Nachdem meine Platine entworfen und gefertigt war, musste sie nun gelötet werden. Wie im letzten Beitrag beschrieben, ist es ja eine SMD-Platine geworden, etwas das ich noch nie gelötet hatte. Ich habe mir dann vorher ein paar Hinweise dazu in der Make: und auf mikrocontroller.net angesehen, und war gespannt, wie es laufen würde.
…und am Anfang war der Entwurf. Ein eigenes Erweiterungsmodul für das Robo Interface soll es also werden. (Siehe hier für mehr Infos)
Grundlage sollte natürlich ein AVR sein, weil ich die am Besten kenne, und man dann auch immer gleich die Arduino Bibliotheken mitbenutzen kann 😉 Das Protokoll ist im Wesentlichen ein SPI Bus mit einer speziellen Bestätigungsleitung, das sollte sich also auch problemlos umsetzen lassen. Da die Schnittstelle mit 3,3V betrieben wird sollte auch das gesamte Modul mit dieser Spannung laufen. Die Motoren müssen aber natürlich mit 9V betrieben werden, so dass ein Spannungsregler nötig ist. Für die Motoren sind auch Treiber nötig, da habe ich den TLE4207 eingesetzt, mit dem anderen schon gute Erfahrungen gemacht haben.
Die nächste spannende Frage: In was für ein Gehäuse soll das Modul eingebaut werden? Ein Gehäuse wollte ich auf jeden Fall haben, einfach damit sich das ganze gut im Modell unterbringen lässt. Nach ein wenig Suche bin ich auf die Kassetten gestoßen, die gerade dazu einladen, Dinge dort hineinzubauen. Mit 60x60mm Grundfläche ist dort aber natürlich nicht viel Platz drin, die originalen Module haben etwa die doppelte Fläche. Nach ein wenig Überlegung kam ich dann zu dem Schluss, das gesamte Modul in SMD-Technik zu bauen, auf diese Weise kann ich die Platine zweiseitig bestücken; anders ist es kaum möglich, alles in der kleinen Box unter zu bringen.
Vor inzwischen doch schon einiger Zeit hatte ich bei einem Besuch der Hannover ein Modell aus fischertechnik gesehen, was dort mit einer SPS gesteuert wurde. Irgendwie hat das mein Interesse an fischertechnik wieder geweckt (nachdem ich sie ja vor einiger Zeit schon mal wieder rausgekramt hatte). Geplant war ein Hochregallager, ein scheinbar ziemlich beliebtes Modell.
Nach ein wenig Gebastel war dann auch eine erste Version fertig (mit tatkräftiger Unterstützung ;)), die im Grunde auch funktionierte. Aber ich wollte mehr 👿 Äh naja, ich wollte jedenfalls gerne noch eine Version bauen, bei der sich der Hauptarm drehen konnte, und ich wollte auch gerne einen Greifer der sich öffnen und schließen konnte, statt nur von unten unter die Objekte zu fahren und sie anzuheben (ich habe leider keine Fotos von der alten Version gemacht). Da zu der Zeit Knobloch, der Einzelteilhändler gerade einen Abverkauf hatte, habe ich mich dort noch mal mit Teilen eingedeckt, speziell den Teilen für einen Greifer.
Die AVRs von Atmel bieten ja wirklich ein Füllhorn von Funktionen. Selbst ein winziger, 8-beiniger ATtiny13, den ich gerade in einem Projekt verbaut habe, hat dermaßen viele Funktionen, das ich vermutlich nur die Hälfte nutze. Eine Funktion, die ich aber schon immer mal ausprobieren wollte, sind die diversen Sleep-Modes zum Stromsparen. Und dieses Projekt lud gerade dazu ein: Ein elektronische Zielscheibe, die eine paar LEDs leuchten lässt und eine Melodie spielt, wenn man sie lange genug mit einem Laser in der Mitte trifft. Das ganze wird von einer Batterie angetrieben, und die soll natürlich möglichst lange halten.
Die meiste Zeit ist das Gerät im Leerlauf und wartet darauf, das es angeleuchtet wird. Dazu überprüft es alle 200ms den Spannungspegel an einem Lichtsensor. Entsprechend habe ich auch erst Mal nur versucht, den Stromverbrauch im Leerlauf zu drücken, während die LEDs blinken geht sowieso ein Großteil des Stroms für die LEDs drauf. (BTW: 6 LEDs, ein Lautsprecher und ein Lichtsensor an 5 Pins, das geht 😉 )
Ohne viele Worte 😉
Das ganze sind viel Diskettenlaufwerke, dazu ein Breadboard mit einem ATmega328, die Software stammt nicht von mir, das ist Moppy.
Das ganze mache ich für ein Schülerprojekt an der Uni Hannover, dort werden wir spezielle Boards (mit der Schaltung auf dem Breadboard) löten, und dann ein wenig mit Arduino-Code rumspielen, bis wir schließlich unsere Raum-Nachbarn mit vielen Diskettenlaufwerken nerven können.
Ein Prototyp des PCB ist auch gestern gekommen, sieht wunderbar aus. (Mein erstes selbst gemachtes PCB!) Ich hatte auch mal versucht, eine eigene Software zu schreiben, aber die von SammyIAm funktioniert einfach besser (und MIDI ist eine ganz schön komplizierte Sache. Jede Menge MIDI-Dateien, die für Floppys optimiert wurden, findet man übrigens bei GitHub.
Ui, viel Zeit vergangen seit dem letzten Eintrag hier. Aber irgendwie habe ich auch nicht interessantes gemacht (außer studiert und so…). Jetzt gibt es aber mal wieder was neues:
Nach dem die Heizung meines Vaters ein wenig Probleme macht(e), kamen wir irgendwie auf die Idee, es wäre nett, die Temperaturen an den verschiedenen Rohren überwachen zu können. Aktuell benutzt er sowieso schon FHEM für ein paar Aktoren im Haus (aka „Smart Home“), daher wäre es ja nicht schlecht, die Sensoren da auch einzubinden.
Ja die lieben Drucker – immer, wenn man sie braucht, sind sie kaputt. Meistens ist ja nur die Patrone leer, diesmal war es leider anders (und ja, natürlich wollte ich gerade jetzt ein paar Sachen ausdrucken). Nach ein bisschen testen fand sich dieses Fehlerbild: Das eigentliche Drucken war kein Problem, auch nicht das von mehrseitigen Dokumenten. Aber nach der letzten Seite wurde zunächst noch eine leere Seite durchgezogen, dann wurde noch eine weitere Seite angezogen (aber nicht ausgegeben) und der Drucker meldete einen Papierstau. Wenn man die Klappe öffnete fand man zwar das halb angezogene Blatt, aber das war augenscheinlich nicht verklemmt. Wenn man es entfernt hat (oder es auch einfach drin gelassen hat), und dann auf „Ok“ geklickt hat, hat der Drucker so lange leere Seiten durchgezogen, bis die Papierkassette leer war.
Nach ein wenig überlegen blieben zwei Möglichkeiten: Entweder hat der Drucker festgestellt, dass die Garantie so langsam abgelaufen ist, und die Software möchte, dass ich bald einen neuen Drucker kaufe – oder aber, der Drucker kann einfach nicht „aufhören“, vielleicht wird ja die Walze, die neues Papier anzieht irgendwie abgekoppelt, und das funktioniert nicht mehr.
Kaum zu glauben: Mein kompletter LED-Cube ist fertig!
Manche haben es ja nicht geglaubt und ich hatte, ehrlich gesagt, auch nicht gedacht, dass es so lange dauern würde, aber: Es ist vollbracht!
Ich habe die genaue Zeit nicht im Kopf, aber ich würde fast sagen, der Bau der Platine hat länger gedauert, als der Bau des eigentlichen Würfels. Auf jeden Fall war er aufwendiger… Hier würde sich ein fertiges PCB echt bezahlt machen. Vielleicht hätte es sich sogar gelohnt, dafür eine Ätz-Station anzuschaffen; im Internet sind PCBs dieses Größe jedenfalls viel zu teuer.
Die Arbeit an der Platine hat jedenfalls ziemlich genervt, und am Ende hatte ich auch tatsächlich noch drei Kurzschlüsse drin, die mich noch mal zwei Stunden Fehlersuche gekostet haben. Und kann kam mir der eine Elko so aufgeblasen vor – siehe da, ich hatte alle drei Elkos falsch herum eingebaut… Gut das da nichts passiert ist. So sah das beim Debuggen aus:
Nach langer Zeit mal wieder ein wenig neues zu meinem LED-Cube. Ich bin mit der Steuerungsplatine inzwischen recht weit fortgeschritten, es fehlen hauptsächlich noch die Transistoren, die die einzelnen Ebenen schalten. Das schlimmste an der Platine waren definitiv die Flip-Flops-Arrays, bzw. die Kabel dazwischen: 8 Datenpins + Output Enable = 9 Pins pro Chip. Ich hatte 8 Chips, das macht 9 * 8 * 2 = 144 Lötstellen, jeweils mit Kabel festhalten. Und das alles in ziemlicher Enge. Das hat wirklich keinen Spaß gemacht. Das Bild sollte es zeigen:
Dazu kamen noch die gelben Kabel, die jeweils die 4 Pins auf der „anderen“ Seite der Pfostenwannen (Insider ;)) verbinden. Von oben sieht das ganz dann so aus:
Jetzt im Nachhinein hätte ich definitiv zwei Dinge anders gemacht: Zum einen hätte ich 16ner Pfostenwannnen/Flachbandkabel genommen (und dann immer zwei Ebenen an ein Kabel gehängt). Auf die Weise hätte am immer zwei Chips symmetrisch um einen Leiste gruppieren können und hätte sich die ganzen gelben Kabel sparen können. Und zum anderen (und das sehe ich als ganz großes Manko der Instructables-Anleitung), würde ich Schieberegister verwenden. Momentan liegt das Signal über die endlos vielen grünen Kabeln an allen Latch-Arrays parallel an, und über den Clock-Eingang wird ausgewählt, welcher Chip laden soll. So werden die Chips selber parallel geladen, die Ebene als ganzes aber seriell. Würde man Schieberegister verwenden, würde das Signal über nur acht Kabel am Eingang der Register anliegen, so dass die Chips seriell, aber die Schaltung parallel geladen wird. Das ist Grunde gleich, würde aber den Aufwand massiv reduzieren. Ich hatte sogar zwischendrin schon mal überlegt auf Schieberegister umzusteigen, aber die haben immer nur 16 Beine und würden auch sonst nicht in die Schaltung passen. Aber wenn ich ganz neu anfangen würde, würde ich auf jeden Fall Schieberegister verwenden.
Es geht langsam aber stetig voran mit meinem LED Würfel: Inzwischen ist der eigentliche Würfel fertig! Ich hatte die einzelnen Ebenen ja schon fertig montiert, und jetzt habe ich die acht Ebenen auch zusammengesetzt. Das war gar nicht so schwierig, man muss nur etwas darauf achten, dass der ganze Würfel nicht schief wird. Ich denke, dass ist mir aber ganz gut gelungen. Schlussendlich habe ich den Würfel auch schon auf sein Holzplatte gesetzt. Das war eine extreme Fummelarbeit, denn man muss ja 64 Drähte durch ebensoviele Löcher stecken. Und wenn man dann noch so blöd ist, und die Löcher oben mit einem 5er Bohrer bohrt, unten aber nur einen 3er nimmt, dann bleiben die Drähte auch noch in den Löchern stecken. Das ist extrem unpraktisch. Und es kam noch besser: Als alle 64 Drähte drin waren, habe ich bemerkt, dass ich vergessen hatte, die Löcher für die Kathoden zu bohren 🙁 (Also die Drähte, die jede Ebene mit Strom versorgen). Die habe ich dann schlussendlich von unten gebohrt, wären der Cube schon auf der Platte war. Das ging sogar recht einfach, dass hatte ich mir schlimmer vorgestellt.
Nun kam also der nächste Part: Die Steuerung. Dazu muss erst Mal an jede der Anoden ein Kabel, und auch an alle 8 Kathoden. Macht also 9*8 = 72 Kabel. Damit dass nicht zu unübersichtlich wird, habe ich 8-poliges Flachbandkabel gekauft, 3 Meter. Das war ein wenig kurz, wie sich zeigte: Das reicht für genau 9 Kabel mit ca. 30 cm Länge. Davon geht aber ein nicht unerheblicher Teil dafür drauf die Kabel an zulöten (denn dazu müssen sie ja in die Breite gezogen werden, ich hab leider kein Bild, sorry). Schlussendlich reicht das oberste Kabel gerade noch so bis auf die andere Seite, die Platine muss also direkt neben dem Cube stehen. Naja, sollte sie ja sowieso 🙂 Das zuschneiden und abisolieren der Kabel war ein ganz schöner Aufwand, hat fast eine Stunde gedauert:
