MillControl - Arduino Mühlensteuerung mit Timer, Gewichtsautomatik, Waagensteuerung und Brew Timer

Diskutiere MillControl - Arduino Mühlensteuerung mit Timer, Gewichtsautomatik, Waagensteuerung und Brew Timer im Mühlen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Ich habe - basierend auf den Ideen die so existieren sind - eine Timersteuerung für Kaffemühlen entwickelt, vor allem @a1exandros Konzept und die...

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Welche Features sind / wären wichtig?

  1. Gewichtsautomatik

    45 Stimme(n)
    81,8%
  2. Brew Timer

    15 Stimme(n)
    27,3%
  3. Temperaturanzeige

    7 Stimme(n)
    12,7%
  4. Funkverbindung zur Espressomaschine

    7 Stimme(n)
    12,7%
  5. Waage

    33 Stimme(n)
    60,0%
  6. Mehr / andere Displays

    9 Stimme(n)
    16,4%
Eine Auswahl mehrerer Antworten ist erlaubt.
  1. #1 super0650, 30.11.2015
    Zuletzt bearbeitet: 06.02.2016
    super0650

    super0650 Mitglied

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    Ich habe - basierend auf den Ideen die so existieren sind - eine Timersteuerung für Kaffemühlen entwickelt, vor allem @a1exandros Konzept und die Änderungen von @mamu.

    Die Software ist auf Github und kann hier heruntergeladen werden.

    Bauteile
    • Arduino Pro Mini 5V 328 & kompatible (Mini braucht einen USB-Adapter extra, für Anfänger eventuell lieber einen Nano. Auf ebay oder Aliexpress. Die Software läuft nicht auf einem Leonardo - zu wenig Speicher).
    • Drehgeber mit Taster (etwa von Conrad) und (optional) ein zweiter Taster (mill switch, ist manchmal eingebaut.) und ein dritter Taster (mill switch 2).
      Wenn es nur einen Taster entsprechende defines in UI.h auskommentieren.
      • Es können auch statt des Encoders drei Taster (Hinauf/Hinunter/Eingabe) verwendet werden.
    • Display SSD1306 128*64 i2c OLED Display (etwa auf Aliexpress) oder SSD1306 128*64 spi OLED.
      Unterstützt Hochformat und Querformat.
    • Relaismodul für Arduino (etwa auf Aliexpress)
    • 5 V Netzteil am besten wohl einfach ein altes Handynetzteil.
    • Ein/Ausschalter damit es keinen Standy-Strom gibt.
    • Ein 220V Relais, ein SSR oder eine ähnliche Lösung, wenn man den Brew-Timer schalten will (optional).
    • HX711 Modul & Waage (optional)
    • Eventuell eine Lösung zur erweiterten Funkentstörung der Schaltung.

    Benötigte Bibliotheken
    Benutzerschnittstelle

    Auswahl der Zeiteinstellung
    Die Software unterstützt bis zu 20 verschiedene Modi mit Einstellungen für Laufzeiten oder Gewichte. Es gibt zwei verschiedene Zeitauswahlmenüs: Mehrfachauswahl und Einzelauswahl (FLAT_MODE in UI.h).

    Mehrfachauswahl

    Für jeden der Modi können Einstellungen für Einzelklick, Doppelklick (od. mill switch 2, wenn vorhanden) und Langen Klick gewählt werden.
    Für einen Klickmodus kann eine Laufzeit / ein Gewicht, oder "start/stop" (Mühle mit Klick starten & wieder stoppen) bzw. "halten" (hold, langer klick, nur wenn mehrere Knöpfe gibt) gewählt werden.
    Mit einem Knopf gibt es nur Einzelklick und Doppelklick. Langer Klick führt ins Einstellungsmenü.

    Hochformat
    [​IMG]

    Querformat
    [​IMG]

    Einzelauswahl
    Jede Zeit / Gewicht hat eine eigene Seite, mit einem Klick wird diese gestartet. Im Direktmodus ("start") führt ein Klick zum start der Mühle bis wieder gedrückt wird, halten zu einem Lauf bis wieder los gelassen wird.

    Hochformat

    [​IMG]

    Querformat

    [​IMG]

    Einstellungen
    Es gibt einen umfangreichen Editor, der es erlaubt den Modus zu wechseln (g / w), Seiten hinzuzufügen (+), zu löschen (x) und zu verschieben (<>).
    Es gibt grundsätzlich zwei Modi: Zeitmodus und Gewichtsmodus.

    Zeitmodus
    Für die Seite kann man die einzelnen Zeiten und den Titel der Seite bearbeiten.

    Hochformat
    [​IMG]

    Querformat
    [​IMG]

    Gewichtsmodus
    Alternativ gibt es eine "Gewichtsautomatik". Hier wird eine Mahlgeschwindigkeit angegeben (in sekunden/gramm - also eigentlich auch eine Mahldauer) und dann einzelne Gewichte. Man kann auch den Titel der Seite bearbeiten.

    Kalibrierungsautomatik
    Wenn man im Editor auf einen Mühlenknopf drückt (oder lange auf den Encoderknopf, wenn man keinen Mühlenknopf hat) dann wird die Kalibrierung gestartet.
    • Bevor man das tut sollte man das Gefäß in das man mahlen will wiegen oder eine Wage damit tarieren.
    • Startet man die Kalibrierung läuft die Mühle mahlt bis man den Knopf wieder auslässt (bzw. noch mal drückt, wenn man nur einen Knopf hat).
      Man sollte mindestens eine normale Portion mahlen (mehr ist möglicherweise präziser).
    • Danach fragt die Automatik nach dem Gewicht der Menge, die gemahlen wurde. Dazu die Waage bemühen, das Gewicht wählen und mittels Encoderknopf bestätigen.
    • Danach wird die Mahlgeschwindigkeit automatisch berechnet.
    Hochformat
    [​IMG]

    Querformat
    [​IMG]

    Waagenmodus
    Ist an einem HX711 eine Waage angeschlossen, so kann diese verwendet werden, um die Mühle zu steuern. Die Waage muss ein mal tariert und mit einem bekannten Gewicht kalibriert werden. Beim Starten des Programms wird sie tariert und am Ende liest sie das Ergebnis und kalibriert damit automatisch den Nachlauf der Mühle.

    Kalibrierung
    Wenn man im Editor auf einen Mühlenknopf drückt (oder lange auf den Encoderknopf, wenn man keinen Mühlenknopf hat) dann wird die Kalibrierung gestartet. Empfohlen wird ein etwas höheres Gewicht als eine Normaldosis (etwa 50g).

    Hochformat

    [​IMG]


    Hochformat

    [​IMG]

    Mahlen!
    Der Mahlvorgang wird auf der jeweiligen Seite mit entsprechendem Klick gestartet. Gibt es eine programmierte Mahlzeit oder ein Gewicht so gibt es einen Fortschrittsbalken.
    Ein Mahlvorgang kann jederzeit unterbrochen werden, indem man auf den Knopf drückt, den man gedrückt hat um ihn zu starten. Gibt es eine programierte Mahlzeit, so wird der Vorgang für 5 Sekunden pausiert und kann mittels neuerlichem Klick fortgesetzt werden.
    Während des Mahlvorgangs kann man mittels Drehknopf die aktuelle Mahldauer verändern. Diese Änderung wird nicht gespeichert.

    Hochformat
    [​IMG]

    Querformat
    [​IMG]

    Brew-Timer
    Wenn man an A0 einen Taster anschließt kann man einen Brew-Timer haben. Er wird durch jede Aktion unterbrochen und während des Mahlens nicht gestartet.

    [​IMG]


    Schaltplan etc.
    s. unten
     
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  2. Richy

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    Hallo Roman,

    cool!
    Das Konzept mit den editierbaren Seiten gefällt mir gut! Sehr flexibel...
    Bei mir läuft übrigens auch der Pro Mini 5V (clone), bislang ohne Probleme.

    Viele Grüße
    Ralf
     
  3. #3 super0650, 30.11.2015
    Zuletzt bearbeitet: 06.02.2016
    super0650

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    Anm.: Fortsetzung des ersten Posts, weil dieser zu groß geworden ist

    Schaltplan

    [​IMG]


    Software Setup


    Das Video ist nicht mehr 100% aktuell, die ClickButton Library wird nicht mehr benötigt. Es sollte aber jedenfalls auch so funktionieren.


    Changelog

    • 6.12.2015 Added Weight Control Mode, 3rd Button & SPI support
    • 21.12.2015 Added Brew Timer and PCD 8544 support
    • 29.12.2015 Improved State Engine and improved Brew Timer
    • 1.2.2016 Better Buttons, Flat Mode, Improved Brew Timer and Calibration Menu, Reset
    • 5.2.2016 Waagensterung, Bessere Zeichensätze mit Umlauten, Symbole

    -----------------------------------------------------------------------------------------

    Freut mich!

    Du hast ja wie ich auf einem Bild sehen konnte ein ein wenig anderes Hardware-Setup. Hast Du zwei Extrataster? Oder wie hast Du das konfiguriert?

    Wenn Du Ideen hast wie man das anpassen könnte um in Deinem Setup besser zu funktionieren so könnte ich das wohl anpassbar machen.
     
  4. Richy

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    Ja, ich verwende zwei Extrataster. Bei meinen Trinkgewohnheiten brauche ich in ~90% aller Fälle nur zwei reproduzierbare Mengen, die ich direkt - also ohne Fummeln am Encoder - erreichen möchte. Ich habe die Dinger daher auch "Quickbuttons" genannt. Andere Portionsgrößen bzw. die Programmierung mache ich dann über den Encoder. Mein Timer kann insgesamt 5 Zeiten bzw. Portionen speichern und verfügt außerdem über eine automatische Mengenanpassung.
    Wegen mir bzw. wegen meiner beiden Taster musst du aber nichts ändern oder anpassen. Ich möchte den Automatismus nämlich nicht mehr missen :rolleyes:
    Wäre das keine sinnvolle Erweiterung für deinen Code :cool:?
     
  5. #5 super0650, 01.12.2015
    super0650

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    Ach ja Du warst der mit der "automatischen Mengenanpassung". Das Konzept hab ich nicht ganz kapiert, der Source ist leider nicht erreichbar ansonsten hätte ich mir den angeschaut.

    Was tut die?

    In der Diskussion sehe ich eine Debatte über die Idee fixe Mengen/Zeitverhältnisse zwischen den Sieben zu setzen und dann nur noch eine Zeit festzulegen. Ist es das?
     
  6. Richy

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    Ja, das ist es. Die verschiedenen Timer bzw. Siebgrößen werden über Faktoren miteinander verknüpft. Wenn man eine Zeit ändert (weil man z.B. eine andere Bohnensorte verwendet), dann werden alle anderen Zeiten automatisch angepasst. Des Weiteren gibt es einen Setup-Wizard, über den man in einem Grundsetup die benötigten Siebgrößen festlegt und der die Faktoren/Zeiten automatisch errechnet (auf der Grundlage eine Probenserie, mit der man den optimalen Mahlgrad und die optimale Mehlmenge empirisch ermittelt).

    Das Ablaufschema erklärt das besser...
     
  7. #7 super0650, 01.12.2015
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    Gut das sind also zwei Dinge:
    • Ein Verhältnis zwischen Programmen
    • Eine Logik, die aus einer "Probemahlung" eine Menge bestimmt.
    Beides wird wohl nicht so 100%ig perfekt funktionieren aber möglicherweise gut genug?

    Ich denke darüber nach wie man so etwas integrieren kann. Das Problem ist ja kein technisches sondern, wie man das so in ein User-Interface integrieren kann, dass es noch praktikabel ist.
     
  8. #8 super0650, 01.12.2015
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    Ich hab darüber nachgedacht und bin zu folgende,m Konzept gekommen:
    • Wenn man eine neue Seite anlegt werden die Daten der alten Seite kopiert, nur der Titel wird abgeändert
      • Das löst die Frage nach den Verhältnissen der Siebe. Ist zwar nicht zentral, aber wie oft wechselt man ein Sieb?
    • Man kann für eine Seite zwischen zwei Modi umschalten: Zeit oder Gewicht

    • Im Gewichtsmodus werden folgende Daten angezeigt:
      • x.xx g/s
      • xx.x g (für die maximal 3 größen)
    • Wenn man im Editor auf einen Mühlenknopf* drückt so wird ein Kalibrationsmodus ausgelöst.
      • Die Mühle mahlt bis wieder ein Knopf betätigt wird
      • Danach werden die Gramm abgefragt und die g/s eingestellt
      • *gibt es keinen mühlenknopf (auch das problem muss immer bedacht werden) so gibt es einen Kalibrierungspunkt im Menü
    Klingt das sinnvoll?

    Ich kanns probieren, wenn ich wieder ein Display habe...

    P.S. Den zweiten Knopf einzubauen ist weniger das Problem.
     
  9. Richy

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    Schwer zu sagen :confused:

    Ich verstehe im Moment deinen Lösungsansatz zu den Siebverhältnissen nicht. Ich persönlich wechsel z.B. meine Siebe mehrfach täglich (7g für den Ristretto, 12g für den Americano und 14g für den doppelten Espresso bzw. für zwei Cappus. Dementsprechend ist es beim Bohnenwechsel angenehm, nur das 7g Sieb neu zu erproben. Wenn ich dann die neue Zeit programmiere sind die 12g und die 14g Siebe ebenfalls automatisch mit umgestellt. Das geschieht über Faktoren, die die Siebe miteinander verknüpfen. Diese Faktoren sind aber im Prinzip unabängig vom Gewicht. So kann z.B. das 12g Sieb auch mit 13g befüllt werden, wenn der jeweilige Faktor das so vorgibt (der ja quasi durch den Geschmack des Users zustande kommt).

    Die Gewichtsangabe wird nur einmal verwendet wenn im Setup-Modus (Wizard) die Grundprogrammierung erfolgt. Dann wird der Quotient aus Gewicht und Zeit der Probemahlung ermittelt, um so die fehlenden Werte zu extrapolieren (das wäre dann wohl dein Kalibrierungsmodus).

    Insofern ist die Frage, ob die strickte Trennung von Zeit- bzw. Gewichtsmodus sinnvoll ist.
     
  10. Richy

    Richy Mitglied

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    Die Probemahlung programmiert alle Siebe durch den Quotienten aus Zeit/Gewicht. Die Faktoren werden ebenfalls zu diesem Zeitpunkt errechnet. Das klappt im Prinzip sehr gut. Für 7g benötigt meine Mühle 3.6s, für 14g entsprechend 7.2s. Das klappt auf 0.2g genau. Es verwendet aber nicht jeder beim 14g Sieb auch 14g Mehl, daher müssen die Faktoren dem persönlichen Geschmack entsprechend angepasst werden.
    Die Grundprogrammierung nach der Probemahlung sorgt nur für eine Basis, von der aus man sich den persönlichen Vorlieben schnell nähern kann.

    Die Faktoren sorgen dann für die schnelle Reproduzierbarkeit beim Bohnenwechsel...
     
  11. #11 super0650, 01.12.2015
    super0650

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    Das klingt gut!

    Danke für die Antworten, ich glaube ich hab Deine Anwendung verstanden.
    Ich denke, es ist am besten die Gewichtsverhältnisse als Grammangaben darzustellen, unter Quotienten können sich nur manche Menschen etwas vorstellen.

    Ich werd versuchen sowas umzusetzen, ich glaube es ist schwer das abstrakt zu bescheiben was ich mir denke.

    Was mir noch eingefallen ist ist, dass man den Encoder während des Mahlens verwenden könnte im die aktuelle Zeit/Menge zu verändern und ihn eventuell wenn man draufdrückt dazu bringen könnte die Zeit / Menge zu speichern. Wenn man Bedenken hat nur mittels langem Klick.
     
  12. Richy

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    Stimmt, so ging es mir bei der Entwicklung auch.

    Ich bin gespannt, wie du das umsetzen wirst :)
     
  13. #13 super0650, 06.12.2015
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    Es gibt nun ein neues Release mit folgenden Änderungen:
    • Gewichtsautomatik
      • @Richy: Entspricht die der Idee?
    • Erweiterter Displaysupport
      • SPI Displays werden unterstützt
      • Die Darstellung sollte auch auf einem I2C Display schneller sein
    • Ein zweiter Mühlenknopf (= dritter Knopf) wird unterstützt.
      Dieser wählt das zweite Programm ohne Doppelklick.
    Das Release ist auf Github, Download Link im ersten Posting.
     
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  14. Richy

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    Hallo Roman,
    ich schaue mir das bei Gelegenheit an. Es wird aber bestimmt 1-2 Wochen dauern, bis ich was rückmelden kann. Im Moment bin ich busy und möchte vorher auch noch die Waagen-basierte Lösung vom @mamu testen.
    LG
    Ralf
     
  15. #15 super0650, 06.12.2015
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    Ich hatte ursprünglich auch angedacht eine Gewichtssteuerung zu implemtieren, nachdem aber hier einige skeptisch waren was die Probleme mit des Fallgewicht, Genauigkeit etc. betrifft hab ichs gelassen. Ich glaub @mamu ist der erste ders jetzt wirklich testet.

    Wenn das Ding mal funktioniert, kann mans ja in die Software integrieren.
     
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  16. Richy

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    Genau, und ich bin der Zweite ;)
    Neben Mamus Code teste ich auch noch meinen eigenen zur Gewichtssteuerung. Mein Versuchsaufbau ist recht ähnlich. Die Genauigkeit scheint unter bestimmten Bedingungen kein Problem zu sein. Mehr Infos folgen an anderer Stelle...
     
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  17. #17 arlecchino, 21.12.2015
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    Hi Roman,

    Habe grad mal einen Testaufbau mit Arduino Nano Clone und China SPI Display gebastelt - läuft einwandfrei!
    Starker Code - durch die saubere Kommentierung auch für Laien wie mich einigermaßen nachvollziehbar.

    VIELEN DANK!

    Grüße Max

    PS: Wenn du mal Langeweile hast: Die Integration eines Shottimers (einfaches Sekundenhochzählen sobald ein Schalter (Relais durch Pumpenspannung geschalten) wär der hammer :p
    Wo würde man den in deinem Code am sinnvollsten integrieren?
     
  18. #18 super0650, 21.12.2015
    super0650

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    Freut mich, dass es läuft.

    Ich hab mittlerweile in meiner Testversion den Code etwas erweitert, weil es wenn man "pausiert" auch ein Display-Reset braucht wenn die Spannungsversorgung instabil sein sollte. Und ich habe die Anzeigelogik verbessert, es ist damit einfahcer möglich andere Displays zu unterstützen. Ich wolle die nicht pushen weil ich sei noch nicht mit dem SSD 1306 gestest habe. Ich hab ein Nokia 5510 Display genommen, läuft nun auch auf dem auch, aber das ist eher trashig.

    @Shot Timer:
    Ich hab das auch schon angedacht, ich hab nur überlegt gehabt das per Funk zu lösen und meine Funkexperimente waren nicht erfolgreich - so auf der ganz banalen Basisebene. Hast du den schon gebaut, oder würdest Du den erst bauen wollen? Und würdest Du den per Kabel bauen wollen oder mit Funk?

    Was die Implementierung betrifft so müsste man
    • eine neue State-Klasse anlegen
    • und wohl auch einen neuen Knopf in die Master-State-Klasse hinzufügen.
    Dann müsste man überlegen wie die States reagieren wenn der Knopf gedrückt wird. Im einfachsten Fall würde jeder State außer dem Timer (also wenn er mahlt) auf dne Knopf reagieren und den Brew-Timer anzeigen. Ich kann das gerne implementieren, das ist kein Problem, ich wollte das sowieso machen.

    Was für eine Mühler verwendest Du denn?
     
  19. #19 arlecchino, 21.12.2015
    arlecchino

    arlecchino Mitglied

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    Top!

    Also ich hab noch nichts verbaut, werde das aber über die Feiertage umrüsten, Teile wurden heute geliefert. Im Endeffekt ist das ja kein großer Act - ich hab ein Finder-Relais mit 230V Steuerspannung gekauft, das ich parallel zur Pumpe klemme. Relais agiert ja dann wie ein Taster als Input für den Arduino - ich hätte daher einfach eine dünne Leitung (evtl Cat7 Kabel wegen Schirmung?!) von meiner Steuerungsbox/Mühle zum Relais (in der Mühle) gezogen, evtl Steckbar über Klinke o.ä.
    Funk ist mir vor allem in Anbetracht der kurzen Kabelwege und vielen möglichen Störeinflüsse too much rocket science :p

    Dann Stelle ich es mir so vor, dass wenn der "Laststromkreis" = Steuerleitung am Relais geschlossen ist auf dem Mühlentimer eine Sekundenanzeige hochzählt, sofern diese grad im Idle war und nicht mahlt (das hätte Prio, da ich auch machnmal eine zweite Portion mahle, während die erste Läuft und der Mahlvorgang deutlich kürzer ist (ca.4s für Doppio)..
    Natürlich könnte man das ganze je nach Vorliebe noch deutlich weiter ausbauen, beispielsweise wie hier beim Arduino Shot Timer - mir persönlich reicht die normale Sekundenanzeige....

    Um das selber implementieren zu können muss ich mich erst mal noch genauer in deinen Code und Arduino allgemein einlesen... :-D

    Meine Mühle ist eine/wird eine Unic M700, die ich gerade auf Direktmahler umbaue.
     
  20. #20 super0650, 21.12.2015
    super0650

    super0650 Mitglied

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    Ok, damit hätte man einen einfachen Tastereingang.

    Die Prioritäten klingen vernünftig. Ich würde auch bei einer Betätigung der Tasten oder des Encoders die Zeitanzeige aussetzen.

    Ich kann den Code basteln, das ist kein Problem, ich wollte das eh machen. Ich denke ich kann das am Abend in den nächsten Tagen machen. Wenn Du noch nie Arduino programmiert hast ist C++ vielleicht eine Stufe zu viel.

    Was das Kabel bestrifft so ist es sicher nicht sehr empfindlich, ich denke man kann es eh nicht super schirmen, du wird ja einfach eine Masse hinführen und dann die mit dem Relais geschaltene wieder zurück? Da würde etwa auch ein altes USB-Kabel passen. Oder ein Audiokabel, wenn Du eine Klinkenbuchse verwenden willst, dann kannst Du ein altes Kopfhörerkabelm nehmen. Aber vielleicht ist das Unsinn? Ich bin nicht so der Elektrotechniker.

    Was diese Fany-Dinger mit Temperaturanzeige betrifft, da wäre ja ein Funkeingang cool, dann könnte man das einfach mit senden. Jetzt hast Du mich auf eine weitere Idee gebracht. Naja ich hoffe ich bekomme den Funk zum laufen

    lg
    roman
     
Thema:

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