kalight-Hardware

Die groben Anforderungen findest du hier. Ansonsten gilt für die Hardware, Version V1.0:
  • Es soll einiges auch für Kinder lötbar sein (war ja der Auslöser für das Projekt).
  • Einigermaßen im Kostenrahmen
  • Robust (Einsatz im Kinderzimmer)

Prozessorauswahl

Beim Stöbern bin ich über die Atmel AVR-Familie gestolpert und hängen geblieben. Machen für mich einen brauchbareren Eindruck als die PICs, sind günstig und der Tool-Support ist nicht schlecht (viel Open Source!). Der ATtiny2313 hat alles, was ich hier brauche und kostet rund 1,50 Euro.

Noch ein paar Eckdaten :
  • Läuft mit "echten" 16 MHz (bis 8 MHz mit internem Taktgenerator)
  • 2kByte Flash, 128 Byte RAM, 128 Byte EEPROM
  • Bis zu 4 PWM-Ausgänge
  • 1 8-Bit und 1 16-Bit Timer
  • uvm.

Programmierung des ATtiny2313

Ich habe mir auf die Schnelle einen Programmieradapter gebastelt, der den Prozessor direkt mit dem Parallelport verbindet. Verdrahtung nach "BSD"-Pinout. Programmierung mit "avrdude".

Schaltungsentwurf

Mit Eagle, Freeware-Version (solange das hier nicht komerziell wird, ist das ok, denke ich).

Für die Samsung Chip LEDs im PLCC6 Gehäuse und für die SUNNIX6-LED hatte ich noch keine Package im Eagle gefunden und daher selbst erstellt. Die Datei joerg.lbr dazu ist im Subversion archiviert.

Schaltpläne

Die aktuellen Pläne befinden sich als Eagle-Dateien im SVN Repository unter http://svn.embedded-workspace.de/svn/kalight/trunk/schematics

Schaltplan des CPU-Moduls mit dem Atmel AVR ATtiny2313:
kalight_cpu_avr_V1.0.png

Schaltplan des LED-Moduls 2 (kompakte rechteckige Form mit 3 Samsung SUNNIX6 LEDs und 9 RGB LEDs):
kalight_leds2_V1.0.png

Leiterplatten

Ich habe mir eine Hand voll Firmen angeschaut, und Q-Print ausgewählt, weil sie vom Preis her ganz gut liegen, in der Nähe sind (Heddesheim) und einen seriösen Eindruck machen.

Für den ersten Versuch habe ich auf 100x100mm Platinenfläche so viel wie möglich gepackt:
  • 2 AVR CPU-Boards
  • 1 schmales LED-Board mit Samsung Chip LEDs
  • 1 LED-Boards mit SUNNIX6 LEDs
  • 1 Eval-Board für verschiedene LEDs zum Vergleichen
  • 1 Board für den Alps Drehimplusgeber
  • 1 Adapterplatinchen für den Programmierstecker

Fertigung

  • Am 18.05.2009 bei Q-Print in Auftrag gegeben.
  • 26.05.2009: Heute kamen die Platinen (siehe unten)
  • Einige Fehler habe ich gleich entdeckt und ins trac eingetragen
V1.0_Bestueckungsseite.jpg
Foto Leiterplatte V1.0 Bestückungsseite
V1.0_Loetseite.jpg
Foto Leiterplatte V1.0 Lötseite:

Stücklisten

CPU-Modul

Anzahl Name Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis G-Preis Vorhanden
1   Platine 100x80mm Q-Print (7.50 bei 25 und 3.50 bei 100St)   50 50 Nein
1 C2 Elko 100uF 25V RM2,5 Reichelt RAD 100/25 0.05 0.05 Ja
1 C3 Kondensator 100nF RM2,5 Reichelt Z5U-2,5 100N 0.06 0.06 Ja
3 C1,C4,C5 Elko 10uF 25V RM2 Reichelt RAD 10/35 0.04 0.12 Ja
2 C6,C8 Keramikkondensator 18pF RM2,5 Reichelt KERKO 18P 0.06 0.12 Nein
1 C7 Kondensator 4,7nF RM2,5 Reichelt KERKO 4,7N 0.06 0.06 Nein
1 D1 Verpolschutzdiode 1N4007 RM10 Reichelt 1N 4007 0.02 0.02 Ja
1 IC1 AT90S2313 (Atmel AVR ATtiny2313) DIP 20pol. Reichelt ATTINY 2313 DIP 1.30 1.3 Ja
1 IC2 Spannungsregler +5V LM2931 TO92 Reichelt LM 2931 AZ 0.31 0.31 Ja
1 IC3 Spannungsregler +12V,1A LM2940 TO220 Reichelt LM 2940 CT12 0.68 0.68 Ja
1 ICSP Stiftleiste 2x3pol RM2,5 Reichelt SL 2X10G 2,54 0.07 0.07 Ja
1   IC-Sockel 20pol. DIP 20pol. Reichelt GS 20P 0.23 0.23 Ja
1 J2 Buchse für Power, 2,5mm   Reichelt HEBL 25 0.38 0.38 Ja
1 Q1 Quarz 16MHz HC48/S HC49/S Reichelt 16,0000- HC49U-S 0.18 0.18 Nein
3 R1,R2,R3 Widerstand 470 Ohm RM2,5 Reichelt METALL 470 0.05 0.15 Ja
4 R4,R5,R6,R15 Widerstand 10 kOhm RM2,5 Reichelt METALL 10,0K 0.05 0.2 Ja
4 R7,R9,R11,R13 Widerstand 1 MOhm RM2,5 Reichelt METALL 1,00M 0.05 0.2 Ja
4 R8,R10,R12,R14 Widerstand 0,1 Ohm RM2,5 Reichelt 2W DRAHT 0,1 0.28 1.12 Nein
2 T1,T2 Dual FET N-Kanal 20V, 6,6A IRF7311 SOIC-8 Reichelt (IRF7341) IRF 7341 0.47 0.94 Nein
1 X1 Stiftleiste 1x5pol.   Reichelt (32pol.) SL 1X36G 2,54 0.12 0.12 Ja
2 X2,X4 Buchsenleisten 5pol. und 6pol.   Reichelt (10pol.) BL 1X10G8 2,54 0.14 0.28 Nein
          Summe   56.59  

Sonstiges Material

%EDITTABLE{ format="| text,5 | text, 30 | text, 15 | text,15 | text,10 | text,6 | radio,2,Ja,Nein |" }%
Anzahl Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis Vorhanden
1 Netzteil Steckernetzteil Reichelt MW 79-GS/6 3.40 Nein
1 Gehäuse Fa. Hammond, transparent blau 100x51x22 Conrad 531361 3,70 Nein
1 Verbindungsleitung CPU-LED Steuerleitung 6x0,14 Reichelt LIYCY 06-5 3.30 Nein
1 Alps Drehimpulsgeber 24/24   Reichelt STEC12E08 2.95 Ja
1 Encoderplatine         Nein

LED-Modul 1

%EDITTABLE{ format="| text,5 | text, 15 | text, 30 | text, 15 | text,15 | text,10 | text,6 | label,0,"*main::2" | radio,2,Ja,Nein |" }%
Anzahl Name Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis G-Preis Vorhanden
1 C20 Elko 1uF 25V RM2 Reichelt RAD 1/100 0.04 0.04 Nein
9 LED40..LED48 Samsung RGB-LED SLSRGBW815TS SLS-PLCC6 Bürklin 69 S 3642 0.69 6.21 Nein
3 LED49, LED50, LED51 Samsung LED Weiss SLSNNWW815TS SLS-PLCC6 Bürklin 69 S 3640 0.64 1.92 Nein
3 R20,R21,R22 SMD Widerstand 270 Ohm 0805 Bürklin (ab 100 0,03) 11 E 166 0.05 0.15 Nein
9 R23..R31 SMD Widerstand 120 Ohm 0805 Reichelt SMD-0805 120 0.026 0.234 Nein
1 X6 Stiftleiste 3x2pol.       0.0 0 Ja
          Summe   8.55  

LED-Modul 2

%EDITTABLE{ format="| text,5 | text, 15 | text, 30 | text, 15 | text,15 | text,10 | text,6 | label,0,"*main::2" | radio,2,Ja,Nein |" }%
Anzahl Name Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis G-Preis Vorhanden
1 C20 Elko 1uF 25V RM2 Reichelt RAD 1/100 0.04 0.04 Nein
3 D1,D2,D3 Samsung SLHNNWH629T0 SUNNIX6 Bürklin 69 S 3670 3.78 11.34 Nein
9 LED40..LED48 Samsung RGB-LED SLSRGBW815TS SLS-PLCC6 Bürklin 69 S 3642 0.69 6.21 Nein
2 D4,D5 Diode 1N4148   Reichelt 1N 4148 0.02 0.04 Ja
1 R2 SMD Widerstand 1,2 kOhm 0805 Reichelt (Preis ab 100) SMD-0805 1,20K 0.082 0.082 Nein
3 R20,R21,R22 SMD Widerstand 270 Ohm 0805 Bürklin (ab 100 0,03) 11 E 166 0.05 0.15 Nein
6 R23,R24,R25,R26,R27,R28 SMD Widerstand 120 Ohm 0805 Reichelt (ab 100 0.026) SMD-0805 120 0.082 0.492 Nein
3 R29,R30,R31 SMD Widerstand 4,3 Ohm 0805 (bei Reichelt nur 1206) Reichelt SMD 1/4W 4,3 0.082 0.246 Nein
3 T1,T2,T3 Transistor BC548 TO92 Reichelt BC 548A 0.04 0.12 Nein
1 X6 Stiftleiste 3x2pol.       0.0 0 Ja
          Summe   18.72  

-- JoergWeinhardt - 08 May 2009

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kalight_cpu_avr_V1.0.pngpng kalight_cpu_avr_V1.0.png manage 56 K 18 May 2009 - 22:27 JoergWeinhardt Schaltplan des CPU-Moduls
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Topic revision: 01 Mar 2010, JoergWeinhardt
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