|
|
Word Clock Variante 2
[Bearbeiten] ÜberblickDiese Variante der Word Clock erlaubt die Ansteuerung jeder einzelnen LED in der Matrix, welche auf einer großen Platine aufgebaut wird. Die Mechanik, Front- und Zwischenplatte, sind die gleichen wie bei Variante 1 mit wortweiser Ansteuerung und Streifenplatinen für die LEDs.
Links zum Hauptartikel [1], zur Variante 1 [2] zum langen Thread [3] mit dem hier alles angefangen hat und zum Original [4], das alle hier inspiriert hat. [1] Word Clock Hier geht es zu dem Thread [5], in dem alle Belange der Variante 2 diskutiert werden sollten: [5] Beitrag: Projekt WordClock 2 [Bearbeiten] HardwareDiese Variante soll eine individuelle Ansteuerung jeder einzelnen LED ermöglichen und den Verdrahtungsaufwand verringern. [Bearbeiten] Sammelbestellung
Für Versand und Verpackung kommen dann nochmal 10€ dazu. (Alles brutto) Stand 2010-06-16: 10 Sätze Platinen bestellt. Auftragsbestätigung nennt Woche 29 als Liefertermin. Stand 2010-07-23: Die Platinen sind eingetroffen, ich bestücke einen Satz zum Testen, Montag gehen die bestellten Platinen raus. Stand 2010-07-26: Die Platinen sind via DHL auf die Reise gegangen. Alles verkauft! [Bearbeiten] Pflichtenheft
[Bearbeiten] Schaltung Zur Ansteuerung der LEDs wird hier ein Treiberbaustein von NXP verwendet: Der PCA9626B. Dieses IC kann 24 LED einzeln treiben, jeder Ausgang hat eine eigene 256-stufige PWM. Fünf dieser Bausteine werden für die Uhr benötigt. Für die Dunkelsteuerung der Anzeige in der Nacht kann man sowohl die Treiber abschalten, als auch den Schaltregler, der die LEDs versorgt. Die Schaltung wird durch ein 12V/18W Steckernetzteil versorgt. Das reicht aus, um alle 114 LEDs mit 20mA Strom leuchten zu lassen und den Rest der Schaltung zu versorgen. Schaltregler 1 ist fest auf 3.3V eingestellt und versorgt die gesamte Uhr ausgenommen die LEDs. Schaltregler 2 wird so eingestellt, daß durch eine LED im vollständig eingeschalteten Zustand 20mA fließen. Bei VF = 3.0V@20mA und einem Spannungsabfall von 0.5V am Treiber wird der Regler auf ca. 3.5V Ausgangsspannung einstellt. Als Herz der Schaltung wird ein Mikrocontroller aus der ATxmega-Serie von Atmel eingesetzt: ATxmega64A3 zum Einsatz kommt. Programmiert wird der Controller erstmalig über den "6-poligen Standard Programmierstecker nach Atmel". Danach kann ein weiteres Firmware Update für die USB-Schnittstelle erfolgen. Der DCF-77 Empfänger ist mit einem Geradeausempfänger von Temic realisiert worden. Diesen Chip gibt es nur noch bei Altteilehändlern in hinreichender Stückzahl im Angebot. Die Exemplare für den ersten Aufbau stammen von Global Electronic Service. Version 1.04 des Schaltplans als PDF: Media:AIO_WordClock_Schematic_V1.04.pdf Version 1.05 des Schaltplans als PDF: Media:AIO_WordClock_Schematic_V1.05.pdf Änderungen in V1.02: Änderungen in V1.03: Änderungen in V1.04: Änderungen in V1.05: Änderungen: (Neuer Schaltplan und Layout folgen nach Abschluß der SW.) [Bearbeiten] StücklisteMenge Wert Name
34 1µ C101, C102, C103, C105, C106, C201, C202, C203, C205, C206, C301,
C302, C303, C305, C306, C401, C402, C403, C405, C406, C501, C502,
C503, C505, C506, C901, C902, C903, C904, C906, C907, C908, C909, C910
16 100n C104, C204, C304, C404, C504, C608, C609, C610, C704, C708, C709,
C710, C711, C712, C713, C806
4 220n C601, C603, C605, C612
11 10µ C602, C604, C607, C611, C613, C701, C703, C714, C807, C808, C905
2 10n C606, C803
3 33n C702, C705, C802
2 22p C706, C707
1 6n8 C801
2 1n5 C804, C805
114 LUW T6SG D101-D122, D201-D222, D301-D322, D401-D424, D501-D524
1 20BQ030 D601
4 Micro-MaTch 4 J401, J501, J701, J801
1 PwrJack J601
1 USB B-Mini J602
2 Micro-MaTch 10 J603, J604
2 Micro-MaTch 12 J702, J901
1 Prog-PDI J703
1 1µH L601
2 KR6G5 MECH801, MECH802
1 BC847 Q801
114 3R0 R101-R111, R114-R124, R201-R211, R214-R224, R301-R311,
R314-R324, R401-R411, R414-R426, R501-R511, R514-R526
12 330R R112, R113, R212, R213, R312, R313, R412, R413, R512,
R513, R709, R710
1 56k R601
3 3k3 R602, R706, R707
1 1k R603
2 1k1 R604, R612
4 10k R605, R704, R705, R801
2 4k7 R606, R610
2 47k R607, R702
1 33k R608
1 13k R609
1 12k R611
3 100R R701, R703, R802
1 A906009 R708
1 100k R803
2 3R3 R901, R902
1 MK16-C-2 S901
4 LSH 9.5 mm S902, S903, S904, S905
5 PCA9626B U101, U201, U301, U401, U501
2 LMZ12003 U601, U603
1 FT232RL U602
1 LHi 1128 U701
1 TSOP32236 U702
1 MCP120-300 U703
1 ATxmega64A3-AU U704
1 U4224B U801
1 EA DOGM132B-5 U901
1 EA LED55X31-W U901a
1 8,0MHz XTAL701
2 77.5kHz XTAL801, XTAL802
Sonstiges
4 Gegenstück zu J401, J501, J701, J801
2 Gegenstück zu J603, J604
2 Gegenstück zu J702, J901
3m Flachkabel, 14-polig.
1 PSU 12V, 18W
1 Ferritstab 200x8
10m Kupferlackdraht 0.3mm
Vollständige Stückliste mit Hersteller/-nummer und Lieferant/Bestellnummer als Excel-Datei: Media:AIO_BOM_WordClock_V1.04.xlsx [Bearbeiten] Layout Die Hauptplatine hat die Abmessungen 314 x 333 mm, eine große Kachel, die fast vollständig hinter der 11x10 Matrix der Zwischenplatte verschwindet. Die Zwischenplatte aus dem Hauptartikel kann hier verwendet werden, es muß aber nach unten mehr Holz entfernt werden, damit die Anschlüsse und die Schaltregler frei zugänglich sind. Die LCD-Platine soll so montiert werden, daß man sie nach unten hinter der Uhr hervorziehen kann. Ein passend angebrachter Dauermagnet schaltet dann die Reed-Kontakt und damit die Hintergrundbeleuchtung ein. Version 1.04 des Layouts als PDF: Media:AIO_WordClock_Layout_V1.04.pdf Eagle-Schaltplan und -Board als Archiv: Media:AIO_WordClock_V1.04.zip Hier ein paar Eindrücke von den frisch eingetroffenen Platinen: [Bearbeiten] AllInOne Platine
[Bearbeiten] LCD Platine
[Bearbeiten] Inbetriebnahme[Bearbeiten] Bestückung der PlatinenDie Bestückung der Anzeigentreiber Chips stellt die größte Hürde beim Zusammenbau dar. Am Besten fixiert man die Chips vor dem Verlöten in der richtigen Position mit etwas Klebstoff. Mit einem Pitch von 0.5mm ist das eine echte Herausforderung. Man fängt auf der Rückseite der Platine mit den Schaltkreisen an und widmet sich dann dem Hühnerfutter drum herum. Auf der Vorderseite ist beim DCF-Empfänger zu beachten, daß vor dem IC801 erst C806, C807 & C808 und R802 bestückt werden müssen. Achtung: Die LEDs ändern mit jeder Zeile ihre Orientierung, d.h. die Anode zeigt immer zum dazugehörigen Vorwiderstand! Beim Bestücken der LCD-Platine beachten:
[Bearbeiten] Abgleich des DCF-Empfängers
Es gibt beim Empfänger nur einen Abgleichpunkt: den Antennenschwingkreis. Dieser muß auf 77.5 kHz abgeglichen werden. Auf den verwendeten Ferritstab 8 x 200 mm wird ein Streifen Papier gewickelt, der sich frei auf dem Stab verschieben läßt. Auf diesen Streifen wird eine Spule mit 130 Windungen CuL 0,3mm in zwei Lagen gewickelt. Zusammen mit dem Stab und Kondensatoren mit einer Gesamtkapazität von 3nF ergibt sich ungefähr die gewünschte Resonanzfrequenz. Für den genauen Abgleich wird die Spule als Frequenz bestimmendes Bauteil an eine Oszillator-Schaltung angeschlossen, z.B. an einen Differenzverstärker mit zwei Transistoren aus Wikipedia. Der Empfänger liefert ca. 1,5s nach anlegen der Versorgung ein stabiles Ausgangssignal:
[Bearbeiten] Mechaniktbd [Bearbeiten] SoftwareStand: 2011-09-21 [Bearbeiten] Windows Software (VS 2010, C#, .NET 4.0)Bootloader, um die Firmware per USB in den Controller zu laden. Version 1.00 2011-09-20 Media:PC_WordClock2_Boot_Loader_V1.00.zip [Bearbeiten] Bootloader für ControllerVersion 1.00 2011-09-20 Media:XMEGA64_Boot_Loader_V1.00.hex Der Bootloader muß mit einem geeigneten Programmiergerät in den Controller geflasht werden. Für die korrekte Funktion sind die Fuses auf 0xFF, 0x0A, 0xBE, 0xFC und 0xE3 zu setzen. [Bearbeiten] WordClock 2 Firmware[Bearbeiten] Version 0.00 2011-09-10Die Firmware ist zur Zeit nur über USB zu bedienen. 115kB, 8N1, kein Handshake. Sie dient z.Zt. nur zum Testen des Bootloaders. [Bearbeiten] Version 0.02 2011-12-02Features:
Zum Stellen Uhr mit Terminalprogramm verbinden (115kB, 8N1, kein Handshake) und die Return-Taste betätigen. |
