Heute Nacht habe ich endlich die nächsten Platinen fertig gestellt. Rolf hat sich bereit erklärt diese zu bestellen: Vielen Dank!
Die eine Platine habe ich ja schon vor Jahren angekündigt (#265: https://www.stummiforum.de/viewtopic.ph ... 8#p1968568).
Und weil mir das Bild immer noch so gut gefällt zeige ich es nochmal:
Mit der Platine können 3 Servos angesteuert werden. Die Servos werden wie eine LED angesprochen.
Damit gibt es 200 verschiedene Positionen welche schön langsam angefahren werden können.
Die Platine wird genauso wie eine LED über eine Verteilerplatine angeschlossen.
Durch die minimalen Abmessungen und die einfache Verkabelung können die Platinen genau da unter der Anlage platziert werden wo sie benötigt werden.
Mehrere dieser Platinen können aneinandergereiht werden. Dazu sind die 4 Lötaugen über und unter dem WS2811 vorgesehen.
Zusätzlich können damit Schrittmotoren oder Multiplex Lichtsignale angesteuert werden. Die Software dazu existiert aber immer noch nicht ;-( Aber ich werde mich irgendwann daran machen…
Auf der Servo Platine wird ein ATTiny85 verwendet. Zum Programmieren eines ATTinys benötigt man eigentlich keine zusätzliche Hardware. Die ATTinys können vom einem Arduino Uno oder Nano aus programmiert werden. Der ATTiny wird dazu mit wenigen Kabeln mit dem Arduino verbunden. Auf dem Arduino wird das Programm „11.ArduinoISP“ welches sich standardmäßig in den Beispielen der Arduino IDE befindet geladen. Im Internet findet man dazu viele Anleitungen. Hier ein Beispiel: https://www.frag-duino.de/index.php/mak ... grammieren
Zur Vereinfachung dieses Anschlusses und für einige weitere Funktionen habe ich die „Tiny UniProg“ Platine entwickelt:
Neben der eigentlichen Platine (Links unten) sind noch einige Adapter zu sehen welche zur den Anschluss an verschiedene Prozessoren ermöglichen.Diese werden später abgesägt.
Der ATTiny85 hat nur 8 Beinchen. Zwei davon werden für die Versorgungsspannung benötigt. Übrig bleiben 6 Anschlüsse. Einer davon ist der Reset Eingang. Diesen benötigt man zum Programmieren des Prozessors.
Für das Einlesen der drei LED Helligkeiten und das generieren der drei Servo Signale benötigt man aber 6 Anschlüsse. Wegen dem Reset Eingang fehlt einer ;-(
Die Hersteller des Prozessors haben das bereits berücksichtigt. Darum gibt es eine so genannte „Fuse“ welche man so programmieren kann, dass der Reset Anschluss mit geringen Einschränkungen als IO Pin benutzt werden kann. Das Problem dabei ist, dass man einen 12V Spannung benötigt, wenn dann ein neues Programm auf den ATTiny kopieren will.
Diesen so genannten „HV-Reset“ kann man mit der hier vorgestellten Platine einfach über einen Knopfdruck durchführen. Die 12V erzeugt die Schaltung aus den 5V des USB Anschlusses.
Die Platine erfüllt noch eine dritte Funktion. Sie kann über entsprechende Adapter mit der zu entwickelnden Schaltung verbunden werden so dass man den Prozessor nicht jedes Mal zum Programmieren umstecken muss. Außerdem können damit Debug Ausgaben das Programms per RS232 oder CAN Bus empfangen und am PC angezeigt werden.
Wenn Ihr Servos, Schrittmotoren oder Multiplex Signale über die MobaLedLib ansteuern wollt, dann benötigt Ihr eine solche Platine zum Programmieren der ATTinys. Das Programmieren der ICs geht genau so einfach wie bei einem „normalen“ Arduino. Ich werde das demnächst mal detailiert beschreiben.
Platinen entwickeln macht Spaß
Der Entwurf einer Platine macht mir sehr viel Spaß, auch wenn ich gestern Nacht nach 5 Stunden für das letzte finish dann doch etwas genervt war…
Darum möchte ich Euch mal ein paar Bilder von den einzelnen Schritten zeigen. Evtl. können wir auch mal so was wie eine gemeinsame Schulung per Video Konferenz organisieren in der wir zusammen eine oder zwei Platinen machen.
Wenn Du daran Interesse hast, dann sag Bescheid.
Das Ziel wäre eine kleine Platine ähnlich der Servo Platine mit der man drei größere Lasten mit einer höheren Spannung schalten kann. Damit könnte man dann auch 12-16V Glühbirnen über die MobaLedLib steuern.
Doch jetzt kommt die Hintergrundinformation wie man so eine Platine macht.
Das „Making of“:
Nachdem man den Schaltplan gezeichnet hat
wechselt man zu der Platine. Eagle ordnet zu Beginn alle Teile schön in Reihen an. Rechts daneben die leere Platine auf die man alle Teile verschieben muss. Die gelben Linien zeigen die nötigen Verbindungen zwischen den Bauteilen an. Sie verhalten sich wie Gummibänder und helfen bei der optimalen Platzierung der Bauteile. Hierbei kommt es darauf an, dass die Gummibänder möglichst kurz sind. Außerdem muss man sich an die Geometrischen Anforderungen halten. Eine gute Platzierung erleichtert das folgende Routing.
An dieser Stelle Denke ich jedes Mal, dass es vollkommen unmöglich ist alle die Teile auf die Platine zu bringen. Aber genau das ist der Reitz. Es ist eine sehr anspruchsvolle Knobelaufgabe die mir immer viel Spaß macht.
Nach einer Stunde sieht es dann schon viel besser aus:
Und nach weiterem Knobelspaß sind tatsächlich alle Teile untergebracht:
Es sind immer noch erschreckend viele kreuz und quer verlaufende Gummibänder, aber das wird schon. Doch zunächst wird weiter aufgeräumt:
Da ist ja sogar noch viel Platz frei => Schnell noch ein paar weitere Adapter hinzufügen und gleich die ersten Kupferbahnen verlegen:
Dabei verschwinden immer mehr der lästigen Gummibänder. Bis dann fast alle Leiterbahnen gezeichnet sind:
Beim Routing verlegt man die Leiterbahnen auf der einen Seite vorwiegend Horizontal (Rote Linien auf der Oberseite) und auf der anderen Seite Vertikal (Blaue Leiterbahnen unten).
Dann fängt die Optimierung an. Nach einigem probieren habe ich einen besseren Platz für das CAN Modul gefunden:
Jetzt müssen die Versorgungsleitungen geprüft und dicker gemacht werden. Hier sind die Masse Leitungen hervorgehoben:
Und dieses Bild zeigt die 5V Versorgung:
Das sieht sehr Gut aus. Später bekommt die Platine noch eine Kupferfläche für 5V und GND. Damit wird die Versorgung dann überall dick genug.
Es fehlen doch die richtige Anordnung der Bauteile auf den Adapterplatinen:
Da ist ja immer noch Platz. Schnell noch eine Testschaltung für die Multiplex Lichtsignale darauf packen:
Im Bild oben sind die Leiterbahnen ausgeblendet. Und die Beschriftungen so angeordnet, dass man sie später gut lesen kann. Wieder eine Stunde um...
Und jetzt werden die Masseflächen angelegt. Das geht ganz einfach. Man zeichnet nur den Umriss und das Programm macht den Rest…
Und hier die untere Massefläche:
Jetzt noch ein paar Bemaßungen:
Und dann kann die Platine zum Hersteller geschickt werden.
Es ist sehr viel Arbeit, macht aber auch total Spaß. Und wenn ich weiß, dass es Stummi Kollegen gibt denen ich damit einen Gefallen tuen kann, dann macht es noch viel mehr Spaß.
Ganz besonders freut es mich, dass sich immer wieder Stummis gibt die sich dann um das Bestellen der Platinen, die Dokumentation und das verteilen im Forum kümmern.
Vielen Dank an alle fleißigen Helfer!!
Habt Ihr Lust bekommen auch mal eine Platine zu machen? Meldet Euch…
Hardi
