als auch die sogenannten „Feature-Phones“, also die Handys die wir hatten, bevor das Smartphone ein neues Kapitel im mobilen Zeitalter öffnete,  kaufen, die für den Outdoor Einsatz  konzipiert sind.
Und hier näheren wir uns schon dem Ziel, denn Caterpillar hat mit FLIR das Smartphone CAT S60 rausgebracht, welches eine integrierte Wärmebildkamera hat , welches im Mai diesen Jahres verfügbar sein soll. Wenn ihr mehr Informationen dazu haben möchte, dann findet Ihr diese hier bei ComputerBild.

Das war es für die letzte Woche, mal schauen was diese Woche neues mit sich bringt.

Euer Petr