Lüfter Testberichte

Vom Vakuum zum Regenbogen – Wie CrankzWare als Ein-Mann-Startup RGB neu definiert

Vor wenigen Jahren kam der Trend RGB beleuchteter Komponenten auf. Es sieht gut aus, ist flexibel und abwechslungsreich, man kann seinen geliebten PC in vielseitigen Farben und Mustern zum Strahlen bringen. Die namhaften Hardwarehersteller verpassten natürlich nicht die Chance, Kunden mit eigenen Anschlüssen, Pin-Outs und Software an sich zu binden.

Im Folgenden möchte ich Euch Bernhard Baumgartner, einen recht findigen jungen Mann aus unserer Community vorstellen, der gerade dabei ist, mit seinem kleinen Startup CrankzWare seinen Traum zu verwirklichen, indem er einfach mal loslegt, wo andere bereits an sich selbst scheitern. Also  Machen statt Jammern, auch wenn vieles am Anfang natürlich schwerfiel und immer noch schwerfällt. Da ich ihn lieber selbst zu Wort kommen lassen möchte, habe ich Ihn gebeten das Ganze einfach selbst aufzuschreiben und mit eigenen Bildern zu versehen.

Vor wenigen Jahren kam der Trend RGB beleuchteter Komponenten auf. Es sieht gut aus, ist flexibel und abwechslungsreich, man kann seinen geliebten PC in vielseitigen Farben und Mustern zum Strahlen bringen. Die namhaften Hardwarehersteller verpassten natürlich nicht die Chance, Kunden mit eigenen Anschlüssen, Pin-Outs und Software an sich zu binden. Es entstand eine große, farbenfrohe Suppenküche in der kein Koch den Anderen auch nur kurz in seinen Topf schauen ließ. Hier beginnt meine Geschichte. In verschiedenen Kanälen, Foren und Plattformen las ich immer wieder von den gleichen Problemen: Nicht passende Stecker, undurchdringliche Pin-Outs, fehlende Synchronisationsmöglichkeiten und nicht zuletzt völlig überteuerte Produkte, nur aus dem Grund der Zertifizierung für einen „RGB-Standard“. Meine Neugier, aber auch mein Ehrgeiz waren geweckt. Ich höre heute noch die Stimme in meinem Kopf die sagt: „Es kann doch nicht so schwer sein, eine offene Plattform dafür zu schaffen?“. Die Idee war geboren und ich hatte ehrlich gesagt keine Ahnung wie viel Arbeit und Probleme auf mich zukommen würden.

Um die Reise zu beginnen, musste ich zuerst eine Inventur in meinem Kopf und Wohnzimmer machen. Habe ich überhaupt das Zeug, selbst ein konkurrenzfähiges Produkt zu entwickeln? Glücklicherweise wohne ich nicht weit von einem bekannten Großhändler für elektrotechnische Teile entfernt und so war recht schnell der Entschluss gefasst im ersten Schritt eine LED zum Leuchten zu bringen. Aus den Prototyping-Labors meines aktuellen Arbeitgebers kannte ich die rudimentären Ausstattungsgegenstände eines Versuchslabors. So fuhr ich los und kam mit folgendem Einkaufskorb zurück nach Hause, womit sich ab dann das Wohnzimmer immer mehr in ein Labor verwandelte:

Isolierband, ein Breadboard, verschiedene Widerstände, Kondensatoren, Jumper-Kabel, LEDs und ein Microcontroller sollten für meine ersten Gehversuche reichen. Motivierend auf dem Weg zu meinem eigenen Produkt waren die vielen Online-Referenzen und Tutorials, die ich nach und nach umgesetzt habe. Langsam wurde ich vertraut mit der Materie der programmierbaren Microcontroller und auch den Eigenheiten von LEDs. Ich kam mir vor wie der größte Hacker aller Zeiten! Fortan musste ich mich von einer einfarbigen LED zu RGB vorarbeiten. Die nächste Station meiner Reise war dann der Meilenstein: Farbe und Helligkeit von handelsüblichen LED-Stripes, analog mit einer Betriebsspannung von 12 Volt zu steuern. Der Microcontroller selbst kann auf den für die Farbgebung zuständigen PWM-Pins natürlich keinen hohen Strom bereitstellen, sodass bald klar wurde, dass eine eigene, Low-Side-MOSFET Endstufe designt werden muss. Möglichst leistungsfähig wollte ich mehrere Meter an LEDs steuern. Nachdem ich die passenden Halbleiter gefunden hatte, welche auch genügend Leistung und hohe Schaltgeschwindigkeiten besaßen, sah meine „Steuerung“ schon bald so aus:

Immerhin stark genug, um zwei mal fünf Meter LED-Stripes zu versorgen, ließ die Steuerung allerdings alles Weitere missen. Es gab kein GUI, keine Software, keine Funktionen. Alles war noch fest einprogrammiert und zum Ändern der Betriebsparameter musste man immer wieder sehr umständlich den neuen Code flashen. Spätestens hier dämmerte mir, dass es ohne einen Softwareentwickler nicht weitergehen kann. Selbstredend konnte ich mir keinen deutschen Freiberufler leisten und in meinem Freundeskreis waren Menschen mit dieser Begabung ebenfalls nicht zu finden. Es ging eben um hardwarenahe Programmierung in C#. In welcher Programmiersprache das GUI geschrieben wird war mir eigentlich egal, solange der Handshake, also die Kommunikation zwischen GUI und Prozessor zuverlässig funktioniert und die Software einen professionellen Eindruck macht. Ich bemühte eine internationale Freelancer-Plattform denn ich wusste, dass man dort gutes Personal für einen günstigen Kurs findet. Ich postete dort mein Gesuch mit den Anforderungen. Bald fand ich einen sehr netten,  motivierten Mitstreiter, der gerade seinen Master in IT machte und Geld für sein Studium verdienen musste. Immerhin, ein kleines GUI mit Baukasten-Tools habe ich selbst hinbekommen, aber das war laienhaft und sah folgendermaßen aus:

Man konnte nur die Farbintensität einstellen und auch der Handshake von „GUI“ und Hardware funktionierte leider sehr mühsam über vordefinierte Ports. Definitiv kein professioneller Auftritt, aber das war egal, hatte ich doch jetzt meinen Programmierer an meiner Seite. Er würde meinem GUI auf die Sprünge helfen! Als die Steuerung der analogen LEDs bereits ausreichend entwickelt war, um brauchbar und anwendbar zu sein, musste die nächste Hürde auf meinem Lauf genommen werden: Digitale, also adressierbare LEDs. Generell hat mir das Arbeiten und Testen mit diesem intelligenten LED-Typ sehr viel Spaß gemacht. Es ist einfach faszinierend, was man mit diesen einzeln ansteuerbaren LEDs so alles an Lichtdesign machen kann. Aufwendige Muster, beeindruckende Animationen und schönste Farben konnten einfach programmiert werden und das mit nur einer Datenleitung. Als die ersten digitalen LED-Stripes in meinem Wohnlabor eintrafen, war wochenlanges Programmieren von Effekten angesagt und zwar so lange, bis ich eine zufriedenstellende Palette an vorkonfigurierten Leuchtspektakeln hatte.

Kurz nach der Spezifikation der digitalen Effekte stießen wir allerdings auf ein Problem, welches fast den gesamten bisher geleisteten Entwicklungsfortschritt zerstörte: Je mehr digitale LEDs man adressierte, desto langsamer wurde die analoge Steuerung der LEDs. Das Problem hier heißt Multi-Threading. Hatte man nun 150 digitale LEDs über die Software angesprochen, so dauerte ein analoger Zyklus für das „Atmen“ der 12V LEDs nicht mehr eine Sekunde, sondern quälend langsame eineinhalb Minuten! Das konnten wir so nicht akzeptieren, denn eine Weitere, wichtige Komponente fehlte ebenfalls noch: Der integrierte Lüfter- und Pumpencontroller. Nach kurzer Unterredung mit dem Programmierer und dem Abgrasen des Marktes fiel unsere Wahl fortan auf einen ARM-CORTEX Prozessor, da dieser Multi-Threading beherrschte. Glücklicherweise war die neue CPU sehr kompatibel mit unserem alten Code, nur der Bootloader musste neu geschrieben werden. Zur selben Zeit beschäftigte ich mich auch mit dem Layouten von Platinen, denn mein RainPOW! sollte nicht nur ein tolles Gehirn, sondern auch einen schönen Körper erhalten. Selbsterklärend mussten alle elektrischen Komponenten auf einem Industrial Grade PCB Platz nehmen. Der letzte, direkt verdrahtete RainPOW! Hatte dann folgendes Gesicht:

Langsam, aber sicher war ich auch vertraut mit dem Layouten von Platinen und den entsprechenden Design Rules und recht schnell kamen die ersten Prototypen-PCBs bei mir an. Diese sehen wie folgt aus:


Spätestens jetzt war der richtige Zeitpunkt, um sich Gedanken zu einem Gehäuse zu machen. Das Tooling von Spritzgussgehäusen kostet ein Vermögen für eine Einzelperson wie mich, so blieb nur der 3D-Drucker für die Gehäusefertigung. Praktischerweise hatte ich einen Arbeitskollegen, mit dem ich mich auch persönlich sehr gut verstand. Thomas war also nach einem kurzen Telefonat mit im Boot und wir konstruierten das erste Gehäuse für den RainPOW! Es sollte keinen Design-Preis gewinnen, sondern zweckmäßig sein:

Parallel dazu hat natürlich auch unser Programmierer enorme Fortschritte mit dem GUI gemacht. Es sah nun aus wie eine professionelle App und es kamen nach mehreren Meetings enorm viele neue Funktionen dazu, deren Umfänge auch heute noch nicht abgeschlossen sind.

Im Großen und Ganzen kann man sagen, Projekt und Produkt sind jetzt bereit für den Verkauf an potentielle Kunden und Beta-Tester. Elektronisch habe ich alles so spezifiziert, dass der gesamte RainPOW! 6,8 Ampere auf der 12-Volt und 5-Volt-Rail umsetzen kann. Jede Rail ist einzeln abgesichert und da es ein Produkt für Enthusiasten und Case-Modder sein soll, verwendete ich leicht zu ersetzende Feinsicherungen.

Ein Feature des Controllers kam relativ spät, war für mich aber auch nicht verzichtbar: Die Trigger-Kanäle. Da viele Hersteller eigene, dedizierte Controller mit physischen Buttons verwenden, um z.B. Lüftergeschwindigkeit und LED-Farbe einstellen zu können, mussten diese über mein Produkt ferngesteuert werden können. So inkludierte ich nicht nur eine enorme Kompatibilität zu anderen Produkten, sondern auch eine gewisse Automatisierung. Die Trigger-Kanäle bestehen aus zwei Pins, welche parallel zum auslösenden Schalter gelegt werden müssen (meistens gelötet). Löst man nun diesen Trigger-Kanal über die Software aus, so wird dieser Schalter elektrisch betätigt und ein Aufschrauben des Cases zum Knöpfchendrücken entfällt.

Das mein Controller so eine positive Resonanz, sowie eine hohe Akzeptanz und Support durch die Community erfährt, hätte ich mir niemals träumen lassen. Das Produkt ist definitiv nicht für den Main-Stream ausgerichtet und wendet sich eher an Enthusiasten und Case-Modder mit großen Projekten, wo aufgrund erhöhter Stromaufnahme Mainboard-Header versagen. Für mich persönlich war es sehr motivierend auch in schwierigen Entwicklungszeiten Leute um mich zu haben, die an mich und meine Idee geglaubt haben. Erst diese Unterstützung hat das alles möglich gemacht und mich über Durststrecken gebracht. Nicht unterschätzt werden darf auch die Beteiligung der deutschen Case-Modder, die mir sehr oft gesagt haben, was sie denn gerne an  Features und Funktionen haben wollen. Der RainPOW! Ist also eine Art Community-Projekt welches über die Zeit zu einem kleinen, aber feinen Produkt gereift ist. Ich hätte über den Entwicklungsprozess noch so viel mehr Detailliertes schreiben können, allerdings würde es hier den Rahmen sprengen.

Ich bedanke mich für das Lesen meiner Geschichte und hoffe auch anderen Mut und Inspiration für ihren Projekten zu geben.