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Feuer statt Netzteil: Maker baut Computer mit Stirlingmotor
Ein Maker hat einen Computer gebaut, der mit einer offenen Flamme und einem Stirlingmotor läuft. Darauf kann er unter anderem Tetris spielen.
Der YouTuber PickentCode hat einen funktionsfähigen Minicomputer gebaut, der seinen Strom ausschließlich aus einer Spirituslampe bezieht. Ein Stirlingmotor wandelt die Hitze der Flamme in mechanische Energie um. Ein angeschlossenes Schwungrad erzeugt daraus genügend elektrische Energie, um einen ESP32-C3-Mikrocontroller, ein 2,4-Zoll-OLED-Display mit 128 × 64 Pixeln und ein 16-Tasten-Keypad zu betreiben.
„Das sichere und einfache Design eines Stirlingmotors macht ihn ideal für DIY-Steampunk-Projekte“, erklärt er in dem YouTube-Video, in dem er das Projekt vorstellt.
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Allerdings liefert der verwendete Stirlingmotor nur 150 Milliwatt. Um innerhalb dieses knappen Budgets zu bleiben, drosselte PickentCode die Taktfrequenz des ESP32-C3 auf 80 MHz beim Rendern und Interpretieren von Opcodes, und im Leerlauf der Hauptschleife sogar auf nur 10 MHz.
Auf dem Mikrocontroller läuft eine CHIP-8-Virtual-Machine, ein minimalistischer Interpreter aus den 1970er-Jahren, der ursprünglich für den Hobbycomputer COSMAC VIP von RCA entwickelt wurde. Vorinstalliert sind Retro-Klassiker wie Tetris, Snake und Pong. Ein integrierter Code-Editor erlaubt es zudem, eigene Programme direkt in CHIP-8-Opcodes einzugeben und auszuführen.
Das viktorianisch anmutende Gehäuse hat PickentCode aus Holz gefertigt. Mit einem selbstgebauten Laser-Pin-Plotter gravierte er ein Porträt von Robert Stirling sowie eine Skizze aus dessen Patentschrift von 1816 auf die Seitenverkleidung. Die Tastenkappen stammen aus dem 3D-Drucker und das dekorative Rohr ist ein umfunktionierter Duschschlauch mit Goldlack-Anstrich. Ein analoges Voltmeter zeigt die aktuelle Spannung des Stirlingmotors in Echtzeit an.
Bei aller handwerklichen Sorgfalt bleibt der Stirlingmotor als Energiequelle für Computer unpraktisch: Ein Großteil der chemischen Energie des Ethanols geht als Abwärme verloren. Der Wirkungsgrad kleiner Modell-Stirlingmotoren liegt typischerweise bei unter 5 Prozent. Ein USB-Netzteil liefert ein Vielfaches der Leistung bei einem Bruchteil des Aufwands. Zudem erfordert der Betrieb eine konstante offene Flamme.
Stirlingmotoren erleben in der Maker-Szene dennoch ein kleines Revival, etwa als Lehrobjekt für Thermodynamik oder als Antrieb für Generatoren im Off-Grid-Bereich. Make-Autor Ralf Tombrock, der zuletzt in Make 2/26 über Biogasanlagen geschrieben hat, baut auch noch Stirlingmotoren und plant, damit Biogas in Elektrizität umzuwandeln.
(mch)