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:

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

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

Foto Leiterplatte V1.0 Bestückungsseite

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

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

Anzahl	Name	Bezeichnung/Wert	Bauform/Raster	Lieferant	Bestellnummer	E-Preis	G-Preis	Vorhanden
					Summe		8.55
1	X6	Stiftleiste 3x2pol.				0.0	0	Ja
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

LED-Modul 2

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