Word Clock Variante 1

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Inhaltsverzeichnis

Überblick[Bearbeiten]

WordClock

Links zum Hauptartikel [1], zur vorherigen Variante 1 [2] (mit getrennter Steuer- und LED-Platine), zur Variante 2 [3] zum langen Thread [4] mit dem hier alles angefangen hat und zum Original [5], das alle hier inspiriert hat.

[1] Word Clock
[2] Word Clock Variante 1 - getrennte Steuerplatine
[3] Word Clock Variante 2
[4] Beitrag: Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr
[5] http://www.clocktwo.com


WordClock FAQ[Bearbeiten]

Häufig tauchen im Forum Fragen zum WordClock Projekt auf (was brauche ich..., wie mache ich...), die schon mehrmals beantwortet wurden. Hier Für die Variante 1 eine Zusammenfassung der wichtigsten Fragen:

 Q: Was brauche ich alles, um die WordClock (Variante 1 - All-On-One) zu bauen?
 A: - Die All-On-One-Platine
    - Eine Frontblende (das "Ziffernblatt")
    - Leuchtdioden für die Anzeige
    - Eine Zwischenplatte um das Licht zwischen den einzelnen Buchstaben zu trennen
    - Eine Spannungsversorgung
    - Die Bauteile für die Steuerung (können über einen Reichelt Warenkorb zu bestellen)
    - etwas handwerkliches Geschick
 Q: Kann ich Bauteile der WordClock über Sammelbestellungen billiger bekommen?
 A: Es wurden in der Vergangenheit (seit Dez.2009) mehrere Sammelbestellungen angeboten. Im einzelnen waren das:
    - Die All-On-One-Platine (von wawibu)
    - Leuchtdioden für die Anzeige (von wawibu)
    - Eine Frontblende (Buchstabenmatrix)
       - aus Plexiglas, schwarz (von ukw)
       - aus Edelstahl (von andreasp)
    - Eine Zwischenplatte (von wawibu)
 Q: Kann ich eine fertige Uhr kaufen?
 A: Ja, beim Hersteller der Vorlage ;-). Hier im uC.net Forum gibt es nur Tipps und Hilfe zum Selberbauen.
    Eine komplette WordClock kann man hier NICHT bekommen.
    ...und etwas einlesen wird auch keinem abgenommen ;-)

Aufbau einer Wordclock[Bearbeiten]

Hier gibt es ein von bomibob äußerst kunstvolles Video zum Bau einer Word Clock: http://www.youtube.com/watch?v=OYhtc-8StXA (zugehöriger Post → http://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/2328168)

Details zu den einzelnen Komponenten sind den entsprechenden Unterpunkten, oder dem Hauptartikel zu entnehmen.

Elektronik[Bearbeiten]

  • Atmega168
  • 8Mhz (interner Osc.)
  • 24-Bit-Schieberegister an SPI für 24 Wörter
  • 4 Output-Pins für Minutenanzeige
  • 4 weitere GPOS - für allgemeine Zwecke
  • RGB-Steuerung über PWM gegen GND, d.h. 32x3-Matrix

Schaltung[Bearbeiten]

Anfang 2015 wurde eine neue All-On-One-Platine entwickelt. Hiermit reduziert sich der zusätzliche Verdrathungsaufwand auf das absolute minimum.
Es müssen nur noch die Minuten-LEDs und – falls verbaut – das Amblight über Leitungen angeschlossen werden.
Falls ein DCF verbaut wird, so muss dieser auch noch verdrahtet werden. Unter dem ‚B‘ wurde eine zusätzliche RGB-LED vorgesehen (D1). Diese ist fest mit Out 2 – 4 verbunden und zeigt so den DCF Empfang an. Falls die Anzeige des DCF Empfangs nicht gewünscht ist, braucht die LED98 sowie die Widerstände R114, R115 und R116 nicht bestückt zu werden.
Alle notwendigen Bauteile befinden sich nun auf einer einzigen Platine, welche passend für die Zwischenböden designed wurde.
Die Schaltung ist identisch mit der vorherigen v2 bei getrennter Steuer- und LED-Platine. Es wurde einzig auf die Möglichkeit der Kaskadierung verzichtet, wodurch der vorherige K10 entfallen ist.

Anbei Bilder der neuen All-On-One Platine.
Leider habe ich bei der Erstellung des Prototypen den Fehler gemacht und die Bauteile der Steuereinheit auf die Rückseite gelegt. Somit ragen diese dann nach hinten raus und verschwinden nicht in der Seitentasche des Bodens. Das ist korrigiert und wird bei den Platinen der Sammelbestellung dann richtig sein. Somit stellen die Bilder den Stand der Prototypen da und werden dann nochmals ausgetauscht, wenn die richtigen Boards aus der ersten All-On-One-Sammelbestellung geliefert wurden. Ich hoffe das das Prinzip dennoch erkennbar ist 
Ansicht auf die Widerstandsseite – später die Rückseite der Uhr Ansicht auf die LED Seite – später die Frontseite der Uhr
Und hier dann die bestückte Ansicht:
Rückseite im bestückten Zustand Frontseite im bestückten Zustand
Und hier dann im Zwischenboden eingebaut. Es ist sehr gut zu erkennen, dass die Verdrahtung sich auf ein absolutes Minimum reduziert hat:
Eingebaut im Zwischenrahmen

Anbei die Schaltbilder:
Schaltbild der Steuereinheit Schaltbild des Pollin DCF Stabilisators
Schaltbild der LEDs Teil 1 Schaltbild der LEDs Teil 2

Und die Schaltbilder als PDF:



Sammelbestellung der All-On-One-Platine[Bearbeiten]

Alle Details zur Sammelbestellung können hier gefunden werden.


Sammelbestellung der Frontplatte[Bearbeiten]

Parallel zu dieser Sammelbestellung gibt es noch eine neue (kleinere) Sammelbestellung für passende Frontplatten, siehe auch:

Sammelbestellung Frontplatten

Maße: 146mm x 35,6mm.


Reichelt Warenkorb RGB-Variante[Bearbeiten]

Alle benötigten Bauteile für die Steuereinheit sind in einem WARENKORB ist bei Reichelt hinterlegt.
Dieser Warenkorb beinhaltet keine Schraubklemmen, Anschlußstifte oder DCF Empfänger. Diese müssen dann bei Bedarf hinzugefügt werden.

Im Warenkorb befindet sich nun auch der Nachfolger TSOP 31238 des nicht mehr lieferbaren TSOP17xx. ( 15.11.2011 ).

"Beginner-Tipp":

Der Warenkorb ist eine tolle Vereinfachung der Bestellung. Das Reichelt DCF-77-Modul ist, wie es im Forum so nett formuliert wurde, "ein Sensibelchen". Es gäbe eine Alternative von Conrad oder Pollin (siehe Forum).
Und um es ganz deutlich zu formulieren: Die Uhr funktioniert auch ohne DCF-77-Modul ganz prima. Sie kann mit der IR-Fernbedienung ganz einfach gestellt werden. Man braucht das Modul nicht wirklich.


Reichelt Warenkorb Pollin DCF Stabilisierungsplatine[Bearbeiten]

Teil des All-On-One-Boards ist eine Stabilisierungsschaltung für den Pollin DCF Empfänger. Bei Verwendung des Pollin DCF Empfängers wird folgender WARENKORB zusätzlich benötigt.

Link zum DCF-Empfänger bei Pollin.


Bestückung[Bearbeiten]

Auf die Bestückung der Platine selber wird hier nicht näher eingegangen, da alle Bauteile mit Wert und Bezeichnung auf die Platine aufgedruckt sind.

AOO-Platine (Steuerung und LEDs)[Bearbeiten]

Möchte man einfarbige LEDs verwenden und auf die RGB-Steuerung verzichten, schließt man einfach zwei der drei RGB-PWM-Kanäle nicht an und verwendet stattdessen nur PWMR zur PWM-Steuerung. Die zwei zu PWMG und PWMB gehörenden IRLUs und die angeschlossenen vier Widerstände am Gate der IRLUs kann man dann auch weglassen.

Um frühzeitig eventuell fehlerhafte LEDs oder kalte Lötstellen zu entdecken, sollten vor der Bestückung der Steuerungsplatine zunächst alle LED-Segmente einem Funktionstest unterzogen werden, indem zwischen den entsprechenden Lötkontakten für die IRLUs und UDNs eine Testspannung von 13,6 V angelegt wird. Der Teststrom sollte zur Sicherheit auf 20 mA begrenzt werden.

Getestet werden müssen alle Kombinationen aus den drei RGB-Farben und den 32 Schaltausgängen. Um die zu testende RGB-Farbe festzulegen, muss einer der drei mittleren Lötkontakte der MOSFETs (IRLUs) auf Masse liegen. Und um das zu testende LED-Segment festzulegen, muss einer der 32 Lötkontakte für die Ausgänge der vier Sourcetreiber (UDNs) auf +13,6 V liegen.

Zum Anlegen der Testspannung eignen sich sehr gut Messkabel mit Prüfspitzen. Die Prüfspitze des Minuskabels wird dabei auf einen der drei mittleren Lötkontakte für die MOSFETs gehalten und anschließend wird die Prüfspitze des Pluskabels langsam über die 36 Lötkontakte (32 x OUT und 4 x GND) an der Ausgangsseite der Sourcetreiber gezogen.

Um auch die anderen beiden Farben zu testen, muss die Prüfspitze des Minuskabels jeweils an die anderen beiden mittleren Lötkontakte der MOSFETs gehalten und die Prüfspitze des Pluskabels wiederum über die 36 Lötkontakte der Sourcetreiber gezogen werden.

Die Leuchtdiode D1 unten links in der Ecke leuchtet abhängig vom gewählten Schaltausgang immer nur in genau einer Farbe (OUTG2=blau, OUTG3=grün, OUTG4=rot). Über OUTG1 kann das Ambilight getestet werden.

Wenn alle Bauteile heile sind und alles richtig angelötet ist, sollten alle LED-Segmente nacheinander in der ausgewählten Farbe kurz aufleuchten.

Minuten LEDs und Ambilight[Bearbeiten]

DCF-Stabilisierungsplatine[Bearbeiten]

Da der Bestückungsdruck der DCF-Stabilisierungsplatine sehr klein geworden ist, anbei ein paar vergrößerte Bilder:

Bestückungslisten[Bearbeiten]

Bestückungsliste Steuerung (All-On-One Platine)
Bauelement Bezeichnung Wert / Ausführung Gehäuse / Rastermaß Anzahl Kommentar
C1–C10 Keramik-Scheibenkondensator 100 nF; 50 VDC RM 5.08 10  
C11, C12 Radialer Elektrolytkondensator 47 µF; 35 V RM 2.54, Ø=6,3 mm 2  
C13 Radialer Elektrolytkondensator 47 µF; 100 V RM 2.54, Ø=5 mm 1  
G1 Lithium-Knopfzelle, Printmontage CR2032P-H; liegend RM 10.16, RM 17.78 1  
IC1 Mikrocontroller ATmega168-20PU DIP-28 1  
IC-Sockel 28-polig; schmal RM 7.62 [1] optional
IC2, IC3, IC4 Schieberegister, 8-Kanal 74HCT595N DIP-16 3  
IC-Sockel 16-polig RM 7.62 [3] optional
IC5, IC6, IC7, IC8 Source-Treiber, 8-Kanal TD62783APG DIP-18 4 Ersatztyp; UDN2981A abgekündigt
IC-Sockel 18-polig RM 7.62 [4] optional
IC9 Echtzeituhr DS1307 DIP-8 1  
IC-Sockel 8-polig RM 7.62 [1] optional
IC10 Spannungsregler µA7805; 1,5A TO-220 1  
IR1 IR-Empfänger TSOP31238; 38 kHz RM 7.62 (2+1 pins) 1 vormals TSOP1736
LDR Fotowiderstand LDR07 RM 5.08 1  
Q1 Mini-Uhrenquarz 32,768 kHz TC26 (Ø=2 mm, L=6 mm) 1  
Q2, Q3, Q4 Leistungs-MOSFET, N-Kanal IRLU2905; 55 V; 42 A TO-251AA 3  
R7, R9, R11 Metallschichtwiderstand 82 Ω; 0,6 W; 1% 0207 (bedrahtet) 3  
R2 Metallschichtwiderstand 100 Ω; 0,6 W; 1% 0207 (bedrahtet) 1  
R3, R4 Metallschichtwiderstand 4,7 kΩ; 0,6 W; 1% 0207 (bedrahtet) 2  
R1, R6, R8, R10, R12 Metallschichtwiderstand 10 kΩ; 0,6 W; 1% 0207 (bedrahtet) 5  
Bestückungsliste LEDs und Widerstände für die Anzeige (93 Buchstaben, 1 DCF-Signal, 4 Minutenpunkte)
Bauelement Bezeichnung Wert / Ausführung Gehäuse / Rastermaß Anzahl Kommentar
R18, R21, R24, R30, R33, R39, R45, R72, R75, R81, R84, R87, R90 SMD-Chip-Widerstand 33 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 13 13x4 LEDs in Reihe (52 Buchstaben), blau-Kanal
R19, R22, R25, R31, R34, R40, R46, R73, R76, R82, R85, R88, R91 SMD-Chip-Widerstand 27 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 13 13x4 LEDs in Reihe (52 Buchstaben), grün-Kanal
R20, R23, R26, R32, R35, R41, R47, R74, R77, R83, R86, R89, R92 SMD-Chip-Widerstand 300 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 13 13x4 LEDs in Reihe (52 Buchstaben), rot-Kanal
R15, R16, R27, R28, R36, R37, R42, R43, R48, R49, R66, R67, R78, R79, R93, R94, R99, R100 SMD-Chip-Widerstand 200 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 18 9x3 LEDs in Reihe (27 Buchstaben), blau- und grün-Kanal
R17, R19, R38, R44, R50, R68, R80, R95, R101 SMD-Chip-Widerstand 390 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 9 9x3 LEDs in Reihe (27 Buchstaben), rot-Kanal
R5, R13, R51, R52, R54, R55, R57, R58, R69, R70, R96, R97 SMD-Chip-Widerstand 360 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 12 6x2 LEDs in Reihe (12 Buchstaben), blau- und grün-Kanal
R14, R53, R56, R59, R71, R98 SMD-Chip-Widerstand 510 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 6 6x2 LEDs in Reihe (12 Buchstaben), rot-Kanal
R60, R61, R63, R64, R102, R103, R105, R106, R108, R109, R111, R112 SMD-Chip-Widerstand 560 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 12 6x1 LED (2 Buchstaben, 4 Minuten-LEDs), blau- und grün-Kanal
R62, R65, R104, R107, R110, R113 SMD-Chip-Widerstand 620 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 6 6x1 LED (2 Buchstaben, 4 Minuten-LEDs), rot-Kanal
LED1–LED92, LED97 SMD-RGB-Leuchtdiode US=5 V; 20 mA; 140° PLCC6 (5,0 x 5,0 mm²) 93 Buchstaben
LED93–LED96 SMD-RGB-Leuchtdiode US=5 V; 20 mA; 140° PLCC6 (5,0 x 5,0 mm²) 4 Minutenpunkte
R114, R115 SMD-Chip-Widerstand 560 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) [2] optional; 1x1 LED (DCF-Signal hinter Buchstabe B unten links), blau- und grün-Kanal
R116 SMD-Chip-Widerstand 620 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) [1] optional; 1x1 LED (DCF-Signal hinter Buchstabe B unten links), rot-Kanal
LED98 SMD-RGB-Leuchtdiode US=5 V; 20 mA; 140° PLCC6 (5,0 x 5,0 mm²) [1] optional; DCF-Signal
Bestückungsliste LEDs und Widerstände für das Ambilight (4 Seiten mit jeweils 2x4 LEDs in Reihe)
Bauelement Bezeichnung Wert / Ausführung Gehäuse / Rastermaß Anzahl Kommentar
R?? SMD-Chip-Widerstand 33 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 8 4x2x4 LEDs in Reihe, blau-Kanal
R?? SMD-Chip-Widerstand 27 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 8 4x2x4 LEDs in Reihe, grün-Kanal
R?? SMD-Chip-Widerstand 300 Ω; 250 mW; 5%; E24 SMD-1206 (3,2 x 1,6 mm²) 8 4x2x4 LEDs in Reihe, rot-Kanal
LED?? SMD-RGB-Leuchtdiode US=5 V; 20 mA; 140° PLCC6 (5,0 x 5,0 mm²) 32  
Bestückungsliste Stabilisierungsschaltung für das DCF77-Empfangsmodul DCF-1 von Pollin
Bauelement Bezeichnung Wert / Ausführung Gehäuse / Rastermaß Anzahl Kommentar
C15 SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 100 nF; 16 VDC SMD-0603 (1,6 x 0,8 mm²) 1  
C16, C17 SMD-Elektrolytkondensator 10 µF; 16 V SMD-Size B (4,3 x 4,3 mm²) 2  
IC11 Positiver Spannungsregler REG1117; +3,3 VDC; 800 mA SOT-223 1  
IC12 Operationsverstärker LM358SMD SO-8 1  
LED99, LED100, LED101 SMD-Leuchtdiode US=2,2 V; 25 mA; 120°; grün SMD-0805 (2,0 x 1,25 mm²) [3] optional (LED99: 5 V liegt an; LED100: 3,3 V liegt an; LED101: DCF-Signal)
R117, R120 SMD-Chip-Widerstand 680 Ω; 125 mW; 1%; E12 SMD-0805 (2,0 x 1,25 mm²) [2] optional
R119 SMD-Chip-Widerstand 1 kΩ; 125 mW; 1%; E12 SMD-0805 (2,0 x 1,25 mm²) [1] optional
R118 SMD-Chip-Widerstand 10 kΩ; 125 mW; 1%; E12 SMD-0805 (2,0 x 1,25 mm²) 1  
Weitere Bauteile und Artikel
Bauelement Bezeichnung Wert / Ausführung Gehäuse / Rastermaß Anzahl Kommentar
SV1 Wannenstecker 6-polig; 2x3; gerade RM 2.54 x RM 5.08 [1] optional
X2 Schraubklemme 2-polig RM 5.08 [1] optional; zum Anschließen des 15 V-Netzteils
  Schaltnetzteil 15 V; 2400 mA (36 W)   1 Händler: Reichelt; Artikelnummer: MW 3H36GS (#89789)
15 V; 2400 mA (36 W)   Händler: Pollin; Bestellnummer: 350047
15 V; 1200 mA (18 W)   Händler Conrad; Bestellnummer: 512696-62
  Infrarotfernbedienung 24 Tasten; 38 kHz   1 Händler: DealExtreme; Artikelnummer: 47019
JP1 Stiftleiste 3-polig, gerade RM 2.54 [1] optional; Anschluss für ein DCF-Empfangsmodul (Vcc, GND, Rx)
  Stiftleiste 3-polig, gerade RM 2.54 [1] optional; Anschluss auf der DCF-Stabilisierungsschaltungsplatine (+5V/GND/DATA-OUT)
JP2 Stiftleiste 4-polig, gerade RM 2.54 [1] optional; Anschluss für RS232 (Vcc, GND, Rx, Tx)
JP8, JP9, JP10, JP11 Stiftleiste 4-polig, gewinkelt RM 2.54 [4] optional; Anschlüsse zu den vier LED-Minutenplatinen
JP3, JP4, JP6, JP7 Stiftleiste 4-polig, gewinkelt RM 2.54 [4] optional; Anschlüsse auf den vier LED-Minutenplatinen
JP12, JP13, JP14, JP15 Stiftleiste 4-polig, gewinkelt RM 2.54 [4] optional; Anschlüsse zu den vier Ambilight-LED-Streifen
  Stiftleiste 4-polig, gewinkelt RM 2.54 [4] optional; Anschlüsse auf den vier Ambilight-LED-Streifen
  Stiftleiste 36-polig, gewinkelt RM 2.54 [2] optional; eine Stiftleiste kann in neun 4-polige Stiftleisten zerlegt werden
  DCF77-Empfangsmodul DCF-1   [1] optional; Händler: Pollin; Bestellnummer: 810054
CE DCF-Empfängerplatine   optional; Händler: Conrad; Bestellnummer: 641138-62
DCF77 MODUL   optional; Händler: Reichelt; Artikelnummer: DCF77 MODUL (#57772)
  Bilderrahmen Nielsen Alu-Profilrahmen Nr. 22 45 x 45 cm²; Füllhöhe 25,6 mm [1] optional
Alu-Zuschnitt Profil 18 45 x 45 cm²; Füllhöhe 25 mm optional; Händler: Alutech GmbH

FAQ zur Bestückung[Bearbeiten]

Q: Welche ICs sollte ich sockeln?
A: Wenn durch einen versehentlichen Kurzschluss bei der Freiluftverdrahtung der
   LEDs ein UDN2981 abfackelt, ist das ägerlich. Daher sollte man zumindest
   die UDNs und den ATMega sockeln. Besser ist es natürlich, alle zu sockeln.
Q: Kann ich auf die Batterie verzichten, weil ich DCF77 einsetze bzw. nach
   einem Stromausfall die Uhr per Fernbedienung selbst neu stellen möchte?
A: Wenn man keine Batterie einsetzt, sollte man VBat der RTC DS1307 mit GND
   verbinden. Das geht am einfachsten an den auf der Platine vorgesehenen
   Batterieanschlüssen: einfach K1 (Bat+) und K3 (Bat-) mit einem Stück Draht
   überbrücken. Übrigens: die Batterie hält lt. Datenblatt des DS1307
   10 Jahre, es ist also durchaus sinnvoll, diese auch zu bestücken.
Q: Der Infrarot-Empfänger TSOP17XX ist abgekündigt. Gibt es dazu eine Alternative?
A: Als Ersatz kann man den TSOP31238 nehmen. Er ist pinkompatibel.
Q: Kann ich (aus Kostengründen) auch einfarbige LEDs verwenden?
A: Ja, einfach zwei der drei RGB-PWM-Kanäle nicht anschließen und nur PWMR (für Rot) benutzen.
   Die 2 zu PWMG und PWMB gehörenden IRLUs und die angeschlossenen 4 Widerstände am Gate der IRLUs
   kann man dann auch weglassen.

Anschluss der LEDs[Bearbeiten]

Zuordnung der Kanäle[Bearbeiten]

Anschluss
Anschluss Frontplatte deutsch 3-sprachig
OUT0 ZW
OUT1 EI
OUT2 N
OUT3 S
OUT4 IEBEN
OUT5 DREI
OUT6 VIER
OUT7 FÜNF
OUT8 SECHS
OUT9 ACHT
OUT10 NEUN
OUT11 ZEHN
OUT12 ELF
OUT13 ZWÖLF
OUT14 ES IST
OUT15 UHR
OUT16 FÜNF (Minuten)
OUT17 ZEHN (Minuten)
OUT18 ZWANZIG (Minuten)
OUT19 DREI (Minuten)
OUT20 VIERTEL (Minuten)
OUT21 NACH
OUT22 VOR
OUT23 HALB
OUTL1 min1
OUTL2 min2
OUTL3 min3
OUTL4 min4
OUTG1 Ambilight (opt.)
OUTG2 ungenutzt – Verbunden mit D1 BLUE
OUTG3 ungenutzt – Verbunden mit D1 GREEN
OUTG4 DCF Empfang – Verbunden mit D1 RED

Beschaltungsvarianten der LEDs[Bearbeiten]

Da die Schaltung genügend Power hat, um eine Unmenge an RGB-LEDs zu treiben. Bei der Schaltung wurde folgende Reihenschaltung der LEDs umgesetzt (siehe hierzu auch den Schaltplan).
Pro Wort für jeden Buchstaben eine RGB-LED in Reihenschaltung (mit nur 1 Vorwiderstand für die ganze Reihe, bzw. 3 wegen RGB). Das geht aber nur, wenn die RGB-LEDs unabhängige Anoden und Kathoden haben.
Prinzip:

                        "V"    "I"    "E"    "R"
        /----| R1R |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMR
OUTx --+-----| R1G |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMG
        \----| R1B |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMB


Bei Verwendung von einfarbigen LEDs vereinfachen sich die Prinzip-Schaltungen wie folgt:

                   "V"    "I"    "E"    "R"
OUTx ----| R1 |----|>|----|>|----|>|----|>|---- PWMR


In der Sammelbestellung zu den LEDs werden die passenden Widerständer aus der Reihe E24 für die Reihenschaltung mitgeliefert.


LEDs[Bearbeiten]

Technische Daten der SMD RGB PLCC-6 LEDs[Bearbeiten]

Spezifikation

  • Source Material: InGaN
  • Emitting Colour: SMD SMT 5050 RGB
  • LENS Type: Water clear
  • Reverse Voltage: 5.0 V
  • Viewing Angle: 140 degree
  • Lead Soldering Temp: 260°C for 5 seconds

Absolute Maximum Rating (Ta = 250C)

PARAMETER Symbol RED GREEN BLUE UNITS
Power Dissipation PO 80 95 85 mW
DC Current IF 20 20 20 mA
Peak Forward Current IFP 100 100 100 mA
Reverse Voltage VR 5 5 5 V
Operating Temperature Topr -25 to +85 °C
Storage Temperature Tstg -40 to +85 °C

Electro-optical Characteristics (Ta = 250C)

PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN. TYP. MAX. UNIT
Forward Voltage (B) VF IF = 20mA 3.4 3.6 3.8 V
Forward Voltage (G) VF IF = 20mA 3.4 3.6 3.8 V
Forward Voltage (R) VF IF = 20mA 1.9 2.1 2.5 V
Dominant Wavelength (B) lD IF = 20mA 465 470 475 nm
Dominant Wavelength (G) lD IF = 20mA 515 520 525 nm
Dominant Wavelength (R) lD IF = 20mA 625 630 635 nm

Pin / Farbzuordnung:

  • R: Pin 1 - 6
  • G: Pin 2 - 5
  • B: Pin 3 - 4

Plcc6 smd RGB.JPG


Widerstandswerte für die LEDs[Bearbeiten]

Berechnet sind die Widerstände für eine Spannungsversorgung von 15V - abzgl. 1,4V durch den Spannungsabfall an den UDN2981. Ein solches Netzteil gibt es zB bei Pollin oder auch bei Reichelt.

"Beginner-Tipp":

Bitte lest zum Stichwort "Netzteil" im Forum nach. Es gibt hierzu einige Bemerkungen und Empfehlungen. So z. B. auch der Hinweis auf ein weiteres Netzteil von C*: Netzteil_15V_1.2A

....Widerstände E12.... ....Widerstände E24....
Streifen Wort LEDs Rot Grün Blau Rot Grün Blau Anschluss
1 ES 2 560 470 470 510 360 360 OUT14
1 K
1 IST 3 470 220 220 390 200 200 OUT14
1 L
1 FÜNF 4 330 33 33 300 27 33 OUT16
2 ZEHN 4 330 33 33 300 27 33 OUT17
2 ZWAN 4 330 33 33 300 27 33 OUT18
2 ZIG 3 470 220 220 390 200 200 OUT18
3 DREI 4 330 33 33 300 27 33 OUT19
3 VIER 4 330 33 33 300 27 33 OUT20
3 TEL 3 470 220 220 390 200 200 OUT20
4 TG
4 NACH 4 330 33 33 300 27 33 OUT21
4 VOR 3 470 220 220 390 200 200 OUT22
4 JM
5 HALB 4 330 33 33 300 27 33 OUT23
5 Q
5 ZWÖ 3 470 220 220 390 200 200 OUT13
5 LF 2 560 470 470 510 360 360 OUT13
5 P
6 ZW 2 560 470 470 510 360 360 OUT0
6 EI 2 560 470 470 510 360 360 OUT1
6 N 1 680 560 560 620 560 560 OUT2
6 S 1 680 560 560 620 560 560 OUT3
6 IEB 3 470 220 220 390 200 200 OUT4
6 EN 2 560 470 470 510 360 360 OUT4
7 K
7 DREI 4 330 33 33 300 27 33 OUT5
7 RH
7 FÜNF 4 330 33 33 300 27 33 OUT7
8 ELF 3 470 220 220 390 200 200 OUT12
8 NEUN 4 330 33 33 300 27 33 OUT10
8 VIER 4 330 33 33 300 27 33 OUT6
9 W
9 ACHT 4 330 33 33 300 27 33 OUT9
9 ZEHN 4 330 33 33 300 27 33 OUT11
9 RS
10 B 1 680 560 560 620 560 560 OUTG1 / OUTG2 / OUTG3
10 SEC 3 470 220 220 390 200 200 OUT8
10 HS 2 560 470 470 510 360 360 OUT8
10 FM
10 UHR 3 470 220 220 390 200 200 OUT15

Es werden somit folgende Widerstände aus der E24 Reihe benötigt:

  • 13x 27Ω
  • 13x 33Ω
  • 18x 200Ω
  • 13x 300Ω
  • 12x 360Ω
  • 9x 390Ω
  • 6x 510Ω
  • 4x 560Ω
  • 2x 620Ω

Ambilight-/LED-Streifenplatine bestücken[Bearbeiten]

"Beginner-Tipps":

Die Beschreibung zum Thema Ambilight ist im Forum etwas unübersichtlich.

Sehr hilfreich zum Verständnis sind die Bilder von Matthias. Wichtig zum Verständnis ist auch der Hinweis auf die Drahtbrücken auf der Platinenunterseite vor der ersten LED eines Wortes. Es hat mir sehr geholfen, das Platinen-Layout-Schema und das Foto übereinander zu montieren.

LED-Platine.jpg

Anhand der Tabelle kann man erkennen, dass die Widerstände im Ambilight-Paket (300 Ohm = rot, 27 Ohm = grün, 33 Ohm = blau) für 2 x 4 LEDs in Serie ausgelegt sind.

Man kann also 2 x 4 LEDs hinter einander löten oder die Variante von Christian aufgreifen der die LEDs physikalisch in 2er Gruppen angeordnet hat. Durch Drahtbrücken werden diese 2er Gruppen aber dann elektrisch zu zwei 4er Gruppen: LED-LED-Bügel-LED-LED-frei-LED-LED-Bügel-LED-LED, so dass auch für diese Version die Widerstände passen.

Update Jan 2014: ich habe für die Amiblight-Platinen nach dem Muster LED-LED-Bügel-LED-LED-frei-LED-LED-Bügel-LED-LED diese Schemazeichnung mit Lötpunkten und ganz kurzen Drahtbrücken angefertigt:

Ambilight-wiring-2x2x2x2-Leds-KHK.png

Persönlicher Kommentar KHK: Ich habe inzwischen die zweite Wordclock fertig gestellt. Beim ersten Mal habe ich die LED-Streifenplatinen/Ambilight-Streifen ohne sie zu trennen bestückt. Das war schön übersichtlich und einfach zu löten. Das Trennen der fertig gelöteten Streifen war aber sehr schwierig. Bei der zweiten Wordclock habe ich die LED-Streifen vor der Bestückung mit einer Hebelschere getrennt. Das ging super einfach und hat mir viel Mühe gespart. Fazit: Trennt bitte die LED-Streifen vor der Bestückung ab! Ihr spart Euch viel Mühe und Stress.

Beginner-Tipp: Das Ambilight wird mit OUTG2 angesteuert (Steuerplatine Version 1.1).

LED-Streifen: Logik[Bearbeiten]

  • Das Signal für die R/G/B PWM wird für jede Streifenplatine seitlich zugeführt ("R/G/B-Ausgangssignal"). Wichtig: nicht alle Platinen hintereinanderschalten, sondern die einzelnen Streifen parallel schalten (sonst werden die Leiterbahnen der ersten Platinen immer mit dem vollen Strom belastet).
  • Das "R/G/B-Ausgangssignal" wird vor jedem Wort auf den Vorwiderstand geführt. Dazu ist es notwendig das "R/G/B-Ausgangssignal" von den gemeinsamen Leiterbahnen (R,G,B) mit Draht- (R und G) bzw. einer Lötbrücke (B) auf die Vorwiderstände zu legen.
  • Innerhalb eines Wortes werden die vier Signale (PWM R/G/B + COM) über Lötbrücken von einem Buchstaben zum anderen weitergeführt.
  • Am Ende eines Wortes werden die Ausgänge 1, 2 und 3 der LED mit Lötbrücken zusammengeführt und gehen auf COM.
  • Eine Besonderheit ergibt sich bei "Leerzeichen" - wie z. B. beim Ambilight oder bei "Es(leer)ist":
    • Die COM Leitung wird durch zwei Lötbrücken links und rechts des zu überbrückenden Segments weitergeleitet.
    • Das "R/G/B-Ausgangssignal" für den ersten Buchstaben nach dem "Leerzeichen" wird wieder mit den Draht-/Lötbrücken zugeführt, die auch vor Wörtern verwenden werden.

Für jedes Wort wird (irgendwo) COM vom den Ausgängen OUTx zugeleitet.

LED-Streifen: Zusammenfassung Löten[Bearbeiten]

  • Widerstände sind immer am Anfang eines Wortes. Individuelle Werte für R/G/B je nach Länge des Wortes.
  • Lötzinnbrücken sind
    • am Anfang eines Wortes bei B
    • am Anfang einer Streifenplatine bei B (hier sind keine Drahtbrücken nötig)
    • am Ende eines Wortes von LED1/LED2/LED3 auf COM
    • in der Mitte eines Wortes vor allen LED (außer der Ersten) zum Ersatz des Vorwiderstandes
    • Zusätzlich zum Überbrücken von "Leerstellen" nur bei COM vor und nach dem Segment (da, wo zwischen zwei Zeichen sonst alle 4 Lötbrücken gesetzt werden)
  • Drahtbrücken an der Platinenunterseite gibt es:
    • vor einem neuen Wort zu R und G
    • nach einer "Leerstelle" zu R und G (= identisch zu 1)
  • Für jedes Wort wird (irgendwo) COM vom den Ausgängen OUTx zugeleitet.

Sammelbestellung Platinen und LED[Bearbeiten]

Es werden folgende 3 Pakete angeboten:

  • Paket 1 (Uhr – seperate Steuereinheit notwendig) - 66,20Eur : 1 Single-LED-Platine, 100 RGB-PLCC6-LEDs und 155 SMD-Widerstände
  • Paket 2 (Ambilight) - 17,00Eur : 4 Streifenplatinen, 32 RGB-PLCC6-LEDs und 45 SMD-Widerstände
  • Paket 3 (Uhr - alte Version) - 52,20Eur : 11 Streifenplatinen, 100 RGB-PLCC6-LEDs und 155 SMD-Widerstände
  • Paket 4 (Uhr – All-On-One) - 76,20Eur : 1 All-On-One-Platine, 100 RGB-PLCC6-LEDs und 155 SMD-Widerstände


Details zu den bisherigen Versionen (Paket 1 und Paket 3) können dem Artikel Word Clock Variante 1 - getrennte Steuerplatine entnommen werden.

Und folgende Einzelpositionen:

  • RGB-PLCC6-LED einzeln - 0,35Eur
  • Streifenplatine einzeln - 1,00Eur
  • Single-LED-Platine einzeln - 25,00Eur
  • All-On-One-Platine einzeln – 35,00Eur
  • Zwischenboden mit Ambilightausfräsung (MDF 19mm gefräst) - 37,50Eur
  • Zwischenboden ohne Ambilightausfräsung (MDF 19mm gefräst) - 37,50Eur
  • Zwischenboden mit Ambilightausfräsung - für Streifenplatinen (MDF 19mm gefräst) - 37,50Eur
  • Zwischenboden ohne Ambilightausfräsung - für Streifenplatinen (MDF 19mm gefräst) - 37,50Eur
  • programmierter ATMega168 - 3,55Eur

Der Versand erfolgt bei nur LEDs / Widerständen / ATMega als MaxiBrief mit Einschreiben.

  • innerhalb BRD (ohne Inseln) - 4,00Eur


Der Versand mit Streifenplatinen erfolgt als kleines Paket:

  • innerhalb BRD (ohne Inseln) – 6,50Eur
  • Österreich – 15,50Eur
  • Schweiz – in die Schweiz kann nur als normales Paket versendet werden, Kosten hierzu siehe unten


Der Versand mit Zwischenboden oder All-In-One-Platine wird als Paket versendet:

  • innerhalb BRD (ohne Inseln) - 7,50Eur (bis 2 Böden)
  • innerhalb BRD (ohne Inseln) - 9,00Eur (bis 4 Böden)
  • innerhalb BRD (ohne Inseln) - 15,50Eur (ab 5 Böden)
  • Österreich – 17,50Eur (bis 2 Böden)
  • Österreich – 22,50Eur (bis 4 Böden)
  • Schweiz - 30,50Eur (bis 2 Böden)
  • Schweiz - 35,50Eur (bis 4 Böden)


Es fallen jeweils nur die höheren Versandkosten an.
Werden mehrere Pakete bestellt, können die tatsächlichen Versandkosten von den hier gezeigten Versandkosten abweichen. Diese ist dann von der bestellten Menge und dem Gewicht abhängig und wird dann entsprechend mitgeteilt.

Bei Interesse bitte per PN melden (Benutzer wawibu)

Zeitplanung

DatumAktion
bis 18.Oktober 2015Sammeln der Bestellungen
19.Oktober 2015Bestellung geht raus
~23.November 2015Anlieferung bei mir
~04.Dezember 2015Versand

Als Alternative können die Pakete auch ohne Widerstände bei mir bestellt werden.

Alternative LEDs gibt es zB bei LED-Tech: http://www.led-tech.de/de/Leuchtdioden/SMD-LEDs/PLCC6-Superbright-RGB-SMD--5.0x5.0mm--LT-1178_1_2.html
Die LEDs von LED-Tech haben in der Zwischenzeit eine andere PinBelegung und sind somit nicht 1:1 nutzbar. Der R und B Kanal sind dort anders als bei den LEDs aus der Sammelbestellung. Werden die LEDs von LED-Tech verwendet, muss darauf geachtet werden, das diese beiden Kanäle vertauscht sind und die Widerstände dann anders als aufgedruckt bestückt werden müssen!


Anschluss eines DCF77-Moduls[Bearbeiten]

Der Anschluss eines DCF77-Moduls ist optional. Wird ein DCF77-Modul angeschlossen, kann mittels D1 der DCF77-Empfang angezeigt werden. Die LED blinkt dann rot im Sekundenrhytmus und zeigt direkt die empfangenen DCF77-Impulse. Der Empfang wird kurze Zeit nach dem Einschalten aktiviert bzw. jede Stunde wiederholt.

Die DCF77-LED kann folgendermaßen angeschlossen werden:

TODO

Bei Anschluss des DCF77-Moduls von Reichelt ist folgendes zu beachten:

  • Es sollte direkt auf den Lötaugen des Reichelt-DCF77-Moduls ein Abblock-Kondensator von 100nF zwischen den Pins +UB und GND aufgelötet werden
  • Der Eingang PON muss offen bleiben - entgegen den (falschen) Angaben im Reichelt Datenblatt!
  • Das DCF77-Modul von Reichelt braucht eine Synchronisierungszeit von mindestens 10 Sekunden. Erst dann arbeitet der Empfänger.

Beim Anschluss des Conrad-Moduls ArtNr. 641138 ist folgendes zu beachten:

  • Es muss der nicht-invertierte Open-Collector-Ausgang Pin 3 als Signal an die WordClock angeschlossen werden.

Ein Max232 der zur Kontrolle angeschlossen ist, kann den DCF Empfang stören. Ohne Max232 verbessert sich der Empfang deutlich.

Da einige berichtet haben, dass der DCF-Empfang bei den Reichelt-Modulen oftmals gestört ist, hier ein Tipp von Carsten Wille, wie man den Empfang durch Hinzufügen weniger Bauteile wesentlich verbessern kann: Beitrag: Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr

Für Nutzer eines Pollin DCF77 Moduls ist aufgrund des nicht belastbaren Ausgangs eine kleine Hilfsplatine empfehlenswert. Siehe dazu auch Beitrag: Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr.
Die Platine ist Teil der All-On-One-Platine.

Software[Bearbeiten]

Module[Bearbeiten]

DCF77[Bearbeiten]

Zur Programmierung siehe den Artikel DCF77-Funkwecker mit AVR. Im Abschnitt Programmierung ist das Funksignal dokumentiert, zusammen mit einem Beispiel (Bitstrom und Bedeutung).

Codebeispiel siehe Codesammlung DCF 77.

Softwareentwickler: Torsten Giese (wawibu)


Automatische Helligkeitsregelung[Bearbeiten]

Die Helligkeit des Displays wird über einen LDR (z.B. LDR 07 von Reichelt) gesteuert.

Softwareentwickler: Rene H. (promeus)


Uhrzeit[Bearbeiten]

Die Zeit wird von einer batteriegepufferten Maxim DS1307 Echtzeituhr (RTC), die über I2C mit dem Microcontroller verbunden ist, zur Verfügung gestellt. Die Batterie soll bis zu 10 Jahre halten und wird direkt auf die Platine gelötet.

Softwareentwickler: Frank M. (ukw)


IR[Bearbeiten]

Es werden folgende Infrarot-Protokolle unterstützt:

Protokoll Hersteller
SIRCS Sony
NEC NEC, Yamaha, Canon, Tevion, Harman/Kardon, Hitachi, JVC, Pioneer, Toshiba, Xoro, Orion, NoName und viele weitere japanische Hersteller.
SAMSUNG Samsung
SAMSUNG32 Samsung
MATSUSHITA Matsushita
KASEIKYO Panasonic, Technics, Denon und andere japanische Hersteller, welche Mitglied der "Japan's Association for Electric Home Application" sind.
RECS80 Philips, Nokia, Thomson, Nordmende, Telefunken, Saba
RECS80EXT Philips, Technisat, Thomson, Nordmende, Telefunken, Saba
RC5 Philips und andere europäische Hersteller
DENON Denon
RC6 Philips und andere europäische Hersteller
APPLE Apple
NUBERT Nubert, z.B. Subwoofer System
B&O Bang & Olufsen (erst ab Version 1.0)
GRUNDIG Grundig (erst ab Version 1.0)
NOKIA Nokia, z.B. D-Box (erst ab Version 1.0)

Über die automatische Erkennung des Protokolls werden die nötigen Tastatur-Befehl-Bits aus den Infrarot-Daten extrahiert - ohne Kenntnis, welche Tasten da eigentlich tatsächlich gedrückt wurden. So eine Tabelle würde den Speicher des µCs sprengen. Deshalb passiert die Zuordnung der Tasten zu WordClock-Befehlen in einer kleinen Anlernprozedur, die einmal nach dem ersten Bootvorgang ausgeführt werden muss.

Mittlerweile gibt es einen eigenen Artikel zum Infrarot-Fernbedienungsdecoder, siehe IRMP

Softwareentwickler: Frank M. (ukw)

Eine passende Fernbedienung gibt es bei DX .

Sku_47019_1.jpg

Passend beschriftet werden kann die Fernbedienung mit folgenden Labels. Es gibt 2 Versionen der Scheckkartenfernbedienungen. Die erste passt für die DX Fernbedienung, diese ist etwas schmaler und länger. Einfach auf eine selbstklebende Folie drucken, ausschneiden und aufkleben.

WordClock RC Layout DX.png WordClock RC Layout.png


PWM[Bearbeiten]

Die PWM steuert die 3 RGB Kanäle. Damit ist freie Farbenwahl möglich.

Softwareentwickler: Frank M. (ukw)


Display[Bearbeiten]

Das Display wird nicht als 10x11 Matrix sondern wortweise angesteuert. Da die LEDs RGB-LEDs sind ergibt sich daraus für die 24 Wortteile und die 4 Minutenpunkte eine 28x3-Matrix.

Die Farben sind kein Muss, in der Minimalbeschaltung können auch einfarbige LEDs zum Einsatz kommen.

Softwareentwickler: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)

Struktur[Bearbeiten]

Die display.h ist quasi die Basisklasse. Dort ist definiert, welche Schnitsstellen eine Uhr anbieten muss. Einige front-unabhängige Sachen sind hier bereits implementiert.

Von ihr abgeleitet ist die display_tix und die display_wc, wo entweder der gesamte Rest implementiert ist (TIX) oder wo weitere Ableitungen existieren (WC).

Die display_wc implementiert die Teile die alle WC-Varianten gemeinsam haben. Von ihr sind quasi die verschiedenen WC-Frontplatten abgeleitet.

Die display_wc_xxx implentieren die Eigenheiten der speziellen Version, was neben ein paar Defines nur das Mapping Zeit → Ausgabemuster (display_getTimeState) ist und das Handling der Modus-Taste ist.

Hinzufügen eigener WC-Frontplattenlayouts[Bearbeiten]

Prinzipiell sind folgende Schritte notwendig:

  1. Kopieren und Umbenennen einer display_wc_xxx-Datei, die der eigenen Konfiguration am nächsten kommt (englisch, wenn nur eine Sprache, oder ger3 bei mehreren)
  2. in main.h define hinzufügen
  3. in display_wc.h oben das kopierte include unter Bedingung des gerade definiertne Defines hinzufügen
  4. anpassen des neuen headers
    1. Enumeration anpassen, Namen sind egal aber DWP_min1 - DWP_min4 müssen existieren. Auch sollten sie die Werte 24 - 28 haben.
      Bei kleineren werden sonst die übrigen Shift-Register-ausgängen mit geschalten.
      Höhere machen keinen Sinn, weil das heißen würde, das mehr Wörter als SR-Kanäle da sind.
    2. display_getMinuteMask und display_getHoursMask so anpassen, das alle Minuten, bzw Stundenkanäle gesetzt werden
    3. display_getTimeSetIndicatorMask gibt die Bitmaske zurück, die bei Zeiteingabe 0 Minuten visualisieren soll (da sonst nix blinkt)
    4. display_getNumberDispalyState muss eine übergebene Zahl in ein Bild umwandeln, dass die übergebene Zahl erahnen lassen kann.
    5. Modus-Taste - am einfachsten nur Einträge in e_WcGerModes anpassen. Die Schaltung kann behalten werden. Man beachte, dass es doppelt so viele Modi gibt, wie in der Enumeration, da jeweils das Es_ist abgeschalten werden kann. Ist das nicht gewünscht, muss das Define DISPLAY_DEACTIVATABLE_ITIS auf 0 gestellt.
  5. anpassen der mapping-funktion Zeit → Ausgabemuster (display_getTimeState)
    1. komplett im Code oder mit look-Up-Tables
    2. Es sollte natürlich der aktuell ausgewählte Modus (g_displayParams->mode) berücksichtigt werden

Benutzer-Interaktion[Bearbeiten]

Mit der Fernbedienung ist folgendes möglich:

  • Einmaliges Anlernen der Fernbedienung
  • Anpassen der automatischen Helligkeitssteuerung
  • Einstellen des Farbprogramms (Übergänge etc)
  • Stellen der Uhr (wenn kein DCF77-Modul angeschlossen)

Softwareentwickler: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)


Download[Bearbeiten]

SW V0.13[Bearbeiten]

Datei:Wordclock-0.13.zip (Bugfixes beachten)

Änderungen

  • gefixt BUG012_031 (Fehler in der Logik des Ambilight bei der automatischen Deaktivierung)
  • PCB Version 2.0 hinzugefügt
  • verbessertes Fading durch 4kHz-PWM
  • verbesserter Demo-Modus (Umschaltung zwischen altem Modus und Aktivierung aller Segmente)
  • flexiblere Implementierung display_wc_ger3
  • Narren-Modus
  • aktualisiertes Handbuch

Bugfixes[Bearbeiten]


ältere Versionen[Bearbeiten]

Hier gibt es noch ältere Software Stände:

SW V0.12[Bearbeiten]

Datei:Wordclock-0.12.zip

Bitte README.txt lesen!

Änderungen

  • Schwaben-Modus (ossi + 20 vor/nach)
  • Auto-Aus-Animation konfigurierbar mit Vorschau
  • Deaktivierbares "IT IS" für englische Front
  • Demo modus kann über Demo-Modus-Taste wieder verlassen werden
  • PWM modus für bessere Darstellung dunklerer Farben geändert (siehe BUG011_027)
  • PWM Stufen für linearere Erscheinung geändert
  • optisches Feedback bei "Helligkeit übernehmen" hinzugefügt (kurzzeitige Displayabschaltung)
  • gefixt BUG011_025 (Absturz bei Helligkeitskalibrierung)
  • gefixt BUG011_026 (Ambilight wird beim automatischen Ausschalten nicht (in jedem Fall) mit ausgeschaltet)
  • gefixt BUG011_027 (Niedrige Farbqualität bei niedrigen Helligkeiten)
  • gefixt BUG011_028 Fehler bei Zeitüberblendung - Auto-off-Animation ist nun unabhängig von Zeitüberblendung
  • verbessert BUG011_29 Flackern be Zeitüberblendung reduziert (immer noch nicht perfekt!)
  • gefixt BUG011_030 (SW Absturz wenn "falsche" Taste im Aus-Zustand gedrückt wurde (Statemachine wird nun immer geupdated))
  • aktualisiertes Handbuch
    • --> neue Features
    • --> "2.1 Übersicht der möglichen Kommandos" enthält nun Platz für Benutzer zum Eintragen seiner Tastennamen

SW V0.11[Bearbeiten]

Datei:Wordclock-0.11.zip

Bitte README.txt lesen!

Ergänzung: im Verzeichnis "art" fehlte ein PDF, ohne das das Handbuch nicht gebaut werden kann. Datei:Regiomap.pdf

Noch ein paar Tips zum Handbuch:
Latex muss 3x ausgeführt werden, damit alles in dem Ausgabedokument stimmt. Am besten TeXnicCenter benutzen und das beiliegende Projectfile (*.tcp) benutzen. Dann ein Ausgabeprofil anlegen (ein vorhandenes kopieren), in dem man eine der bat-Dateien als LaTeX-Compiler angibt.
Vorteil ist dann, dass man mittels der Buttons schneller durch die Ausgabe navigieren und zu Fehlermeldungen und Warnungen springen kann.


Änderungen:

  • gefixt BUG08_002 (Helligkeitskontrolle funktioniert nicht)
  • Kalibrierung der automaticshen Helligkeitsanpassung
    • --> neues IR-Kommando
    • --> neuer Eeprom-Parameter
    • --> neue Loggingoption
  • an Code-Konfig anpassendes latex-basiertes Handbuch (siehe readme)
  • IOs per IR ein/abschaltbar
    • --> neue IR-Kommandos
    • --> neue Eeprom-Parameter
  • gefixt BUG09_022 (Automatische Abschaltung) geänderte Logik (-> Handbuch)
  • Autosave optional (user.h USER_AUTOSAVE)
  • Eeprom-parameter-Sicherung bei An/Aus IR-cmd
  • Signalisierung im Auto-Aus-Zustand
  • gefixt BUG010_023 (schnelle Modus-Umschaltung verhindert Fading)
  • Schrittweite der Auschaltzeiten als define


SW V0.10[Bearbeiten]

Datei:Wordclock-0.10.zip

Bitte README.txt lesen!

Änderungen:

  • abschaltbares "ES IST" via Sprach-Wahl-Taste für beide deutsche Front Designs
    • (übernommen von wichtel - aber Reihenfolge geändert -> Handbuch)
  • Bootloader Support:
    • Wenn 'R' über die UART empfangen wird, wird ein Watchdog-Reset ausgelöst.
    • Der Watchdog wird direkt nach Systemstart deaktiviert.
  • Indikator für Zeiteingabe definiert -> blinkendes 'Uhr', wenn keine Minutenwörter aktiv
  • Helligkeit für Nachtstunden bei Zeiteingabe reduziert.
  • Sicherung des Hauptmodus (Einfarb-, Farbwechsel- und Pulse-Modus) und des aktiven Farbprofils im EEPROM
  • BAUD_ERROR Makro aktualisiert
  • atmega88 Konfiguration entfernt
  • DCF77 geändert, zwei erfolgreich empfangene Frames vor Zeitübernahme notwendig
  • IRMP-Version 1.7.2:
    • Bugfix: Timeout vor NEC repetition frames um "Geister-Kommandos" zu vermeiden
    • einige weniger wichtige Protokolle hinzugefügt
  • gefixt BUG09_018 (Zeitupdate während Zeiteingabe beinträchtigt Anzeige)
  • gefixt BUG09_019 (gemeldet von Wichtel) ("Gesiter-Kommandos" siehe neue IRMP-Version)
  • gefixt BUG09_020 (gemeldet von Roman) DCF-Initialisierung <=6 anstatt <=7
  • gefixt BUG09_021 (Ambilight in SW an OUTG2 anstatt OUTG1)
  • gefixt Fehler der in Mono-Color-Variante: zurückschalten in Normal-Mode forciert kein Display-Update

Die wichtigsten Einstellungen können in der Main.h geändert werden.


SW V0.9[Bearbeiten]

Datei:Wordclock-09.zip

Bitte README.txt lesen!

zusätzliche Features:

  • Unterstützung für neue (3 sprachige) deutsche Front
  • Unterstützung für TIX-Clock
  • kurze Anzeige von Submodi (Farbprofilauswahl, Sprachvariante)
  • Helligkeits-Offset wird abgespeichert
  • 24h Zeiteingabe (8-20Uhr: hell, 20-8Uhr: dunkel)
  • Standardeeprom-Werte im Flash
  • Ein/Aus-Schalt-Zeiten
  • Pulsierender Modus
  • neue IRMP-Version

Die wichtigsten Einstellungen können in der Main.h geändert werden.

Anmerkung: die vorkompilierten Hexfiles enthalten die 3-sprachig-deutsche Version. Wer noch eine alte Frontplatte hat, muss das Binary nach Ändern der Konfiguration (in der main.h) selbst kompilieren.

Bugfixes[Bearbeiten]

Zum Anwenden der .patch-Files gibt es das patch-Tool, das mit dem AVR-GCC kommt und von der Kommandozeile aus erreichbar ist. Manual-Page zu patch: hier.

V0.8[Bearbeiten]

Datei:Wordclock-08-src.zip Bitte 00README.txt lesen!


Bugs[Bearbeiten]

[bestätigt]
der Bug konnte von den Entwicklern reproduziert werden
[gefixt]
der Bug wurde bereits gefixt, der Fix ist aber in noch keinem Release enthalten.
[gefixt - Vx.y]
der Bug wurde in Version x.y gefixt
[widerlegt]
der Bug konnte nicht bestätigt werden, oder es wurde eine andere Ursache gefunden

Version 0.8[Bearbeiten]

  • BUG08_001 - [bestätigt] [gefixt - V0.9]
    • Helligkeitssteuerung per FB funktioniert nicht richtig
  • BUG08_002 - [bestätigt]
    • Helligkeitssteuerung per LDR funktioniert nicht richtig
    • [Ergänzt 22.5.10 von Wichtel] In pwm.c wird pwm_idx innerhalb pwm_set_brightness_step() falsch normiert: [gefixt - V0.10]
      • pwm_idx % MAX_PWM_STEPS; ersetzen durch:
      • else if (pwm_idx >= MAX_PWM_STEPS ) pwm_idx = MAX_PWM_STEPS - 1;
  • BUG08_003 - [bestätigt] [gefixt - V0.9]
    • OUT23 wird immer mit OUTL1 geschalten
  • BUG08_004 - [bestätigt] [gefixt - V0.9]
    • Helligkeitssteuerung: geänderter Wert wird nicht gespeichert
    • nach Power-ON-Reset immer 100%
  • BUG08_005 [widerlegt] (Fehler lag woanders)
    • die Kommandos der FB gehen nach einem Power-ON-Reset manchmal verloren
  • BUG08_006 (reportet von panik) [widerlegt] (Fehler lag woanders)
    • Die Uhr zeigt nach mehr als 10 Stunden Betrieb für wenige Minuten ein falsches Word mit halber Helligkeit (auf und abschwellend) an.
    • Anzeige korrekt: FÜNF NACH DREI (Ossi-Modus ist permanent aktiv)
    • jetzt beginnt zusätzlich das Word VIERTEL zu leuchten (halber Helligkeit auf und abschwellend)
    • Nach wenigen Minuten ist wieder alles normal.
  • BUG08_007 [widerlegt] (Fehler lag woanders)
    • nach mehr als 12 Stunden Betrieb oft zusätzliche Anzeige der Wörter VIERTEL und NACH (jetzt mit voller Helligkeit bis zum nächsten Bildwechsel)
    • z.B 20:15 Uhr --> Anzeige: ES IST VIERTEL NACH NEUN (Ossimodus aktiv)
    • 20:05 Uhr --> Anzeige: ES IST FÜNF VIERTEL NACH ACHT(Ossimodus aktiv)
    • 09:35 Uhr --> Anzeige: ES IST FÜNF VIERTEL NACH HALB ZEHN(Ossimodus aktiv)

Version 0.9[Bearbeiten]

  • BUG09_008 - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 1]
    • in der 3-sprachigen deutschen Frontplatte wird die Stunde wird in allen Sprachmodi 5min zu spät hochgezählt
    • Der Fehler liegt in display_wc_ger3.c Zeile 127: das > muss durch ein >= ersetzt werden (Patchfile)
  • BUG09_009 - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 3]
    • nach Systemstart (nach Ende des Blinken) führt Betätigung des Einfarbmodus-Knopfes (-> Farbprofilwahl) zum Absturz
    • Workaround: zuerst in anderen Modus wechseln (zB. Demo)
  • BUG09_010 - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 2]
    • Anzeige von EIN oder EINS vertauscht ('eins' wird angezeigt, wenn 'ein' dastehen; vice versa) bei 3 sprachiger Front
  • BUG09_011 - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 3]
    • IR-Training - bei falsch erkannten Kommandos (falsche Adresse) wird trotzdem hochgezählt.
  • BUG09_012 - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 3]
    • Der Compiler meint: user.c:164:23: error: userModes.c: No such file or directory - Sollte das nicht usermodes.c heißen?
  • BUG09_013 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 3]
    • Anzeige von EIN und EINS im Bereich von 0-4 und 5-9 min vertauscht, Zeile 153 in display_wc_ger3.c (mit Patch 2) muss lauten:
    • if((hour==1 || hour==13) && minutes==0){ // if "Es ist ein Uhr" <- remove 's' from "eins"
  • BUG09_014 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 3]
    • Nach manueller Uhrzeiteinstellung keine Übernahme der manuell eingestellten Helligkeit, nach einmal Pulsmodus ein/aus wird sie wieder übernommen
  • BUG09_015 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 4]
    • Nach einstellen von Ein/Ausschaltzeit keine Helligkeitssteuerung (Anmerkung von Vlad: -->BUG09_014), keine Modusumschaltung mehr möglich und keine Einblendung des Farbprofilnamens mehr
  • BUG09_016 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 4]
    • Trainingsmodus erreicht letztes Kommando nicht, da curkey vor Schlussabfrage incrementiert wird.
    • durch BUG09_011-fix entstanden
  • BUG09_017 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.9 Patch 5]
    • Uhr geht bis zu einer Minute vor, da die Sekunden durch DCF77-Empfang nicht beeinflusst werden, zur Abhilfe in dcf77.c als Zeile 379 einfügen: (die derzeitige Zeile 379 wird entsprechend nach unten geschoben)
    • DateTime_p->ss = 0;
  • BUG09_018 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.10]
    • Bei manueller Zeiteinstellung und abwarten des realen Minutenwechsels kehrt die Anzeige zur Uhrzeit zurück ohne den Einstellmodus zu beenden
  • BUG09_019 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.10]
    • Zuletzt erfolgreich erkanntes Fernbedienkommando wird sporadisch mehrere Minuten nach dem letzten tatsächlichen Empfang erneut erkannt
  • BUG09_020 (gemeldet von Roman) - [bestätigt] [gefixt V0.10]
    • Fehler in der Initialisierung der DCF77 Struct. Zeile 106 muss wie folgt lauten:
    • for (i=0; i < 6; i++)
  • BUG09_021 - [bestätigt] [gefixt V0.10]
    • Ambilight ist in SW an OUTG2, anstatt OUTG1
  • BUG09_022 (gemeldet von Wichtel) - [bestätigt] [gefixt V0.13]
    • Nach manuellem Einschalten während Ausschaltzeit oder man. Ausschalten während Einschaltzeitdauer sind die Ein/ausschaltzeiten wirkungslos
    • Nach erneutem manuellem Eingriff entsprechend programmiertem Zustand wirken sie wieder
    • --> Plan: http://www.mikrocontroller.net/topic/156661?page=15#1795536

Version 0.10[Bearbeiten]

Version 0.11[Bearbeiten]

  • BUG011_025 (gemeldet von Edimahler) [gefixt V0.12]
    • Druck auf Taste "Helligkeit übernehmen" führt (meistens) dazu, dass die Software hängen bleibt. Keine weiteren Zeitwechsel mehr, FB wird nicht mehr erkannt, nur die Farbe schaltet noch durch (Regenbogenmodus)
    • Workaround: Taste nicht drücken -> Helligkeit automatisch übernehmen lassen (?), Netzstecker ziehen und wieder einstecken.
    • http://www.mikrocontroller.net/topic/156661?goto=new#2322140
  • BUG011_026 (gemeldet von Edimahler) [gefixt V0.12]
    • Ambilight wird beim automatischen Ausschalten nicht (in jedem Fall) mit ausgeschaltet
    • Workaround: Ambilight manuell ausschalten
  • BUG011_027 (gemeldet von Edimahler) [gefixt V0.12]
    • Bei sehr niedrigen Helligkeiten werden alle Farben gräulich-weiss dargestellt (bedingt durch die immer kleiner werdende Auflösung der PWM und den gewählten PWM-Modus, wo immer alle LEDs minimal aufleuchten (schon öfter im Forum besprochen))
    • Durch den neuen INVERSED PWM Modus konnte das Problem behoben werden, die Grundfarben sind nun rein.
  • BUG011_028 (gemeldet von Vlad Tepesch) [gefixt V0.12]
    • Bei höher gewählten fade times als 1 Sekunde, wurde die Animation nicht mehr richtig dargestellt
    • Die Abhängigkeiten zwischen den beiden Parametern wurde durch Eiinfügen eines weiteren "defines" behoben
  • * BUG011_029 (gemeldet von Edimahler) [gefixt V0.13]
    • Bei den Zeitwechseln flackert manchmal die neue Zeit zuerst kurz auf, bevor der saubere Übergang stattfindet
    • in Version 0.12 verbessert, aber noch nicht restlos ausgemerzt!
  • BUG011_030 (gemeldet von Edimahler) [gefixt V0.12]
    • Beim Empfang eines korrekten, aber anderen IR-Protokolls als die Power-Taste, wurde bei ausgeschalter Uhr die Statemachine nicht mehr regelmässig geupdated, was zum kompletten Blockieren der Uhr führte.

Version 0.12[Bearbeiten]

Version 0.13[Bearbeiten]

  • BUG013_032 - [bestätigt]
    • im Narrenmodus wird auch bei runden 5 Minuten ein Punkt angezeigt.
    • Fix: in display_wc_ger3.c 437 (in 13a) in Zeile 123 && (minuteLeds > 0) einfügen

Flashen mittels Bootloader[Bearbeiten]

Bootloader von Hagen Re "AVRootloader"[Bearbeiten]

Bevorzugt wird der Bootloader von Hagen Re. → AVR-Bootloader_mit_Verschlüsselung_von_Hagen_Re

Dieser Bootloader zeichnet sich durch einen großen Funktionsumfang, einfache Inbetriebnahme, sowie komfortable Benutzung aus.

Hagen Re war so freundlich und hat das OK zur Integration in die WordClock-Auslieferung gegeben. Dies hat den Vorteil, dass der fertig konfigurierte Bootloader, sowie die Windows vorkonfigurierte Flash-Anwendung beiliegen und nicht extra geladen werden müssen.

Vielen Dank an Hagen für diesen tollen Bootloader!

Die vorkompilierten WordClock-Hexfiles sollten sowohl mit, als auch ohne Bootloader funktionstüchtig sein. Das senden eines 'R' per UART löst ein Reset (und damit ein Starten des Bootloaders) aus.

Verwendung des Bootloaders:

  • setzten der BOOTRST-Fuse am AtMega168
    • Damit ergibt sich folgende Konfiguration der Fuses: lfuse: 0xE2 hfuse: 0xDC efuse: 0xFC
  • flashen des AVRootloader-hexfile auf bisherigem Weg
  • Starten der AVRootloader.exe
  • Auswahl des Com-Ports
  • Baudrate auf 9600
  • Sign auf WCMB (WordClock Main Board)
  • "Connect to device" -> Button wird zu "Disconnect"
  • Auswahl des Hexfiles
  • Klick auf "Program"

Das Tool ist so konfiguiert, dass es von sich aus ein 'R' schickt, um die WordClock zu resetten und den Bootloader zu betreten.

Bootloader von Peter Dannegger "FastBoot"[Bearbeiten]

Um den ATmega168 mit dem Fastboot von Peter Dannegger zu flashen, muss vorab das FastBoot.hex eingespielt werden. Ebenso muss dann die eFuse auf 0xFC eingestellt werden.

Um dann später eine neue SW zu flashen, muss dann nur noch das neue Hexfile mittels FBOOT übertragen werden.

Im angehängten ZIP ist der FBOOT von Peter Dannegger und das HEX-File für den ATmega168 einfügt. >> Datei:WordClock FastBoot.zip <<

Ist diese einmal auf dem uC, kann jederzeit einfach über die serielle Schnittstelle (COM 1) mittels einem RS-232/TTL Pegelwandler die neue Firmware eingespielt werden.

Wichtig: FBOOT.exe und die neue Firmware müssen in einem Verzeichnis liegen. Dann kann mittels FBOOT /Pwordcl~1.hex geflasht werden. FBOOT kann nicht mit langen Dateinamen umgehen!

Ein bootloader-client für Linux ist hier zu finden. Credits: Bernhard Michler (Boregard), Andreas Butti, ad-rem.

Bootloader von chip45.com "chip45boot2"[Bearbeiten]

Bei diesem Bootloader muss die eFuse auf 0xF8 eingestellt werden und zusätzlich in main.h die Option "BOOTLOADER_RESET_WDT" abgeschaltet werden.

Vorkonfigurierte HEX-Files und PC-Software sind hier zu bekommen: http://www.chip45.com/info/chip45boot2.html

Bootloader von Karol Babioch "wordboot"[Bearbeiten]

wordboot ist ein dediziert für das Wordclock Projekt entwickelter Bootloader. Dieser basiert auf optiboot und wurde für die verwendete Hardware angepasst. Der Bootloader wird direkt von avrdude unterstützt, und ist somit unabhängig von der verwendeten Plattform einsetzbar. In seiner ursprünglichen Form ist er für den ATmega328P entwickelt worden, da der ATmega168 für die Erweiterungen von o.g. Firmware-Version nicht mehr ausreichend war. Zum Datei:Wordboot.zip gibt es allerdings auch eine für den ATmega168 kompilierte Version (ungetestet!).

Eigenschaften[Bearbeiten]
  • Implementiert das STK500 Protokoll und ist somit kompatibel mit avrdude.
  • Neben dem Lesen und Schreiben des Flash-Speichers, ist auch das Auslesen bzw. Beschreiben des EEPROM möglich.
  • Relativ klein: Der Bootloader nimmt nur 512 Wörter in Anspruch und lässt damit genug Platz für die eigentliche Anwendung.
  • Als einziger Bootloader zeigt er den aktuellen Status über die Minuten-LEDs des Frontpanels an. Beim Betreten des Bootloader bzw. beim Empfangen von Daten blinken diese in einer weißen Farbe, sodass ersichtlich wird, dass man sich im Bootloader-Modus befindet.
  • Bietet einige Optionen, welche das Verhalten des Bootloaders beeinflussen und hier näher beschrieben werden.
  • Komplett in C programmiert und nicht wie viele andere AVR ATmega Bootloader in Assembler. Dies bietet den Vorteil, dass das Ganze leichter verständlich und wartbar ist.
Fuses[Bearbeiten]

Die folgenden Fuses müssen programmiert werden:

  • BOOTRST = 0 (Boot Reset vector Enabled)
  • BOOTSZ = 01 (Boot Flash section size = 512 words)

Damit ergibt sich für den ATmega168 folgender Wert für die efuse: 0xFA

Installation[Bearbeiten]
  • Datei:Wordboot.zip herunterladen
  • Fuses wie oben angegeben programmieren
  • Bootloader auf konventionellem Weg flashen, d.h. per ISP oder HVPP
  • Die vier Minuten LEDs sollten nun beim Starten blinken
  • Anwendung kann mittels avrdude programmiert werden, z.B. mit folgendem Befehl:
 avrdude -p m328p -c arduino -b 9600 -P /dev/ttyUSB1 -U flash:w:Wordclock.hex
Weitere Informationen[Bearbeiten]

Alle weiteren Informationen bezüglich dieses Bootloaders finden sich im Projekt Repository.

Flashen per Bluetooth[Bearbeiten]

Bootloaden über Bluetooth wurde in diesem Post erfolgreich implementiert, siehe auch hier.


Mechanik[Bearbeiten]

Folgende Anleitung gilt für die Frontplatte aus Plexiglas und die Word Clock mit Ambilight, d. h. die Wandmontage erfolgt ohne Rahmen/Bilderrahmen. Beim Bau meiner Word Clock habe ich definitiv mehr Zeit über mechanische Lösungen nachgedacht, als über die Elektronik/Programmierung. Vor allem die Recherche geeigneter Bezugsquellen hat Zeit gekostet und die Lieferzeit hat den Bau der Uhr sehr verzögert. Ich hoffe, dass diese Anleitung hilft, etwas Zeit zu sparen.

Vorbereiten der Zwischenplatte[Bearbeiten]

Damit die Zwischenplatte optisch gut zur Frontplatte passt, muss diese lackiert werden. Im vorliegenden Vorschlag wurde die Zwischenplatte an den Seiten mit wasserbasiertem Acryllack schwarz lackiert.

Die MDF Platte kann grundiert oder gespachtelt werden. In diesem Beispiel wurde die Platte mit "Holz und MDF Spachtel” (z. B. Decotric, siehe Amazon) vorbehandelt. Eine geeignete Grundierung wäre z. B. “MDF Grundierung Grund Vorbehandlung” von Molto. Die Grundierung ist leichter zu verarbeiten. Mit der Spachtelmasse kann man allerdings unerwünschte Löcher verschließen. Die Masse muss einige Stunden aushärten, bevor sie geschliffen werden kann. Am besten beginnt man daher den Bau mit der Word Clock mit dieser Vorarbeit. In der Wartezeit kann die Elektronik zusammengelötet werden.

Nach dem Aushärten wurde die Oberfläche mit Schmirgelpapier geschliffen (P240) und anschließend dreimal lackiert. Die erste und zweite Lackschicht wurde jeweils mit P400 Schmirgelpapier geglättet.

Leider ist mir beim Einlöten der Komponenten nicht aufgefallen, dass die Batterie und IC2 (7805) sehr hoch sind. Da ich die Beinchen der Batterie schon zu kurz abgeschnitten hatte, konnte ich die Batterie nicht mehr einfach umbiegen, so dass dieses Problem nur noch durch angelötete Kabel zu lösen war. Die Batterie wird nun einfach neben die Steuerplatine gelegt. Den 7805 konnte ich durch Umbiegen etwas in seiner Höhe reduzieren. Der Platz für den umgebogenen 7805 wurde mit einer Fräse im Multitool/Dremel geschaffen.

Im Nachhinein betrachtet hätte ich mir diese Mühe sparen können, da durch die Befestigung mit dem Spiegelbefestigungsset (siehe unten) die Höhe kein Problem mehr ist. Ebenfalls etwas zu spät habe ich im Forum Bilder einer Lösung gesehen, bei der die Ausfräsung für Batterie und 7805 in Richtung des äußeren Randes und nicht wie bei mir in Richtung der LEDs gelöst worden war. Im äußeren Rahmen ist genug Platz für eine Ausfräsung, die es erlaubt, die Batterie und den 7805 horizontal einzulöten.

Befestigung der Frontplatte (“Plexiglasvariante”) an der Zwischenplatte[Bearbeiten]

Für die Befestigung der Frontplatte an der Zwischenplatte wurden im Forum schon einige Lösungen besprochen.

Man kann die Frontplatte z. B. mit Magneten befestigen oder direkt auf die Zwischenplatte kleben.

Als Kleber wird meist ein Zweikomponentenkleber auf Epoxidharzbasis verwendet (z. B. Uhu Plus Sofortfest, Uhu Plus schnellfest, Uhu Plus Endfest 300...), da dieser keine Lösungsmittel enthält, die Plexiglas oder die Tinte des Frontplattendrucks anlösen. Im Forum wird bemerkt, dass der Kleber dünn aber vollflächig aufgetragen wurde.

Im Folgenden wird eine einfache Methode beschrieben, die Frontplatte mit Magneten zu befestigen. Diese Methode hat den Vorteil, dass man die empfindliche Frontplatte abnehmen kann, wenn man an der Word Clock arbeitet. Die Magnete können ohne aufwendige Werkzeuge befestigt werden.

Ich habe mich für runde Magnete entschieden, weil man diese mit einer einfachen Bohrung befestigen kann. Die Haftkraft von vier 8 mm x 4 mm Magneten reicht aus, die Plexiglas-Frontplatte sicher zu tragen. Ich habe die Haftkraft bewusst nicht überdimensioniert, da ich Bedenken habe, dass starke Magnete beim Abnehmen der Frontplatte die Farbschicht von der Plexiglasplatte beschädigen könnten.

Ich verwende zwei Magnete. Der dickere Magnet wird in der Zwischenplatte versenkt. Der dünnere Magnet wird an die Frontplatte geklebt. Der dünnere Magnet hat den gleichen Durchmesser wie der dickere Magnet, er ist jedoch nur 0.5 mm dick.

Ein wesentliches Argument für die Verwendung von zwei Magneten anstelle der im Forum beschriebenen Lösung “1 Magnet und eine angeklebte Beilagscheibe” ist die Positioniergenauigkeit. Bei meinen Versuchen mit der Kombination Metall + Magnet hatte ich immer das Problem, dass der Magnet leicht seitlich verschoben werden konnte. Dies ist bei der Kombination Magnet + Magnet nicht möglich. Der flache Magnet wurde ebenfalls bewusst ausgewählt. Der Grund ist, dass zwei aneinander haftende Magnete nur schwer in axialer Richtung getrennt werden können. Es ist dagegen relativ einfach, die beiden Magneten durch seitliche Verschiebung zu trennen. Um die Plexiglasscheibe mit angeklebten Magneten seitlich verschieben zu können, dürfen die Magnete, die auf das Plexiglas geklebt werden, nicht zu hoch sein. Da die Plexiglasplatte ohne Luftspalt bündig auf der Zwischenplatte aufliegen soll, muss der Platz für den 0.5 mm Magnet auf der Seite der Zwischenplatte geschaffen werden.

Theoretisch müsste man für beide Magneten in die Zwischenplatte ein 8 mm Loch mit einer Tiefe von 0.5 mm + 4.0 mm = 4.5 mm bohren. Damit der 0.5 mm dicke Magnet durch Verschieben entfernt werden kann, wird der Rand der Bohrung so angeschrägt, dass der Magnet seitlich verschoben werden kann.

Da ich keine Bohrständer habe, wurde die Bohrungen freihändig mit einem 8 mm Holzbohrer im Akkuschrauber ausgeführt. Mit Hilfe eines Klebestreifens wurde die ungefähre Bohrtiefe festgelegt. Im Zentrum der 8 mm Sacklochbohrung wurde zusätzlich eine 2 mm Bohrung durch die Zwischenplatte angefertigt. In diese kann man von der Unterseite mit den 2 mm Bohrer stecken und bei Bedarf den Magneten wieder ausstoßen. Ursprünglich dachte ich, den 8 mm x 4 mm Magneten festkleben zu müssen. Die Passgenauigkeit war jedoch so gut, dass ich den 8 mm x 4 mm Magneten einfach in die Bohrung pressen konnten (mit Hilfe eines kleinen Hölzchens und eines kleinen Hammers).

Der 8 mm x 0.5 mm Magnet wird gemeinsam mit dem 8 mm x 4 mm Magnet so in die Bohrung gepresst, dass seine Oberfläche mit der Zwischenplatte bündig abschließt. Anschließend wird der kleine Magnet mit einem spitzen Gegenstand (z. B. Taschenmesser) entfernt und der Rand abgeschrägt (Dremel und Schleifsteinchen bzw. Fräser).

Vor der Klebebefestigung an der Plexiglasscheibe wird das Holz und der 8 mm x 4 mm Magnet mit einer dünnen Folie vor Kleberüberschuss geschützt. In meinem Fall habe ich Haushalts-Alu-Folie verwendet. Für die Klebung werden die 8 mm x 0.5 mm Magneten an dem fest gepressten 8 mm x 4 mm Magneten fixiert. Der Kleber wird dünn auf die Oberfläche des 8 mm x 0.5 mm Magneten aufgetragen, die Plexiglasscheibe korrekt positioniert und mit Hilfe von Gewichten während der Aushärtphase fixiert. Ich habe alle Magnete auf einmal geklebt.

Die einzelnen Arbeitsschritte sind auf den Bildern zu erkennen.

Bezugsquelle der Magnete[Bearbeiten]

Neotexx, Herweghstr. 11, 12487 Berlin ( http://www.neomagnete.com )

Folgende Magnete wurden verwendet:

  • Cylinder 8x0.5 mm, Dimension: D8x0.5mm, NdFeB Magnet in N48 (1.42 Tesla), Magnetized Direction: through 0.5mm (axial), Coating: Nickel, item # Z-008-000.5-N
  • Cylinder 8x4 mm, Dimension: D8x4mm, NdFeB Magnet in N48 (1.42 Tesla), Magnetized Direction: through 4mm, Coating: Nickel, item # Z-008-004-N

Wer den Mindestbestellwert (10€) und die vergleichsweise hohen Versandkosten (5,50€) scheut, kann mir (User Stoerte) eine PN-Schicken. Ich habe etwas großzügiger bestellt und würde die übrigen Magnete zu folgenden Paketen (Paket 2 für den Fall, dass man eine zweite Frontplatte zum Wechseln bestücken will) abgeben:

  • Paket 1: 4x D8x4mm + 4x D8x0.5mm = 4,50€ + 1,50€ Versand
  • Paket 2: 4x D8x4mm + 8x D8x0.5mm = 6,00€ + 1,50€ Versand

Befestigung der Platinen[Bearbeiten]

An der Zwischenplatte müssen folgende Komponenten befestigt werden:

  • Steuerelektronik
  • LED-Platinen Word Clock
  • LED-Platinen Ambilight
  • Netzteil
  • DCF77-Modul
  • Kabel

Die einfachste Lösung ist die Klebebefestigung mit Heißkleber oder einem anderen geeigneten Kleber. Die Klebemethode hat jedoch den Nachteil, dass die Klebung nicht so leicht wieder gelöst werden kann. Aus diesem Grund wurde eine reversible Alternative gesucht.

Die vorgeschlagene Methode wirkt zwar auf den ersten Blick nicht sehr professionell, funktioniert aber sehr gut. So musste ich einige Male Korrekturen an den LED Platinen vornehmen, weil sich z. B. bei meinen „Manipulationen“ Kabel gelöst haben.

Die Lösung ist relativ einfach. Ein harter Draht (in meinem Fall 0,8 mm dicker Federdraht, wird z. B. bei Kieferorthopäden verwendet, als Alternative kann man aber auch Büroklammerdraht verwenden) wird etwas länger abgezwickt, als die Ausfräsung für die Platine oder die Kabel ist. Der Draht kann in die relativ weiche MDF Platte so verkeilt werden, dass die Platine oder Kabel gut halten. Es ist sinnvoll, den Draht an beiden Enden abzuzwicken. Dadurch entstehen zwei scharfe Enden, die sich leichter im MDF verankern lassen.

Als Befestigung für die Ambilight-LED Streifen sowie das DCF-77 Modul habe ich leider keine bessere Lösung gefunden, als die Befestigung mit Heißkleber.

Die Steuerplatine wird durch die angeschlossenen Kabel sicher in ihrer Position gehalten.

Das modifizierte Conrad-Netzteil hält durch Klemmpassung in der Aussparung. Achtung: an der Unterseite der Platine liegen die 220 V Anschlüsse frei. Das ist kein Problem, sobald die Uhr an der Wand befestigt ist. Um sicherzustellen, dass niemand aus Versehen die Platine von der Seite berühren kann, wurde das Oberteil des Gehäuses als Berührschutz belassen. Beachten Sie dies bitte bei der Montage.

Diese Lösung ist nur von Relevanz, wenn die Stromversorgung direkt hinter der Uhr möglich ist. Dann sieht die Lösung allerdings sehr elegant aus:

Als Vorbereitung musste das Netzteilgehäuse geöffnet werden. Folgende Bilder zeigen den Innenaufbau und sollen so das Öffnen des Gehäuses erleichtern helfen. Das Gehäuse ist fest verklebt. Der Kleber kann nicht aufgesprengt werden (vielleicht würde es gehen, wenn man den Kleber mit einer Heißluftpistole ausreichend erwärmen würde ?). Ich habe mich für die Lösung entschieden, das Gehäuse entlang der Klebenaht mit einer Puk-Metallsäge aufzusägen, da ich noch nicht wusste, wie das Netzteil aufgebaut ist. Heute würde ich nur noch die Steckerpins absägen. Als Alternative zu dieser brachialen Methode habe ich geprüft, ob man ein Netzteil selbst bauen könnte. Ich bin aber zu den Schluss gekommen, dass es nicht wirklich möglich ist, ein eigenes Netzteil so preiswert und auch so klein wie das Conrad-Netzteil zu bauen.

Verkabelung[Bearbeiten]

P.N. (http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#2511143) hat eine elegante Lösung zur Befestigung des LDR und TSOP vorgeschlagen:

"- Der TSOP sitzt bei mir hinter dem "S" ("WACHTZEHNRS") und ist direkt auf diese Streifenplatine eingelötet. Davor habe ich natürlich die PWM-Leiterbahnen des letzten Feldes durchtrennt und die 3 Beinchen auf Stiftleisten am Ende der Platine geroutet. Geht bei dem Layout ganz gut. Der IR-Empfang ist auch durch die Frontplatte einwandfrei

- Der LDR sitzt hinter dem "M" ("TGNACHVORJM") und wurde ebenso an der Steifenplatine befestigt und auf eine Stiftleiste gelegt. Zusätzlich hat er noch einen "Schirm" aus einer Lochrasterplatine gegen Streulicht von angrenzenden Buchstaben erhalten"

Wandbefestigung der Uhr[Bearbeiten]

Minimal Montageset: Exzenterscheiben (oben), Spiegel-Haftmagnet (links und rechts aussen), Haftblech mit Kieme
Das Haftblech mit Kieme wird mit der Metallsäge getrennt und Bohrungen zur Befestigung mit Schrauben werden ergänzt (rechts Original, links Modifikation)
Fertig montierte Haftbleche


Die Word Clock kann wie jedes Bild an der Wand befestigt werden. Eine elegante, bewährte und gut funktionierende Variante stellt die Befestigung mit einer sog. Spiegelbefestigung mit Haftmagneten dar. Die Komplettsets sind meist ziemlich teuer und die Befestigungsbleche sind für die Word Clock viel zu groß.

Eine preisgünstige Lösung findet man bei:

Leha-Technik
Burger Straße 63 A
42859 Remscheid
www.leha.de

Hier kann man die Einzelkomponenten kaufen. Wichtig sind nur die Exzenterscheiben (2 Stück), die Haftmagneten (2 Stück) und die Haftbleche mit Kieme (2 Stück). Die Schrauben und Dübel sollten sich in der Bastelkiste finden (ich habe 6er Dübel, mit 4 x 50 mm Schrauben verwendet). Die Exzenterscheiben haben einen entscheidenden Vorteil. Wenn der Bohrer etwas verläuft oder wenn schon die Messung ungenau ist, kann man die Befestigung mit der Exzenterscheibe immer noch schön waagerecht ausrichten.

Theoretisch könnte man auf die Magneten verzichten. In meinem Fall war jedoch hinter der Uhr eine Stromversorgung und die Kabel waren etwas steifer als gewünscht. Das hatte zur Folge, dass die Uhr von den Kabeln von der Wand abgehoben wurde und somit leicht schräg stand. Die Magneten haben dieses Problem sehr elegant gelöst.

Das Haftblech mit Kieme wurde mit einer Eisensäge geteilt. Der Teil mit der Kieme ist mit 2.5 cm breit genauso breit, wie der Steg für die Befestigung. Da ich im Zusammenhang mit MDF kein Vertrauen zu dem Kleber hatte, wurden zwei Bohrungen ergänzt (3,5 mm Metallbohrer, improvisiertes Versenken der Schrauben mit einem 6 mm Metallbohrer, ich habe keinen speziellen Versenkbohrer). Das Blech wurde dann geklebt und mit 3 x 20 mm Spax-Schrauben befestigt. Die MDF Platte wurde vorher mit einem 2 mm Bohrer vor gebohrt.

Der untere, abgetrennte Teil des Haftbleches wurde für den Magneten verwendet. Seine Breite passte ebenfalls perfekt zu den Befestigungsstegen. Auch diese Bleche wurden zusätzlich mit Schrauben befestigt.

Anzahl x VPE Artikel Art.Nr.
2 x Stück Haftblech, mit Kieme - 70 x 70 mm (selbstklebend) 3 kg 5208608
2 x Stück Spiegel-Haftmagnet 5208601
2 x Stück Exzenterscheibe 5208602




Das erste Mal einschalten[Bearbeiten]

LED-Streifen[Bearbeiten]

Nach dem Verlöten aller Bauteile der LED-Streifen sollten diese vor dem endgültigen Verbau noch geprüft werden:

  1. Prüfung der drei PWM-Kanäle und der Steuerleitungen auf gegenseitige Kurzschlüsse
  2. Funktionsprüfung der LED-Streifen mittels direkter Versorgung durch ein Netzteil: Hierbei nacheinander die einzelnen Farben der jeweiligen Wörter anschließen und ggf. nacharbeiten, falls es 'mal dunkel bleiben sollte

-> "Beginner-Tipp": Die mangelhaften Lötstellen findet man am besten, wenn man mit dem Diodentest des Multimeters die Lötpunkte der angrenzenden LEDs berührt


Steuerplatine[Bearbeiten]

Wenn alle Bauteile verlötet sind, sollten zur ersten Prüfung alle Sockel noch leer bleiben. Wer ein entsprechendes Netzteil hat, sollte den Strom auf ca. 50mA begrenzen. Wer dies nicht kann, sollte wenigstens ein (im Regelfall auf 200mA) abgesichertes Netzteil dazwischen schalten. Zum Bestücken der einzelnen Bauteile sollte stets die Spannungsversorgung unterbrochen werden.

  1. Prüfen der Spannungsversorgung auf Kurzschluss
  2. Anlegen der Versorgungsspannung, am Spannungsregler sollten nun 5V anliegen. Tipp: Minus ist ganz außen, Plus ist die zweite Befestigung von außen. Kann man anhand der Unterseite der Platine kontrollieren. Im Schaltplan ist das bei der Belegung von KL1 nicht eindeutig zu erkennen!
  3. µC bestücken, die Stromaufnahme sollte nun knapp 20mA betragen
  4. Erst Fuses programmieren, dann Software flashen
  5. RTC, Schieberegister (74HCT595) und Treiber (ULN) einsetzen
  6. LED-Streifen anschließen
  7. Wenn alles funktioniert, dann blinken die 4 Minuten-LEDs nach dem Einschalten rund 5-6 mal gleichzeitig auf. Zu der Zeit fängt die RealTimeClock an zu ticken
  8. Während des Blinkens kann nun auch eine (beliebige) Taste auf der Fernbedienung gedrückt werden, und deren Anlernprozess gestartet werden (-> s. Manual). Für den Funktionstest muss keine dauerhafte Tastenbelegung gewählt werden, dies kann jederzeit nachgeholt werden.
  9. Wenn die FB angelernt ist, dann gibt es eine Taste, mit der alle Ausgänge (das heißt alle Wörter) nacheinander geschaltet werden ("Demo-Modus"). Den Demo-Modus kann man verlassen, in dem ein anderer Modus aktiviert wird. Drückt einfach im Anschluss an den Demo-Modus die Taste "Einfarb-/Modus/Farbprofile aktivieren".
  10. Mit der Fernbedienung und der Uhr spielen ... :o)
  11. Nun kann das DCF-Modul angeschlossen werden (wenn möglich, per UART den DCF-Status loggen). Nach einiger Zeit (mehrere Minuten!) sollte die Uhr die aktuelle Zeit anzeigen, sofern auf der DCF-Seite alles klappt.

Wenn eine Fernbedienung angelernt werden soll, dann musst man, während alle 4 Minuten-LEDs blinken, irgendeine Taste auf der Fernbedienung drücken. Wird die FB erkannt, dann hört das Blinken auf und die "eins" leuchtet. Jetzt musst man die Taste drücken, die zum Ein-/Ausschalten der Uhr verwendet werden soll. Als nächstes leuchtet die "zwei" usw..... --> Mehr dazu siehe Handbuch

Sollte nach dem "Neustart" der Uhr keine LED mehr leuchten, KEINE PANIK... es kann sein, dass einfach die "Helligkeit" der LEDs so gering ist, dass Ihr sie einfach nicht seht.

Tipp fürs erste Anlernen der FB: Einfach alle Tasten stur der Reihe nach durchdrücken. Dann kann man durch Zählen und Vergleichen mit der Tabelle im Handbuch solange "überleben", bis man die Muse hatte, eine sinnvolle Belegung zu überlegen und auch zu dokumentieren!


Abstimmungen[Bearbeiten]

Eine Stimme ist ein Strich. Nach 5 Strichen bitte ein Leerzeichen einfügen.

offen:[Bearbeiten]

IR-FB Anlernphase deaktivierbar (Default / keine FB angelernt: anlernen aktiv): |
ethernet ntp client: ||||| ||||| ||||| ||
Bewegungsmelder: ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||
| IR zum PC für Kommunikation/Bootloader |
RFM12 für Kommunikation/Bootloader |||
NTP Server (um eine genaue Zeit ins Netzwerk zu verteilen) |||
Beim Start, alle LEDs einmal der Reihe nach Durchlaufen lassen zum Funktionstest (statt "Volldampfmodus"): ||||| ||||| ||||| ||
Ton zur vollen Stunde (Beep/Piezo): ||||| ||
ZBus (Ethersex) zum einstellen der Uhr über das Netzwerk, evt holen der Zeitdaten über ZBus von einem Zeitserver: ||
zeitgesteuert Dunkelschalten wochentagsweise: ||||| ||||


bereits umgesetzt:[Bearbeiten]

DCF: ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||
IR für Fernbedienung: ||||| ||||| ||||| ||
Ambilight: ||||| ||||| ||||| ||||| ||||
zeitgesteuert Dunkelschalten (z. B. nachts "Aus"): ||||| ||||| |||||
Bluetooth: || (Posting: Bluetooth mit Debug, Bootloader und Autoreset)
Möglichkeit, Zeiteinstellmodus bei "0 Minuten" von Normalmodus zu unterscheiden z.B. blinkendes "UHR" |||||
"ES IST" soll man ein- oder ausschalten können: ||||| |
Bluetooth per FB ein-/ausschalten: ||
Taste "Speichern" auf FB statt automatisch |||(On Off speichert)
kurzzeitiger "Volldampf-Modus" (alle Wörter an für bspw. 30sek): ||||| ||| - als Submodus des Demomodus, multiplexing, jeweils ein Kanal an jedem Treiber aktiv

An/Ausschalt-Logik[Bearbeiten]

A: Manuell ausgeschaltete Uhr bleibt aus bei Erreichen der Einschaltzeit - hier könnte natürlich gleich der Stecker gezogen werden, sofern die Uhr nicht festeingebaut ist

B: Manuell ausgeschaltete Uhr geht wieder an bei Erreichen der Einschaltzeit

C: Es gibt eine OFF-Taste und eine STANDBY-Taste. Bei STANDBY schaltet sich die Uhr bei Erreichen der Einschaltzeit wieder ein, bei OFF bleibt sie aus.

D: Die Variante A oder B lässt sich vor dem Kompilieren der Software als define individuell nach eigenem Gutdünken festlegen. (Viele andere Werte sind bereits heute so einstellbar in der SW)


A Strichliste: |

B Strichliste: |||

C Strichliste: ||||| ||||| ||||| |

D Strichliste: |||| 


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