Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]

GPS Logger Mini

2010-10-28T20:59:38Z

Drivin: /* Downloads */

[[Datei:new_gLogger_logo.svg|right]]
''Von [http://www.k621.de Martin Matysiak]''

==Einleitung==

Nachdem ich mit meinem [[GPS Logger]] nun schon seit zwei Jahren erfolgreich diverse Strecken und Touren aufzeichne, wurde es Zeit für eine Neuauflage des Gerätes. Vor allem die Größe war auf Radfahrten eher hinderlich, hinzu kam die störanfällige Kabelverbindung des GPS-Moduls, die den alltäglichen Belastungen nicht immer stand hielt. Ein weiterer Aspekt beim Entwurf der zweiten Version, der mir wichtig war, ist eine leichte Nachbaumöglichkeit des Loggers. Aus diesem Grund verwende ich nur Bauteile, die bei den bekannten Distributoren erhältlich sind. Die Platine ist exakt auf das Gehäuse abgestimmt, sodass eine stabile Konstruktion gewährleistet ist.

Nachfolgend eine Auflistung der wichtigsten Änderungen im Vergleich zum Vorgänger:
* Deutlich kleiner (Außenmaße: 5cm x 5cm x 2cm)
* Integrierte Ladeschaltung
* Keine Schalter/Tasten - einlegen der SD-Karte schaltet das Gerät ein, herausnehmen schaltet es aus
* Aus Platzgründen verzicht auf ein FAT-Dateisystem auf der SD-Karte - Stattdessen Einsatz des selbstentwickelten "NoFS" ('''No''' '''F'''ile'''S'''ystem)
* Kein Schutz vor Tiefentladung. In der Regel sind LiIon Akkus durch eine interne Schaltung vor Tiefentladung geschützt. Sollte dies nicht der Fall sein bitte den Akku regelmäßig laden
* Geschätzte Akkulaufzeit: 10 bis 15 Stunden
* Doppelseitiges Layout, GPS-Modul befindet sich direkt auf der Platine (höhere Stabilität)

Eine Beispielroute, die mit dem gLogger Mini aufgezeichnet wurde, kann [http://maps.google.com/maps/ms?ie=UTF&msa=0&msid=102721812355516657756.000489127e67aca05a27f auf Google Maps] betrachtet werden. Einige Kurven sind dort sehr geschnitten, das liegt an der maximal möglichen Anzahl an Koordinaten bei Google Maps, weswegen der Pfad dementsprechend vereinfacht werden musste.

==Platine==
[[Bild:gLoggerMini_top.jpg|thumb|150px|Oberseite der Platine]]
[[Bild:gLoggerMini_bottom.jpg|thumb|150px|Unterseite der Platine]]
Die Platine ist von den Maßen her nach den Vorgaben des Gehäuses gestaltet. Mit Hilfe der zwei Bohrungen lässt es sich somit passgenau montieren. Beim Layout handelt es sich um ein Doppelseitiges, bei dem fast ausschließlich SMD-Bauteile verwendet worden sind, um möglichst viel Platz zu sparen. Das GPS-Modul ist fest auf der Platine angebracht, lediglich der Akku wird über ein kurzes Kabel zur Platine herangeführt. Alle Bauteile passen ohne große Probleme in das Gehäuse, näheres dazu in den folgenden Abschnitten.

Der Schaltplan sowie das Layout wurde mit Eagle erstellt, der Projektordner kann im "Downloads"-Bereich abgerufen werden. Ober- und Unterseite der Platine sind auf den beiden Fotos dargestellt, nachfolgend noch der Schaltplan des gLogger Mini:

[[Datei:gLoggerMini_schaltplan.png|700px]]

Aus Platzgründen wurde auf viele Extras des vorherigen [[GPS Logger]]s verzichtet, so wird die Akkumulatorspannung nicht mehr kontrolliert und die unverbundenen Pins sind auch nicht mehr zu Steckern herausgeführt. Auch auf einen klassischen ISP-Programmierstecker habe ich verzichtet. Auf der Unterseite der Platine sind allerdings alle 6 notwendigen Kontakte als große Lötpads freigelegt, an denen man Kabel zu einem passenden Stecker anlöten kann (siehe Bauanleitung). Da der Mikrocontroller in der Regel nur einmalig oder nur sehr selten umprogrammiert werden muss, hielt ich diesen Mehraufwand für vertretbar.

==Zusammenbau==

In diesem Abschnitt möchte ich eine Schritt für Schritt Anleitung zum Zusammenbau des "gLogger Mini" anbieten, sodass jeder einen Nachbau schafft. Im Abschnitt "Benötigte Bauteile" befinden sich nicht nur die Bauteile für die Platine, sondern auch alle anderen Bauteile, die für den Zusammenbau notwendig sind. Der dort aufgeführte Gesamtpreis entspricht somit ziemlich genau dem, was für einen Nachbau ausgegeben werden muss (zzgl. Versandkosten und MwSt. bei Farnell). Das Einzige, was dort nicht aufgelistet ist, sind zwei Schrauben zum fixieren der Platine im Gehäuse. Diese sollten sich allerdings im Haushalt oder aber im nächsten Baumarkt kostengünstig auftreiben lassen. Näheres dazu in der Anleitung.

===Benötigte Bauteile===

{| class="wikitable"
|-
! Bauteil || Beschreibung || Wert || Bauform || Distributor || Preis
|-
| C1 || Keramik-Kondensator || 1µF || 0805 || Alle || 0,07€
|-
| C2 || Keramik-Kondensator || 1µF || 0805 || Alle || 0,07€
|-
| C3 || Keramik-Kondensator || 10nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C4 || Keramik-Kondensator || 100nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C5 || Keramik-Kondensator || 100nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C6 || Keramik-Kondensator || 22pF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C7 || Keramik-Kondensator || 22pF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C8 || Keramik-Kondensator || 100nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| IC1 || Low-Drop Spannungsregler 3.3V || LP2985 || SOT23-5L || [http://de.farnell.com/national-semiconductor/lp2985aim5-3-3-nopb/v-reg-linear-3-3v-smd/dp/1469134 F] || 0,56€
|-
| IC2 || Laderegler || MAX1555 || SOT23-5L || [http://de.farnell.com/maxim-integrated-products/max1555ezk-t/usb-ac-adapter-1-cell-li-sot23/dp/1628222?Ntt=MAX1555 F] || 2,41€
|-
| IC3 || Mikrocontroller || ATMega88 || TQFP32 || [http://de.farnell.com/atmel/atmega88pa-au/mcu-8bit-avr-8k-flash-32tqfp/dp/1715490 F] || 3,56€
|-
| IC4 || MicroSD-Kartenslot || Hirose DM3B || SMD || [http://de.farnell.com/hrs-hirose/dm3bt-dsf-pejs/steckverbinder-micro-sd-push-push/dp/1764375 F] || 2,23€
|-
| IC5 || GPS-Modul || ST22 || - || [http://www.mikrocontroller.net/topic/151330 P] || 20€
|-
| LED1 || SMD Leuchtdiode || ROT || 1206 || Alle || 0,08€
|-
| LED2 || SMD Leuchtdiode || GRÜN || 1206 || Alle || 0,08€
|-
| Q1 || Quarz || 7,3728MHz || HC49/S || Alle || 0,18€
|-
| R1 || Widerstand || 470Ω || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| R2 || Widerstand || 10kΩ || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| R3 || Widerstand || 10kΩ || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| R4 || Widerstand || 470Ω || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| X1 || USB Buchse || Mini-B 5 pol. || SMD || [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=52003;PROVID=2402 R] || 0,24€
|-
| - || Akku || 600mAh || iPod Mini || [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=90643;PROVID=2402 R] || 5,30€
|-
| - || Gehäuse || Hammond 1551R || 5x5x2cm³ || [http://www.conrad.de/ce/de/product/534299/UNIVERSALGEHAeUSE-1551RBK-50X50X20-SCHW C] || 1,67€
|-
| - || Platine || || || [http://www.mikrocontroller.net/topic/181622 Ich!] || 10€
|-
| || '''Gesamtpreis''' || || || || '''47,15€'''
|}

Als Farnell-Alternative sei hbe-shop.de genannt, bei dem auch von Privat bestellt werden kann. Der Shop nutzt die Farnell-Bestellnummern.

===Anleitung===

Da fast ausschließlich SMD-Bauteile verwendet werden, sollten generelle Lötkenntnisse vorhanden sein. Diese Anleitung ist die Vorgehensweise wie ich das Gerät zusammengebaut habe. Es besteht durchaus kein Zwang, die selbe Reihenfolge einzuhalten. Mit dieser Anleitung möchte ich lediglich auf ein paar Feinheiten bei der Montage eingehen.

'''Schritt 1:''' Fangen wir mit der Oberseite der Platine an. Diese ist relativ unkritisch, alle SMD Bauteile können schon aufgelötet werden. Lediglich mit dem Quarz und dem GPS-Modul sollte man vielleicht noch warten. Der Quarz deswegen, weil man dadurch auf der Unterseite zwei "Löthügel" auf der Unterseite weniger hat, die beim verlöten des Mikrocontrollers unter Umständen stören könnten.
Das GPS-Modul kann man eigentlich auch jetzt schon auflöten, wenn man allerdings nachher noch selber am Programm für den Mikrocontroller arbeiten möchte, sind freie UART-Leitungen zwecks Debugging sehr hilfreich. Deswegen habe ich mir das Modul für den Schluss aufgespart.

''Tipp:'' Bei Bauteilen mit vielen Pins (z. B. die USB-Buchse) kann man ruhig viel Zinn verwenden, auch wenn Lötbrücken entstehen. Das überschüssige Lötzinn kann man dann mit einer Entlötlitze entfernen, anschließend hat man sehr gut aussehende Lötstellen. Das verfahren erläutere ich allerdings gleich noch einmal mit Bildern beim Mikrocontroller.

''Tipp:'' Wenn man nur SMD-1206-Bauteile auf Lager haben sollte, bekommt man diese auch ganz gut auf die 0805er Pads. Siehe zum Beispiel die 22pF Kondensatoren in der Nähe des Quarzes.

[[Datei:glm_zwei.jpg|150px|thumb|Platine nach Schritt Eins]]

'''Schritt 2:''' Nun sind SD-Slot und Mikrocontroller dran. Da beide sehr geringe Pinabstände besitzen, ist das Verfahren sehr ähnlich. Ich verwende die Methode mit einer Entlötlitze, welche im nachfolgenden Bild dargestellt ist. Das Verfahren ist relativ simpel:

a) Bevor das Bauteil platziert wird, zunächst die Pads mit etwas Lötpaste bedecken, sodass der Lötvorgang später vereinfacht wird (optional). Anschließend wird das Bauteil ausgerichtet und an zwei Pads (am besten gegenüberliegend) fixiert

b) Eine Kante wird großzügig mit Zinn bedeckt und verlötet

c) Mit einer Entlötlitze wird so lange überschüssiges Zinn wieder entfernt, bis keine Zinnbrücken mehr vorhanden sind

d) Wiederholung von Schritt b und c bei den verbleibenden Kanten

Das Ergebnis ist eine sehr gut aussehende Lötstelle mit optimalem Kontakt.

[[Datei:glm_tqfp.jpg]]

'''Schritt 3:''' Die kritischsten Bauteile befinden sich nun auf der Platine. Was noch fehlt, sind einige Kondesatoren, ein Widerstand sowie (falls vorhin weggelassen) der Quarz und das GPS-Modul. Nach dem erfolgreichen Löten sollte die Platine wie beim nebenstehenden Bild aussehen.

[[Datei:glm_fin.jpg|150px|thumb|Fast fertige Platine]]

'''Schritt 4:''' Nun muss noch der Akkumulator mit der Platine verbunden werden. Ausgeliefert wird er mit einem Stecker - eigentlich war eine passende Buchse geplant, leider haben wenige Millimeter für diesen Plan gefehlt. Aus diesem Grund muss der Stecker behutsam entfernt werden (die Kabel nicht davor abschneiden, sonst sind sie zu kurz!). Schaut man auf die Unterseite der Platine (die Seite mit µC und SD-Slot), so sollten die Kabel von links an die Vias herangeführt werden, damit alles gut in das Gehäuse passt. Hierbei muss man ein wenig probieren, bis es passt. Fotos zur Positionierung des Gerätes folgen noch.

'''Schritt 5:''' Bevor der Mikrocontroller programmiert wird, sollte man zunächst den Akkumulator vollständig aufladen (wer weiß, in welchem Zustand er ankommt..). Hierfür einfach das Gerät per USB entweder an den Computer oder an ein Netzteil mit USB-Buchsen-Ausgang stecken. Wenn alles geklappt hat, leuchtet jetzt die rote LED, die anzeigt, dass der Akku geladen wird. Zeit für eine kleine Pause :-)

'''Schritt 6:''' In der Zwischenzeit kann man sich natürlich auch den Programmieradapter basteln. Ich habe hierfür einen 2x3-Pin Stecker auf eine Lochraster Platine gebracht und anschließend an jeden Pin ein Stück Draht angelötet, welcher nachher mit den entsprechenden Pads auf der Platine verbunden werden muss. Das nebenstehende Foto zeigt meine Konstruktion. Es gilt folgende Pinbelegung:

[[Datei:Avr-isp-pinout.png]]

[[Datei:glm_isp.jpg|150px|thumb|ISP-Programmieradapter]]

'''Schritt 7:''' Sobald der Akku geladen und der Programmieradapter verbunden ist, wird es Zeit, das Gerät zu programmieren. Damit das Gerät Strom bekommt, muss während dieses Vorgangs eine MicroSD-Karte eingelegt sein. Neben dem Programm müssen auch die Fuses richtig eingestellt werden. Ich verwende hierfür das Programm "avrdude" mit folgenden Parametern<ref name="fuses">Änderungen im Vergleich zu den Standardfuses: CKDIV8 abgeschaltet, Clock Source = Ext. Crystal Osc., 3-8Mhz, 258/14CK + 65ms Startup Time</ref>:

<pre>-U lfuse:w:0xdc:m -U hfuse:w:0xdf:m</pre>

Ist das Gerät richtig programmiert, dürfe die grüne LED nach einem Initialisierungsvorgang mit einer Frequenz von 1Hz aufblitzen (wenn man nichts an den eingehenden NMEA-Kommandos verändert hat). Sollte dies der Fall sein, kann man nun den Programmieradapter wieder entfernen und die Platine im Gehäuse verschrauben.

'''Schritt 8:''' Leider liefert das Gehäuse nur Schrauben mit, um den Deckel zu befestigen, nicht aber für die inneren zwei Gewinde zur Befestigung der Platine. Diese muss man entweder zu Hause oder im nächsten Baumarkt suchen. Bei meinem Prototypen habe ich 2x12-Holzschrauben verwendet. Diese waren minimal zu lang! Ich würde also '''2x10 oder 2x8''' Schrauben empfehlen. Wichtig ist, dass sowohl die äußeren als auch die inneren Schrauben '''nicht zu fest''' angeschraubt werden dürfen. Ansonsten herrscht ein zu großer Druck auf den Kartenslot und die Karte verklemmt sich beim Einlegen oder Herausnehmen. Nach dem Anschrauben also immer prüfen, ob die Karte noch gut passt. Auf einer Seite des Gehäuses muss man etwas vom Plastik wegschneiden, damit Zugang zum USB-Port und zum Speicherkarten-Slot gegeben ist.

==Software==
===AVR===
[[Bild:gLoggerMini_offenLaden.jpg|thumb|150px|Geöffneter gLogger Mini während des Ladevorgangs]]
Die Software für den Mikrocontrollern besteht aus mehreren Einzelnen Modulen, die in der Hauptdatei zusammengesetzt in der Hauptschleife abgefragt werden. Der generelle Ablauf des Programms sieht wie folgt aus:

* NMEA-String vom GPS-Modul holen
* Wenn GPS Fix, dann NMEA-String auf SD-Karte schreiben
* Einmal als optisches Feedback die LED aufblitzen lassen
* Schlafen legen, auf den nächsten Datenempfang per UART warten

Es ist zu beachten, dass die LED bei jedem eingehenden NMEA-Kommando blinkt, und nicht etwa bei jedem Schreibvorgang. Sollte die SD-Karte also trotz mehrfachen Blinkens leer sein, so hatte das Modul höchstwahrscheinlich keinen GPS-Fix. Während der Initialisierung der Module leuchtet die grüne LED dauerhaft. Wenn sie anschließend mit einer relativ hohen Frequenz blinkt (um genau zu sein 5Hz), so konnte entweder die SD-Karte oder das GPS-Modul nicht initialisiert werden. Die rote LED ist nicht mit dem Mikrocontroller verbunden und dient nur zum Anzeigen des Ladevorgangs (leuchtet sie bei eingestecktem USB-Kabel, so wird der Akku momentan geladen. Sobald die LED erlischt, ist der Ladevorgang beendet und der Akku aufgeladen).

Standardmäßig werden nur $GPGGA-Meldungen aufgezeichnet. In der Datei ''modules/gps.c'' lässt sich dies in der Funktion ''gps_init()'' allerdings leicht verändern. Man muss lediglich die Werte der Variable ''commands'' (Z. 31) ändern:

<c>
unsigned char commands[8] = {
0x01, //GGA 1Hz
0x00, //Keine GSA
0x00, //Keine GSV
0x00, //Keine GLL
0x00, //Keine RMC
0x00, //Keine VTG
0x00, //Keine ZDA
0x00}; //In SRAM&FLASH
</c>

Der Wert gibt an, in welchem Zeitintervall (in Sekunden) das Kommando vom GPS-Modul ausgegeben werden soll. Der Wert 0 deaktiviert die jeweilige Meldung.

Sollten andere Kommandos gewünscht sein, so ist es ratsam bzw. '''notwendig''', die Prüfung nach einer validen Positionsmeldung abzuschalten. Hierfür muss man folgende Codezeilen in der Hauptschleife (''gLogger.c'', Z. 95-97)

<c>
if(gps_getNmeaSentence(nmeaBuf, 128)) {
nofs_writeString(nmeaBuf);
}
</c>

auf folgende abändern:

<c>
gps_getNmeaSentence(nmeaBuf, 128);
nofs_writeString(nmeaBuf);
</c>

und schon wird jegliches eingehende NMEA-Kommando auf die Speicherkarte geschrieben. Es gibt noch einige andere Konfigurationsoptionen für das ST22 GPS-Modul. Diese sind in der Application Note AN0003 des Skytraq Venus6 Chipsatzes<ref name="AN0003">[http://www.perthold.de/BINARY/AN0003_Binary_Messages_SkyTraq_Venus6.pdf AN0003 (*.PDF)]</ref> aufgelistet.

Die Befehlsbebliothek für das ''NoFS'' ist sehr begrenzt - von Außen handelt es sich um eine Art WOM<ref name="WOM">[http://de.wikipedia.org/wiki/Write-Only-Memory Write-Only-Memory]</ref>, ohne jegliche Lesefunktion. Da ich zum derzeitigen Zeitpunkt keine Verwendung für selbige Methode hatte, wurde erst einmal auf sie verzichtet. In zukünftigen Versionen wird eine Methode zum Lesen allerdings höchstwahrscheinlich noch folgen. Beim Schreiben von Zeichenketten (Funktion ''nofs_writeString'') werden diese zunächst in einen Buffer zwischengelagert, der die Größe eines Datensektors auf der Speicherkarte besitzt. Um die Schreibzugriffe auf die Speicherkarte gering zu halten und trotzdem keinen großen Datenverlust zu riskieren, wird der Buffer nur dann auf die Karte geschrieben, wenn selbiger voll ist, oder es sich um den ''n''-ten Funktionsaufruf handelt. Die Anzahl ''n'' kann in der Datei ''modules/nofs.h'' variiert werden (Konstante ''NOFS_WRITE_BUFER_AFTER_NTH_COMMAND'').

Die aktuelle Version der Software ist '''1.1'''. Aktualisierungen werden hier aufgeführt. Das AVR-Studio Projektverzeichnis kann man im Downloads-Bereich abrufen.

In Version 1.1 wurde ein Fehler behoben, durch den vorher das Schreiben immer nur bei Sektor 1 angefangen hat. Dadurch würden bereits existente Pfade allerdings überschrieben werden. Vielen Dank an [mailto:FischerRalf@gmx.net Ralf Fischer] für die Erkennung und gleichzeitige Lösung des Problems!

===PC===
Da beim Beschreiben der Karte auf ein Dateisystem verzichtet wurde, ist das Auslesen der Karte am PC nicht komplett ohne Zusatzsoftware möglich. Unter Linux kann man eingebaute Tools verwenden (z. B. ''dd''), für Windows-PCs habe ich eine kleine Software zum Auslesen und Leeren der Karte geschrieben. Ich nenne das Tool "RawRead". Es handelt sich hierbei um eine Kommandozeilen-Applikation, geschrieben in C++. Das Tool hat bestimmte Erkennungsmechanismen eingebaut, die das Auslesen und Leeren lediglich bei Wechselmedien erlauben. Durch einen bestimmten Header, der sich am Beginn eines NoFS-Laufwerkes befindet, wird zudem zusätzlich gewarnt, wenn man ein Nicht-NoFS-Laufwerk leeren möchte.

Die aktuelle Version des Programms ist '''1.0'''. Momentan muss man Eingaben wie Zielverzeichnis oder Laufwerkswahl (falls mehrere Wechselmedien angeschlossen) zur Laufzeit tätigen, geplant ist für die nächste Version ein Akzeptieren von Parametern, wodurch man ein Wechselmedium dann mit einem Klick auslesen und leeren kann.

Das ''NoFS'' besitzt eine recht lineare Struktur und ist nach folgendem Schema aufgebaut:

<c><Header><Daten><0x03></c>

Der Header besteht aus der Zeichenfolge ''k621.de'' (einfallslos, ich weiß). Danach folgen fortlaufend die Daten (wobei diese kein 0x03 enthalten dürfen). Abschlusscharakter ist ein 0x03 (== ETX, '''E'''nd '''o'''f '''T'''ext). Nachfolgende Daten werden ignoriert. Um eine Karte zu leeren genügt es, in den Ersten Sektor ein ''k621.de<0x03>'' zu schreiben. Der gLogger Mini sucht immer das erste Auftreten eines 0x03 und beginnt an dessen Stelle den Schreibvorgang. Das Dateisystem (wobei es eigentlich gar keines ist) besitzt durchaus seine Schwächen, ist jedoch für die Zwecke des GPS-Loggings komplett ausreichend und mit Mikrocontrollern deutlich leichter zu Handhaben als das FAT-Dateisystem.

Das Ergebnis des Auslesevorgangs ist eine Datei, die die aufgezeichneten NMEA-Kommandos beinhaltet. Diese kann man nun beispielsweise mit meiner [[GPS_Logger#Computer|NMEA-Toolbox]] zu Google-Maps Daten konvertieren. Das "RawRead" Tool inklusive Quellcode befindet sich im Downloads-Bereich.

In der neuen Version des Programms (1.1) werden nun die vergangenen Daten nach Abfrage ("Karte leeren?") wirklich komplett gelöscht. Davor wurde lediglich der erste Sektor überschrieben. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass es dadurch manchmal dazu kommen kann, dass beim Auslesen Teile von älteren Routen an das Ende der aktuellen Route angehängt werden. Dies ist nun nicht mehr möglich. Weiterhin bin ich von der "Dev-C++" auf die "MS Visual C++ 2010 Express" IDE umgestiegen, da Dev-C++ scheinbar nicht mehr ganz so gut gepflegt wird und die IDE teilweise recht fehlerbehaftet ist.

==Downloads==
* [[Media:gLoggerMini_eagle.zip|Eagle Projektordner (*.zip, 53KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_1_1p01_avr.zip|AVR-Studio Projektordner V1.1p01 Bugfix (*.zip, 19KB) '''(NEU, gepatchtes makefile, bitte für Win bestätigen)''']]
* [[Media:gLoggerMini_1_1_avr.zip|AVR-Studio Projektordner V1.1 (*.zip, 19KB) '''(NEU)''']]
* [[Media:gLoggerMini_avr.zip|AVR-Studio Projektordner V1.0 (*.zip, 19KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_1_1_exe.zip|RawRead V1.1 (*.zip, 5KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_1_1_msvcpp.zip|MS Visual C++ 2010 Express Projektordner für RawRead V1.1 (*.zip, 349KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_exe.zip|RawRead V1.0 (*.zip, 304KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_devcpp.zip|Dev-C++ Projektordner für RawRead V1.0 (*.zip, 5KB)]]

==Forendiskussionen==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/181622 Verkaufsthread Platinen]

==Einzelnachweise==
<references />

[[Kategorie:GPS]]
[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Datei:GLoggerMini 1 1p01 avr.zip

2010-10-28T20:40:01Z

Drivin:

GPS Logger Mini

2010-10-28T20:38:35Z

Drivin: /* Downloads */

[[Datei:new_gLogger_logo.svg|right]]
''Von [http://www.k621.de Martin Matysiak]''

==Einleitung==

Nachdem ich mit meinem [[GPS Logger]] nun schon seit zwei Jahren erfolgreich diverse Strecken und Touren aufzeichne, wurde es Zeit für eine Neuauflage des Gerätes. Vor allem die Größe war auf Radfahrten eher hinderlich, hinzu kam die störanfällige Kabelverbindung des GPS-Moduls, die den alltäglichen Belastungen nicht immer stand hielt. Ein weiterer Aspekt beim Entwurf der zweiten Version, der mir wichtig war, ist eine leichte Nachbaumöglichkeit des Loggers. Aus diesem Grund verwende ich nur Bauteile, die bei den bekannten Distributoren erhältlich sind. Die Platine ist exakt auf das Gehäuse abgestimmt, sodass eine stabile Konstruktion gewährleistet ist.

Nachfolgend eine Auflistung der wichtigsten Änderungen im Vergleich zum Vorgänger:
* Deutlich kleiner (Außenmaße: 5cm x 5cm x 2cm)
* Integrierte Ladeschaltung
* Keine Schalter/Tasten - einlegen der SD-Karte schaltet das Gerät ein, herausnehmen schaltet es aus
* Aus Platzgründen verzicht auf ein FAT-Dateisystem auf der SD-Karte - Stattdessen Einsatz des selbstentwickelten "NoFS" ('''No''' '''F'''ile'''S'''ystem)
* Kein Schutz vor Tiefentladung. In der Regel sind LiIon Akkus durch eine interne Schaltung vor Tiefentladung geschützt. Sollte dies nicht der Fall sein bitte den Akku regelmäßig laden
* Geschätzte Akkulaufzeit: 10 bis 15 Stunden
* Doppelseitiges Layout, GPS-Modul befindet sich direkt auf der Platine (höhere Stabilität)

Eine Beispielroute, die mit dem gLogger Mini aufgezeichnet wurde, kann [http://maps.google.com/maps/ms?ie=UTF&msa=0&msid=102721812355516657756.000489127e67aca05a27f auf Google Maps] betrachtet werden. Einige Kurven sind dort sehr geschnitten, das liegt an der maximal möglichen Anzahl an Koordinaten bei Google Maps, weswegen der Pfad dementsprechend vereinfacht werden musste.

==Platine==
[[Bild:gLoggerMini_top.jpg|thumb|150px|Oberseite der Platine]]
[[Bild:gLoggerMini_bottom.jpg|thumb|150px|Unterseite der Platine]]
Die Platine ist von den Maßen her nach den Vorgaben des Gehäuses gestaltet. Mit Hilfe der zwei Bohrungen lässt es sich somit passgenau montieren. Beim Layout handelt es sich um ein Doppelseitiges, bei dem fast ausschließlich SMD-Bauteile verwendet worden sind, um möglichst viel Platz zu sparen. Das GPS-Modul ist fest auf der Platine angebracht, lediglich der Akku wird über ein kurzes Kabel zur Platine herangeführt. Alle Bauteile passen ohne große Probleme in das Gehäuse, näheres dazu in den folgenden Abschnitten.

Der Schaltplan sowie das Layout wurde mit Eagle erstellt, der Projektordner kann im "Downloads"-Bereich abgerufen werden. Ober- und Unterseite der Platine sind auf den beiden Fotos dargestellt, nachfolgend noch der Schaltplan des gLogger Mini:

[[Datei:gLoggerMini_schaltplan.png|700px]]

Aus Platzgründen wurde auf viele Extras des vorherigen [[GPS Logger]]s verzichtet, so wird die Akkumulatorspannung nicht mehr kontrolliert und die unverbundenen Pins sind auch nicht mehr zu Steckern herausgeführt. Auch auf einen klassischen ISP-Programmierstecker habe ich verzichtet. Auf der Unterseite der Platine sind allerdings alle 6 notwendigen Kontakte als große Lötpads freigelegt, an denen man Kabel zu einem passenden Stecker anlöten kann (siehe Bauanleitung). Da der Mikrocontroller in der Regel nur einmalig oder nur sehr selten umprogrammiert werden muss, hielt ich diesen Mehraufwand für vertretbar.

==Zusammenbau==

In diesem Abschnitt möchte ich eine Schritt für Schritt Anleitung zum Zusammenbau des "gLogger Mini" anbieten, sodass jeder einen Nachbau schafft. Im Abschnitt "Benötigte Bauteile" befinden sich nicht nur die Bauteile für die Platine, sondern auch alle anderen Bauteile, die für den Zusammenbau notwendig sind. Der dort aufgeführte Gesamtpreis entspricht somit ziemlich genau dem, was für einen Nachbau ausgegeben werden muss (zzgl. Versandkosten und MwSt. bei Farnell). Das Einzige, was dort nicht aufgelistet ist, sind zwei Schrauben zum fixieren der Platine im Gehäuse. Diese sollten sich allerdings im Haushalt oder aber im nächsten Baumarkt kostengünstig auftreiben lassen. Näheres dazu in der Anleitung.

===Benötigte Bauteile===

{| class="wikitable"
|-
! Bauteil || Beschreibung || Wert || Bauform || Distributor || Preis
|-
| C1 || Keramik-Kondensator || 1µF || 0805 || Alle || 0,07€
|-
| C2 || Keramik-Kondensator || 1µF || 0805 || Alle || 0,07€
|-
| C3 || Keramik-Kondensator || 10nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C4 || Keramik-Kondensator || 100nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C5 || Keramik-Kondensator || 100nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C6 || Keramik-Kondensator || 22pF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C7 || Keramik-Kondensator || 22pF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| C8 || Keramik-Kondensator || 100nF || 0805 || Alle || 0,05€
|-
| IC1 || Low-Drop Spannungsregler 3.3V || LP2985 || SOT23-5L || [http://de.farnell.com/national-semiconductor/lp2985aim5-3-3-nopb/v-reg-linear-3-3v-smd/dp/1469134 F] || 0,56€
|-
| IC2 || Laderegler || MAX1555 || SOT23-5L || [http://de.farnell.com/maxim-integrated-products/max1555ezk-t/usb-ac-adapter-1-cell-li-sot23/dp/1628222?Ntt=MAX1555 F] || 2,41€
|-
| IC3 || Mikrocontroller || ATMega88 || TQFP32 || [http://de.farnell.com/atmel/atmega88pa-au/mcu-8bit-avr-8k-flash-32tqfp/dp/1715490 F] || 3,56€
|-
| IC4 || MicroSD-Kartenslot || Hirose DM3B || SMD || [http://de.farnell.com/hrs-hirose/dm3bt-dsf-pejs/steckverbinder-micro-sd-push-push/dp/1764375 F] || 2,23€
|-
| IC5 || GPS-Modul || ST22 || - || [http://www.mikrocontroller.net/topic/151330 P] || 20€
|-
| LED1 || SMD Leuchtdiode || ROT || 1206 || Alle || 0,08€
|-
| LED2 || SMD Leuchtdiode || GRÜN || 1206 || Alle || 0,08€
|-
| Q1 || Quarz || 7,3728MHz || HC49/S || Alle || 0,18€
|-
| R1 || Widerstand || 470Ω || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| R2 || Widerstand || 10kΩ || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| R3 || Widerstand || 10kΩ || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| R4 || Widerstand || 470Ω || 0805 || Alle || 0,10€
|-
| X1 || USB Buchse || Mini-B 5 pol. || SMD || [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=52003;PROVID=2402 R] || 0,24€
|-
| - || Akku || 600mAh || iPod Mini || [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=90643;PROVID=2402 R] || 5,30€
|-
| - || Gehäuse || Hammond 1551R || 5x5x2cm³ || [http://www.conrad.de/ce/de/product/534299/UNIVERSALGEHAeUSE-1551RBK-50X50X20-SCHW C] || 1,67€
|-
| - || Platine || || || [http://www.mikrocontroller.net/topic/181622 Ich!] || 10€
|-
| || '''Gesamtpreis''' || || || || '''47,15€'''
|}

Als Farnell-Alternative sei hbe-shop.de genannt, bei dem auch von Privat bestellt werden kann. Der Shop nutzt die Farnell-Bestellnummern.

===Anleitung===

Da fast ausschließlich SMD-Bauteile verwendet werden, sollten generelle Lötkenntnisse vorhanden sein. Diese Anleitung ist die Vorgehensweise wie ich das Gerät zusammengebaut habe. Es besteht durchaus kein Zwang, die selbe Reihenfolge einzuhalten. Mit dieser Anleitung möchte ich lediglich auf ein paar Feinheiten bei der Montage eingehen.

'''Schritt 1:''' Fangen wir mit der Oberseite der Platine an. Diese ist relativ unkritisch, alle SMD Bauteile können schon aufgelötet werden. Lediglich mit dem Quarz und dem GPS-Modul sollte man vielleicht noch warten. Der Quarz deswegen, weil man dadurch auf der Unterseite zwei "Löthügel" auf der Unterseite weniger hat, die beim verlöten des Mikrocontrollers unter Umständen stören könnten.
Das GPS-Modul kann man eigentlich auch jetzt schon auflöten, wenn man allerdings nachher noch selber am Programm für den Mikrocontroller arbeiten möchte, sind freie UART-Leitungen zwecks Debugging sehr hilfreich. Deswegen habe ich mir das Modul für den Schluss aufgespart.

''Tipp:'' Bei Bauteilen mit vielen Pins (z. B. die USB-Buchse) kann man ruhig viel Zinn verwenden, auch wenn Lötbrücken entstehen. Das überschüssige Lötzinn kann man dann mit einer Entlötlitze entfernen, anschließend hat man sehr gut aussehende Lötstellen. Das verfahren erläutere ich allerdings gleich noch einmal mit Bildern beim Mikrocontroller.

''Tipp:'' Wenn man nur SMD-1206-Bauteile auf Lager haben sollte, bekommt man diese auch ganz gut auf die 0805er Pads. Siehe zum Beispiel die 22pF Kondensatoren in der Nähe des Quarzes.

[[Datei:glm_zwei.jpg|150px|thumb|Platine nach Schritt Eins]]

'''Schritt 2:''' Nun sind SD-Slot und Mikrocontroller dran. Da beide sehr geringe Pinabstände besitzen, ist das Verfahren sehr ähnlich. Ich verwende die Methode mit einer Entlötlitze, welche im nachfolgenden Bild dargestellt ist. Das Verfahren ist relativ simpel:

a) Bevor das Bauteil platziert wird, zunächst die Pads mit etwas Lötpaste bedecken, sodass der Lötvorgang später vereinfacht wird (optional). Anschließend wird das Bauteil ausgerichtet und an zwei Pads (am besten gegenüberliegend) fixiert

b) Eine Kante wird großzügig mit Zinn bedeckt und verlötet

c) Mit einer Entlötlitze wird so lange überschüssiges Zinn wieder entfernt, bis keine Zinnbrücken mehr vorhanden sind

d) Wiederholung von Schritt b und c bei den verbleibenden Kanten

Das Ergebnis ist eine sehr gut aussehende Lötstelle mit optimalem Kontakt.

[[Datei:glm_tqfp.jpg]]

'''Schritt 3:''' Die kritischsten Bauteile befinden sich nun auf der Platine. Was noch fehlt, sind einige Kondesatoren, ein Widerstand sowie (falls vorhin weggelassen) der Quarz und das GPS-Modul. Nach dem erfolgreichen Löten sollte die Platine wie beim nebenstehenden Bild aussehen.

[[Datei:glm_fin.jpg|150px|thumb|Fast fertige Platine]]

'''Schritt 4:''' Nun muss noch der Akkumulator mit der Platine verbunden werden. Ausgeliefert wird er mit einem Stecker - eigentlich war eine passende Buchse geplant, leider haben wenige Millimeter für diesen Plan gefehlt. Aus diesem Grund muss der Stecker behutsam entfernt werden (die Kabel nicht davor abschneiden, sonst sind sie zu kurz!). Schaut man auf die Unterseite der Platine (die Seite mit µC und SD-Slot), so sollten die Kabel von links an die Vias herangeführt werden, damit alles gut in das Gehäuse passt. Hierbei muss man ein wenig probieren, bis es passt. Fotos zur Positionierung des Gerätes folgen noch.

'''Schritt 5:''' Bevor der Mikrocontroller programmiert wird, sollte man zunächst den Akkumulator vollständig aufladen (wer weiß, in welchem Zustand er ankommt..). Hierfür einfach das Gerät per USB entweder an den Computer oder an ein Netzteil mit USB-Buchsen-Ausgang stecken. Wenn alles geklappt hat, leuchtet jetzt die rote LED, die anzeigt, dass der Akku geladen wird. Zeit für eine kleine Pause :-)

'''Schritt 6:''' In der Zwischenzeit kann man sich natürlich auch den Programmieradapter basteln. Ich habe hierfür einen 2x3-Pin Stecker auf eine Lochraster Platine gebracht und anschließend an jeden Pin ein Stück Draht angelötet, welcher nachher mit den entsprechenden Pads auf der Platine verbunden werden muss. Das nebenstehende Foto zeigt meine Konstruktion. Es gilt folgende Pinbelegung:

[[Datei:Avr-isp-pinout.png]]

[[Datei:glm_isp.jpg|150px|thumb|ISP-Programmieradapter]]

'''Schritt 7:''' Sobald der Akku geladen und der Programmieradapter verbunden ist, wird es Zeit, das Gerät zu programmieren. Damit das Gerät Strom bekommt, muss während dieses Vorgangs eine MicroSD-Karte eingelegt sein. Neben dem Programm müssen auch die Fuses richtig eingestellt werden. Ich verwende hierfür das Programm "avrdude" mit folgenden Parametern<ref name="fuses">Änderungen im Vergleich zu den Standardfuses: CKDIV8 abgeschaltet, Clock Source = Ext. Crystal Osc., 3-8Mhz, 258/14CK + 65ms Startup Time</ref>:

<pre>-U lfuse:w:0xdc:m -U hfuse:w:0xdf:m</pre>

Ist das Gerät richtig programmiert, dürfe die grüne LED nach einem Initialisierungsvorgang mit einer Frequenz von 1Hz aufblitzen (wenn man nichts an den eingehenden NMEA-Kommandos verändert hat). Sollte dies der Fall sein, kann man nun den Programmieradapter wieder entfernen und die Platine im Gehäuse verschrauben.

'''Schritt 8:''' Leider liefert das Gehäuse nur Schrauben mit, um den Deckel zu befestigen, nicht aber für die inneren zwei Gewinde zur Befestigung der Platine. Diese muss man entweder zu Hause oder im nächsten Baumarkt suchen. Bei meinem Prototypen habe ich 2x12-Holzschrauben verwendet. Diese waren minimal zu lang! Ich würde also '''2x10 oder 2x8''' Schrauben empfehlen. Wichtig ist, dass sowohl die äußeren als auch die inneren Schrauben '''nicht zu fest''' angeschraubt werden dürfen. Ansonsten herrscht ein zu großer Druck auf den Kartenslot und die Karte verklemmt sich beim Einlegen oder Herausnehmen. Nach dem Anschrauben also immer prüfen, ob die Karte noch gut passt. Auf einer Seite des Gehäuses muss man etwas vom Plastik wegschneiden, damit Zugang zum USB-Port und zum Speicherkarten-Slot gegeben ist.

==Software==
===AVR===
[[Bild:gLoggerMini_offenLaden.jpg|thumb|150px|Geöffneter gLogger Mini während des Ladevorgangs]]
Die Software für den Mikrocontrollern besteht aus mehreren Einzelnen Modulen, die in der Hauptdatei zusammengesetzt in der Hauptschleife abgefragt werden. Der generelle Ablauf des Programms sieht wie folgt aus:

* NMEA-String vom GPS-Modul holen
* Wenn GPS Fix, dann NMEA-String auf SD-Karte schreiben
* Einmal als optisches Feedback die LED aufblitzen lassen
* Schlafen legen, auf den nächsten Datenempfang per UART warten

Es ist zu beachten, dass die LED bei jedem eingehenden NMEA-Kommando blinkt, und nicht etwa bei jedem Schreibvorgang. Sollte die SD-Karte also trotz mehrfachen Blinkens leer sein, so hatte das Modul höchstwahrscheinlich keinen GPS-Fix. Während der Initialisierung der Module leuchtet die grüne LED dauerhaft. Wenn sie anschließend mit einer relativ hohen Frequenz blinkt (um genau zu sein 5Hz), so konnte entweder die SD-Karte oder das GPS-Modul nicht initialisiert werden. Die rote LED ist nicht mit dem Mikrocontroller verbunden und dient nur zum Anzeigen des Ladevorgangs (leuchtet sie bei eingestecktem USB-Kabel, so wird der Akku momentan geladen. Sobald die LED erlischt, ist der Ladevorgang beendet und der Akku aufgeladen).

Standardmäßig werden nur $GPGGA-Meldungen aufgezeichnet. In der Datei ''modules/gps.c'' lässt sich dies in der Funktion ''gps_init()'' allerdings leicht verändern. Man muss lediglich die Werte der Variable ''commands'' (Z. 31) ändern:

<c>
unsigned char commands[8] = {
0x01, //GGA 1Hz
0x00, //Keine GSA
0x00, //Keine GSV
0x00, //Keine GLL
0x00, //Keine RMC
0x00, //Keine VTG
0x00, //Keine ZDA
0x00}; //In SRAM&FLASH
</c>

Der Wert gibt an, in welchem Zeitintervall (in Sekunden) das Kommando vom GPS-Modul ausgegeben werden soll. Der Wert 0 deaktiviert die jeweilige Meldung.

Sollten andere Kommandos gewünscht sein, so ist es ratsam bzw. '''notwendig''', die Prüfung nach einer validen Positionsmeldung abzuschalten. Hierfür muss man folgende Codezeilen in der Hauptschleife (''gLogger.c'', Z. 95-97)

<c>
if(gps_getNmeaSentence(nmeaBuf, 128)) {
nofs_writeString(nmeaBuf);
}
</c>

auf folgende abändern:

<c>
gps_getNmeaSentence(nmeaBuf, 128);
nofs_writeString(nmeaBuf);
</c>

und schon wird jegliches eingehende NMEA-Kommando auf die Speicherkarte geschrieben. Es gibt noch einige andere Konfigurationsoptionen für das ST22 GPS-Modul. Diese sind in der Application Note AN0003 des Skytraq Venus6 Chipsatzes<ref name="AN0003">[http://www.perthold.de/BINARY/AN0003_Binary_Messages_SkyTraq_Venus6.pdf AN0003 (*.PDF)]</ref> aufgelistet.

Die Befehlsbebliothek für das ''NoFS'' ist sehr begrenzt - von Außen handelt es sich um eine Art WOM<ref name="WOM">[http://de.wikipedia.org/wiki/Write-Only-Memory Write-Only-Memory]</ref>, ohne jegliche Lesefunktion. Da ich zum derzeitigen Zeitpunkt keine Verwendung für selbige Methode hatte, wurde erst einmal auf sie verzichtet. In zukünftigen Versionen wird eine Methode zum Lesen allerdings höchstwahrscheinlich noch folgen. Beim Schreiben von Zeichenketten (Funktion ''nofs_writeString'') werden diese zunächst in einen Buffer zwischengelagert, der die Größe eines Datensektors auf der Speicherkarte besitzt. Um die Schreibzugriffe auf die Speicherkarte gering zu halten und trotzdem keinen großen Datenverlust zu riskieren, wird der Buffer nur dann auf die Karte geschrieben, wenn selbiger voll ist, oder es sich um den ''n''-ten Funktionsaufruf handelt. Die Anzahl ''n'' kann in der Datei ''modules/nofs.h'' variiert werden (Konstante ''NOFS_WRITE_BUFER_AFTER_NTH_COMMAND'').

Die aktuelle Version der Software ist '''1.1'''. Aktualisierungen werden hier aufgeführt. Das AVR-Studio Projektverzeichnis kann man im Downloads-Bereich abrufen.

In Version 1.1 wurde ein Fehler behoben, durch den vorher das Schreiben immer nur bei Sektor 1 angefangen hat. Dadurch würden bereits existente Pfade allerdings überschrieben werden. Vielen Dank an [mailto:FischerRalf@gmx.net Ralf Fischer] für die Erkennung und gleichzeitige Lösung des Problems!

===PC===
Da beim Beschreiben der Karte auf ein Dateisystem verzichtet wurde, ist das Auslesen der Karte am PC nicht komplett ohne Zusatzsoftware möglich. Unter Linux kann man eingebaute Tools verwenden (z. B. ''dd''), für Windows-PCs habe ich eine kleine Software zum Auslesen und Leeren der Karte geschrieben. Ich nenne das Tool "RawRead". Es handelt sich hierbei um eine Kommandozeilen-Applikation, geschrieben in C++. Das Tool hat bestimmte Erkennungsmechanismen eingebaut, die das Auslesen und Leeren lediglich bei Wechselmedien erlauben. Durch einen bestimmten Header, der sich am Beginn eines NoFS-Laufwerkes befindet, wird zudem zusätzlich gewarnt, wenn man ein Nicht-NoFS-Laufwerk leeren möchte.

Die aktuelle Version des Programms ist '''1.0'''. Momentan muss man Eingaben wie Zielverzeichnis oder Laufwerkswahl (falls mehrere Wechselmedien angeschlossen) zur Laufzeit tätigen, geplant ist für die nächste Version ein Akzeptieren von Parametern, wodurch man ein Wechselmedium dann mit einem Klick auslesen und leeren kann.

Das ''NoFS'' besitzt eine recht lineare Struktur und ist nach folgendem Schema aufgebaut:

<c><Header><Daten><0x03></c>

Der Header besteht aus der Zeichenfolge ''k621.de'' (einfallslos, ich weiß). Danach folgen fortlaufend die Daten (wobei diese kein 0x03 enthalten dürfen). Abschlusscharakter ist ein 0x03 (== ETX, '''E'''nd '''o'''f '''T'''ext). Nachfolgende Daten werden ignoriert. Um eine Karte zu leeren genügt es, in den Ersten Sektor ein ''k621.de<0x03>'' zu schreiben. Der gLogger Mini sucht immer das erste Auftreten eines 0x03 und beginnt an dessen Stelle den Schreibvorgang. Das Dateisystem (wobei es eigentlich gar keines ist) besitzt durchaus seine Schwächen, ist jedoch für die Zwecke des GPS-Loggings komplett ausreichend und mit Mikrocontrollern deutlich leichter zu Handhaben als das FAT-Dateisystem.

Das Ergebnis des Auslesevorgangs ist eine Datei, die die aufgezeichneten NMEA-Kommandos beinhaltet. Diese kann man nun beispielsweise mit meiner [[GPS_Logger#Computer|NMEA-Toolbox]] zu Google-Maps Daten konvertieren. Das "RawRead" Tool inklusive Quellcode befindet sich im Downloads-Bereich.

In der neuen Version des Programms (1.1) werden nun die vergangenen Daten nach Abfrage ("Karte leeren?") wirklich komplett gelöscht. Davor wurde lediglich der erste Sektor überschrieben. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass es dadurch manchmal dazu kommen kann, dass beim Auslesen Teile von älteren Routen an das Ende der aktuellen Route angehängt werden. Dies ist nun nicht mehr möglich. Weiterhin bin ich von der "Dev-C++" auf die "MS Visual C++ 2010 Express" IDE umgestiegen, da Dev-C++ scheinbar nicht mehr ganz so gut gepflegt wird und die IDE teilweise recht fehlerbehaftet ist.

==Downloads==
* [[Media:gLoggerMini_eagle.zip|Eagle Projektordner (*.zip, 53KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_1_1p01_avr.zip|AVR-Studio Projektordner V1.1p01 Bugfix (*.zip, 19KB) '''(NEU, gepatchtes makefile)''']]
* [[Media:gLoggerMini_1_1_avr.zip|AVR-Studio Projektordner V1.1 (*.zip, 19KB) '''(NEU)''']]
* [[Media:gLoggerMini_avr.zip|AVR-Studio Projektordner V1.0 (*.zip, 19KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_1_1_exe.zip|RawRead V1.1 (*.zip, 5KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_1_1_msvcpp.zip|MS Visual C++ 2010 Express Projektordner für RawRead V1.1 (*.zip, 349KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_exe.zip|RawRead V1.0 (*.zip, 304KB)]]
* [[Media:gLoggerMini_rawread_devcpp.zip|Dev-C++ Projektordner für RawRead V1.0 (*.zip, 5KB)]]

==Forendiskussionen==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/181622 Verkaufsthread Platinen]

==Einzelnachweise==
<references />

[[Kategorie:GPS]]
[[Kategorie:AVR-Projekte]]

Word Clock

2010-05-30T19:30:43Z

Drivin: /* Elektronik */

Word Clock

2010-05-17T18:39:22Z

Drivin: /* offen: */

= Was ist das? =

[[Datei:wordclock-frontplatte-v2.png| |WordClock]]

Es geht hier um folgenden Thread [1], in dem der Bau einer Uhr diskutiert wird. Als Inspiration kann diese [2] dienen. Es wird keine patentrechtlich bedenkliche Kopie :-) 
[1] [http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#new Beitrag: Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr] 
[2] [http://www.qlocktwo.com http://www.qlocktwo.com]

== Funktionalitäten ==
* Speichern der Uhrzeit über Real Time Clock
* Optionaler DCF77-Funkempfang
* Automatische Helligkeitsanpassung an das Umgebungslicht
* Anzeige der Uhrzeit durch RGB-LED-beleuchtete Buchstaben, d.h. es sind beliebige Farben möglich
* Bedienung über Infrarot-Fernbedienung: Helligkeit, Farbe, Uhrzeit und Ausgabeformat ("viertel vor acht" oder "dreiviertel acht")
* Farbe einstellbar oder änderbar durch automatisch wechselndes HUE-Fading

= Hardware =
== Elektronik ==
* Atmega88 oder Atmega168
* 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 ==

[[Datei:wordclock-schmal-schaltung.png|miniatur|Schaltbild V1.0]]

Das Schaltbild ist für die Prototypen-Platine als auch für die endgültige Version 1.0 (schmale Platine) identisch. Lediglich der Pullup-Widerstand R7 am DCF-Anschluss ist weggefallen und ab Version 0.9 der Software auch nicht mehr beim Prototypen nötig.

Eine größere Sammelbestellung wurde im Januar 2010 organisiert, eine 2. Sammelbestellung ist im Gange (02_2010), siehe auch '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Word_Clock#Sammelbestellung_der_Platine Sammelbestellung der Platine]'''.

Hier die zugehörige Schaltung V1.0 als PDF: '''[[Media:wordclock-schmal.pdf]]'''

=== Reichelt Warenkorb Mono-Variante ===
Da selbst bei der Mono-Variante der ATmega 88 langsam mehr als eng wird, wurde dieser Warenkorb auch auf den ATmega 168 umgestellt.

Eine vollständige Liste zur Bestellung der nötigen Bauteile ist bei Reichelt abgelegt: '''[https://secure.reichelt.de/?;ACTION=20;LA=5010;AWKID=222466;PROVID=2084 Warenkorb-Mono]'''.

=== Reichelt Warenkorb RGB-Variante ===
Für die RBG-Version wird der ATmega 168 benötigt. Einen angepassten Warenkorb ist wieder bei Reichelt hinterlegt: '''[https://secure.reichelt.de/?;ACTION=20;LA=5010;AWKID=209168;PROVID=2084 Warenkorb-RGB]'''.

'''Derzeit ist der TSOP 1736 bei Reichelt nicht lieferbar. Laut telefonischer Auskunft (Stand: 19.01.2010), ist dieser im Moment im Rückstand. Ein Liefertermin ist bei Reichelt nicht bekannt.'''

'''Stand: 18.02.2010 Da nach wie vor der TSOP1736 nicht lieferbar ist, wurde der Warenkorb um den TSOP1738 erweitert.'''

Hinweis zum TSOP1738 >> http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1580976

Alternativ ist der SFH 5110-36 (36 kHz) bei Reichelt verfügbar, aber andere Pinbelegung beachten!!!

'''Aktuell ist auch der DS 1307 (Real Time Clock I²C) nicht lieferbar (Stand: 04.05.2010)'''

Laut Reichelt Support: Termin hat sich verschoben auf Mitte/Ende KW 20

Diese Liste bezieht sich sowohl auf den Prototypen als auf die endgültige (schmalere) Version.

== Bestückung ==

Hier eine kurze Beschreibung zur Bestückung:

'''Prototyp:'''

[[Datei:Wordclock.png|miniatur|Bestückte Platine (Prototyp)]]

* Links: Anschluss für stehende Lithium-Knopfbatterie CR2032 (die drei abgebildeten Stifte sind natürlich nicht notwendig, die Batterie wird direkt eingelötet)
* Unten links: Anschluss für DCF77-Modul und für Testzwecke RX & TX
* Oben Mitte: TSOP1736 für Infrarot-Empfang
* Oben links und rechts: Wannenstecker für insg. 32 Ausgabekanäle: OUT0-OUT23 (für die Wörter), OUTL1-OUTL4 (für die Minuten) und OUTG1-OUTG4 (für General-Purpose-Ausgabezwecke - noch nicht definiert)
* Rechts: Anschlussklemmen für Versorgungsspannung 7-20V und die drei PWM-Kanäle Rot, Grün und Blau

'''Endgültige Version (schmale Ausführung):'''

[[Datei:Wordclock-schmal.png|miniatur|Bestückte Platine (endgültige Version)]]

* Oben Mitte: Anschluss für stehende Lithium-Knopfbatterie CR2032 (die drei abgebildeten Stifte sind natürlich nicht notwendig, die Batterie wird direkt eingelötet)
* Unten 3-polige Stiftleiste: Anschluss für DCF77-Modul
* Unten 2-polige Stiftleiste: RX & TX (für Testzwecke)
* Unten rechts: TSOP1736 für Infrarot-Empfang
* Darüber: 2-polige Stiftleiste für LDR (Helligkeitsmessung)
* Oben links und rechts: Wannenstecker für insg. 32 Ausgabekanäle: OUT0-OUT23 (für die Wörter), OUTL1-OUTL4 (für die Minuten) und OUTG1-OUTG4 (für General-Purpose-Ausgabezwecke)
* Rechts: Anschlussklemmen für Versorgungsspannung 7-20V und die drei PWM-Kanäle Rot, Grün und Blau.

'''Achtung: die Reihenfolge der Schraubklemmen-Anschlüsse hat sich bei der endgültigen gegenüber der Prototyp-Version geändert, siehe weiter unten!'''

Der IR-Empfänger TSOP1736 muss hinter einem nicht benutzten Buchstaben angebracht werden. Deshalb braucht man ihn nicht unbedingt auf die Platine löten, sondern kann ihn auch über ein 3-poliges Kabel mit der Platine verbinden. Das Kabel sollte aber nicht zu lang sein, da der TSOP immer gern seinen Elko in der Nähe hat.

Da die Routine zur automatischen Helligkeitsregelung noch nicht ausgetestet ist, sollte man den Widerstand R6 (Pulldown für LDR) zunächst noch nicht bestücken, bis klar ist, welcher Wert der optimale für den gewählten LDR ist.

----

[[Datei:Wordclock-bestueckungsdruck.png|miniatur|Bestückungsaufdruck der Prototyp-Platine]]

'''FOLGENDES GILT NUR FÜR DEN PROTOTYPEN:'''

'''Durch einen Fehler in der Target3001-Bibliothek hat die Prototypen-Platine einen Fehler, der aber leicht behebbar ist:''' Die Einstecklöcher für die 3 MOSFETs IRLU2905 besitzen auf der Unterseite keine Lötpunkte. Daher müssen die IRLUs an die oben liegenden Lötpunkte festgelötet werden. Auf der unteren Seite bilden die Bohrlöcher leider einen Kurzschluss mit der unten liegenden Massefläche.

Deshalb müssen vorher(!) die Löcher für die IRLU-Beinchen mit einem spitzen Gegenstand auf der Unterseite von dem Kurzschluss mit der unteren Massefläche befreit werden. Dazu geht man folgendermaßen vor:

[[Datei:Wordclock-anschluesse.png|miniatur|Anschlüsse der Prototyp-Platine]]

Spitzen Gegenstand (z. B. Teppichmesser, Spitze einer kleinen Kneifzange) von unten(!) ins Loch stecken und zwei- bis dreimal dreimal im Bohrloch drehen, damit die Verbindung der unteren Massefläche zur Durchkontaktierung unterbrochen wird. Anschließend mit dem Ohmmeter prüfen, ob der Kurzschluss behoben ist. Insgesamt sind es 6 Löcher, die so behandelt werden müssen, diese betreffen jeweils die Pins 1 und 2 der drei IRLU-MOSFETs. Pin3 muss nicht bearbeitet werden, da hier sowieso die Masse angeschlossen werden muss,
siehe auch das nächste Bild unten.

Ist der Kurzschluss zur unteren Massefläche behoben, sollte man die IRLU-Beinchen trotzdem nicht durch das Bohrloch stecken, sondern:

* Beinchen kürzen, vielleicht die Enden (wegen der Stabilität) 2mm umbiegen
* Oben in SMD-Manier anlöten.

'''Im rechts stehenden Bild sind nicht nur die Lage der Anschlüsse verdeutlicht, sondern auch die Bohrlöcher für die IRLU-MOSFETs rot umkringelt, welche man von der Unterseite(!) her "behandeln" muss. Beim Prototypen müssen die IRLUs so angelötet werden, dass das Metall zur Schraubklemme zeigt.'''

----

'''Bestückung und Anschlüsse der endgültigen Version:'''

[[Datei:Wordclock-schmal-bestueckungsdruck.png|miniatur|Bestückungsaufdruck der endgültigen (schmaleren) Platine]]

[[Datei:Wordclock-schmal-bestueckt.jpg|miniatur|Bestückung: Orientierung der IRLUs beachten!]]

[[Datei:Wordclock-schmal-anschluesse.png|miniatur|Anschlüsse]]

'''WICHTIG für die Version 1.0:'''

'''Der oberste IRLU2905 muss anders herum eingelötet werden (Metall Richtung Spannungsregler) als die beiden unteren (Metall Richtung Schraubklemme). Siehe auch Foto rechts.'''

'''Die Reihenfolge der Schraubklemmen-Anschlüsse hat sich gegenüber dem Prototypen geändert, bitte unbedingt die Reihenfolge beachten!'''

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 2 zu PWMG und PWMB gehörenden IRLUs und die angeschlossenen 4 Widerstände am Gate der IRLUs kann man dann auch weglassen.

'''Bestückungsliste:'''

'''Diese Liste bezieht sich sowohl auf den Prototypen als auch auf die endgültige (schmalere) Version.'''

Name Wert
C1,C3,C4,C6,C8,C9 100NF
C10,C11,C12,C13 100NF
C2 4,7µF
C5,C7 47µF
D1 1N4001
IC1 ATMEGA88
IC2 7805
IC3 TSOP1736
IC4,IC5,IC6 74HCT595N
IC7 DS1307
IC8,IC9,IC10,IC11 UDN2981A
K4 Wannenstecker 10
K7,K8 Wannenstecker16
K6 LDR
KL1 KLEMME5POL
Q1 32,768KHz
R1,R6,R8,R10,R12 10K (R6 für LDR evtl.noch nicht bestücken)
R7 10K, entfällt!
R2 100
R3,R4 4K7
R5,R9,R11 82
T1,T2,T3 IRLU2905

== FAQ zur Bestückung ==

[[Datei:Wordclock-schmal-bestueckt.jpg|miniatur|Bestückung: Orientierung der IRLUs (ganz rechts) beachten!]]

Q: Wie herum müssen die IRLUs eingelötet werden?
A: Beim Prototypen: Alle drei mit der Metallseite zur Schraubklemme hin, Pin1
ist also immer "oben".

Bei V1.0 (schmale Version): Der oberste kommt mit der Metallseite nach
links (Richtung Spannungsregler), Pin 1 ist hier der untere. Die anderen
beiden IRLUs werden mit der Metallseite Richtung Schraubklemme eingelötet,
siehe auch Foto rechts. Hier ist jeweils Pin 1 der obere.

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: Bei dem ATMega und der RTC ist nicht ersichtlich, wie herum sie eingebaut
werden müssen?
A: Doch, kann man sehen: Der Lötpunkt von Pin1 ist immer rechteckig, die
anderen sind oval. Das gilt übrigens für fast alle Bauteile, auch die Wannen.

Q: Ich möchte oben statt der abgebildeten zwei 2x8-poligen Stiftleisten 16-polige
Wannenstecker nehmen. Wie herum kommen dann die oberen Wannen drauf?
A: Mit der Kerbe nach unten, sieht man auch am rechteckigen Lötpunkt - und
auch auf dem Foto rechts.

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: Zur Zeit ist der Infrarot-Empfänger TSOP1736 nur schlecht erhältlich.
Gibt es dazu eine Alternative?
A: Als Ersatz kann man auch den TSOP1738 nehmen. Dieser hat bei Fernbedienungen
mit einer Modulationsfrequenz kleiner/gleich 36kHz zwar eine geringere
Reichweite, bei Fernbedienungen mit einer Modulationsfrequenz größer/gleich
38kHz jedoch sogar eine höhere.

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 eines DCF77-Moduls ==

Der Anschluss eines DCF77-Moduls ist optional. Wird ein DCF77-Modul angeschlossen, kann mittels einer LED der DCF77-Empfang angezeigt werden. Die LED blinkt dann 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:

[[Datei:Wannen.png|miniatur|Anschlüsse der Wannenstecker]]

RGB-LED in Farbe:

/---|>|----| R |---- PWMR
OUTG4 +--|---|>|----| R |---- PWMG
\---|>|----| R |---- PWMB

Einfarbige LED gedimmt:

OUTG4 +--|---|>|----| R |---- PWMR

Einfarbige LED immer gleich hell:

OUTG4 +--|---|>|----| R |---- GND

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

- Prototyp-Platine: Der Pull-Up-Widerstand R7 darf nicht eingelötet werden.
Grund: Das Reichelt-Modul hat keinen Open-Collector-Ausgang, sondern einen
sehr schwachen Ausgang, welcher durch den Pullup-Widerstand permanent auf
High gezogen wird.

- 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.

Ab Software-Version 0.9 darf der Pullup-Widerstand R7 auf der Prototyp-Platine generell nicht mehr eingelötet werden. Daher ist er auch in der endgültigen Platinen-Version entfallen.

== Anschluss der LEDs ==
=== Zuordnung der Kanäle ===

[[Datei:Wannen.png|miniatur|Anschlüsse der Wannenstecker]]

Folgende Tabelle enthält die Zuordnung der Wörter zu den Pins der Wannenstecker.
Die Bezeichnungen der Pins entsprechen dem Schaltplan.
Zu beachten ist, dass die Reihenfolge der Wörter nichts mit der Anordnung auf der Frontplatte zu tun haben.

{| class="wikitable"
|+ '''Zuordnung Pins'''
|-
! Anschluss || [[#Deutsch (2-sprachig) |Frontplatte deutsch 2-sprachig]] || [[#Deutsch (3-sprachig) |Frontplatte deutsch 3-sprachig]] || [[#Englisch|Frontplatte Englisch]]
|-
| OUT0 || ES IST || ZW || IT IS
|-
| OUT1 || FÜNF (Minuten) || EI || FIVE (Minuten)
|-
| OUT2 || ZEHN (Minuten) || N || TEN (Minuten)
|-
| OUT3 || VOR (Minuten) || S || QUARTER
|-
| OUT4 || DREI (Minuten) || IEBEN || TWENTY (Minuten)
|-
| OUT5 || VIERTEL || DREI || HALF
|-
| OUT6 || NACH || VIER || TO
|-
| OUT7 || VOR || FÜNF || PAST
|-
| OUT8 || HALB || SECHS || ONE
|-
| OUT9 || S || ACHT || TWO
|-
| OUT10 || EIN || NEUN || THREE
|-
| OUT11 || ZWEI || ZEHN || FOUR
|-
| OUT12 || DREI || ELF || FIVE
|-
| OUT13 || VIER || ZWÖLF || SIX
|-
| OUT14 || FÜNF || ES IST || SEVEN
|-
| OUT15 || SECHS || UHR || EIGHT
|-
| OUT16 || SIEBEN || FÜNF (Minuten) || NINE
|-
| OUT17 || ACHT || ZEHN (Minuten) || TEN
|-
| OUT18 || NEUN || ZWANZIG || ELEVEN
|-
| OUT19 || ZEHN || DREI (Minuten) || TWELVE
|-
| OUT20 || ELF || VIERTEL (Minuten) || O CLOCK
|-
| OUT21 || ZWÖLF || NACH || unverbunden
|-
| OUT22 || UHR || VOR || unverbunden
|-
| OUT23 || unverbunden || HALB || unverbunden
|-
| OUTL1 || min1 || min1 || min1
|-
| OUTL2 || min2 || min2 || min2
|-
| OUTL3 || min3 || min3 || min3
|-
| OUTL4 || min4 || min4 || min4
|-
| OUTG1 || Ambilight (opt.) || Ambilight (opt.) || Ambilight (opt.)
|-
| OUTG2 || unverbunden || unverbunden || unverbunden
|-
| OUTG3 || unverbunden || unverbunden || unverbunden
|-
| OUTG4 || dcf Empfang || dcf Empfang || dcf Empfang
|}

=== Beschaltungsvarianten der LEDs===

Da die Schaltung genügend Power hat, um eine Unmenge an RGB-LEDs zu treiben, gibt es folgende 3 Möglichkeiten, die auch mixbar sind:

1. Pro Wort für jeden Buchstaben eine RGB-LED (mit gemeinsamer Anode) in
Parallelschaltung (natürlich mit geeignetem Vorwiderstand pro LED)

Prinzip (am Beispiel des Wortes "VIER"):

/---|>|----| R1R |---- PWMR
+--|---|>|----| R1G |---- PWMG "V"
| \---|>|----| R1B |---- PWMB
|
| /---|>|----| R2R |---- PWMR
+--|---|>|----| R2G |---- PWMG "I"
| \---|>|----| R2B |---- PWMB
OUTx-+
| /---|>|----| R3R |---- PWMR
+--|---|>|----| R3G |---- PWMG "E"
| \---|>|----| R3B |---- PWMB
|
| /---|>|----| R4R |---- PWMR
+--|---|>|----| R4G |---- PWMG "R"
\---|>|----| R4B |---- PWMB

2. 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 (ja,
die gibt es).

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

Theoretisch könnte man solche Streifen als Platine herstellen, welche man dann immer auf die gewünschte Länge kürzt, als 1, 2, 3 ... 7 Buchstaben.

3. Pro Wort nur eine LED. Für längere Wörter (ab 3 bis 4 Buchstaben) kann man natürlich auch 2 LEDs parallel oder in Reihe schalten, siehe 1. und 2.

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

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

1. Parallelschaltung, eine LED pro Buchstabe im Wort:

/----|>|----| R1 |---- PWMR "V"
+-----|>|----| R2 |---- PWMR "I"
OUTx-+
+-----|>|----| R3 |---- PWMR "E"
\----|>|----| R4 |---- PWMR "R"

2. Reihenschaltung, eine LED pro Buchstabe im Wort:

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

3. Pro (kurzem) Wort nur eine LED:

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

Zum Berechnen der Vorwiderstände kann z. B. dieser Rechner
verwendet werden: '''[http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109111.htm Vorwiderstands-Rechner]''' oder '''[http://www.modding-faq.de/index.php?artid=506 Vorwiderstands-Rechner mit Unterstützung für Reihenschaltung]'''

Verwendet man SMD-LEDs mit einem Abstrahlwinkel von 120°, kann man mit einer LED bei einem Abstand von ca. 3,5 cm immer zwei Buchstaben ausleuchten. Wenn man jedes Buchstabenpaar mit einer SMD-LED beleuchtet, dann benötigt man jeweils:

* 1 LED für 1er und 2er-Wort
* 2 LEDs für 3er und 4er Wort
* 3 LEDs für 5er und 6er Wort und
* 4 LEDs für 7er Wort

Das macht dann, inkl. der 4 Minutenpunkte, insgesamt 55 LEDs.

Bedingung ist aber ein Diffusor direkt hinter den Buchstaben, damit die LEDs selbst nicht sichtbar sind.

== Sammelbestellung der Platine ==

Stand April/Mai 2010:

Aufgrund der weiterhin großen Nachfrage gibt es eine neue Sammelbestellung No. 3, Auflage 100 Stück.

Die Platinen sind mittlerweile bei mir eingetroffen und werden dann am Montag, dem 10.05.2010 von mir verschickt.

Es sind noch einige Platinen verfügbar, Wer noch an der Sammelbestellung teilnehmen möchte, kann sich bei mir (Benutzer [http://www.mikrocontroller.net/user/show/ukw ukw]) per PN melden.

Stückpreis: 10 EUR zzgl. Versandkosten von 1,50 EUR für bis zu 4 Platinen. Ab 5 Platinen beträgt der Versandkostenpreis 2,50 EUR. Bei Versand ins europäische Ausland betragen die Versandkosten 2,50 EUR bzw. 3,50 EUR (ab 5 Stück).

'''Aktueller Zählerstand der Interessenten am 10.05.2010: 45 noch verfügbar.'''

Selbstverständlich weist diese Platinen-Version nicht den Kurzschluss auf, den die ersten 20 Prototypen-Platinen hatten. Die Platine ist wesentlich schmaler als der Prototyp, Maße sind: 146mm x 35,6mm.

Historie:

* Ende 2009: Vorabbestellung des Prototyps in kleinerer Auflage: 20 Stück (für die Entwickler)
* Januar 2010: Erste große Sammelbestellung der endgültigen WordClock-Platine V1.0. Auflage: 200 Stück.
* Februar 2010: Zweite große Sammelbestellung der V1.0. Auflage: 100 Stück.
* April 2010: Dritte große Sammelbestellung der V1.0. Auflage: 100 Stück.

== Zwischenplatte ==
Die Zwischenplatte befindet sich zwischen den LEDs und der Frontplatte. Sie schränkt die Leuchtweite der LEDs auf die einzelnen Buchstaben bzw. Wörter ein. Die folgenden Ausführungen und Maße beziehen sich auf eine 45x45cm große Front- und eine ebenso große Zwischenplatte.

Bei Einzelbeleuchtung der Buchstaben kann für jeden Buchstaben ein Loch von ca. 24mm Durchmesser gebohrt werden. Die Positionierung kann dabei dieser Skizze entnommen werden:

[[Datei:WordClock_Zwischenplatte.jpg|miniatur|ohne]]

Wahlweise kann auch bei Gesamtbeleuchtung der einzelnen Wörter ein rechteckiger Ausschnitt erfolgen (z. B. bei Verwendung einer Hartschaumplatte). Der Aufbau kann dann ähnlich folgender Skizze erfolgen:

[[Datei:WordClock_Zwischenplatte_Kasten.jpg|miniatur|ohne]]

=== Sammelbestellung ===
Es kam die Idee auf, auch den Zwischenboden über eine Sammelbestellung laufen zu lassen. Hierzu wurden mehrere Angebote eingeholt, um einen Zwischenboden wie folgt fräsen zu lassen:

[[Datei:Zwischenboden_Maße.jpg]]

Angebot aus FOREXclassic:
* 1-24 Stück 77€
* 25-99 Stück 71€
* ab 100 Stück 63€

Angebot aus MDF:
* 1-4 Stück 55€
* 5-24 Stück 35,52€
* ab 25 Stück 25,80€
* Einmalige Dateiübernahme: 25,00 €
* Rüstkosten pro Auftrag: 30,00 €

Auch mit diesen Staffelpreisen, ist dann ein Zwischenboden noch immer teurer als eine Front. Also warum nicht selbst herstellen? Die Idee hatte ich bereits im Forum geschrieben:
http://www.mikrocontroller.net/topic/156661?page=12#1695860

Sollten genügend Interessenten zusammen können, werde ich das auf jedenfall nochmals durchrechnen und mir überlegen eine CNC Fräse anzuschaffen.

So sammele ich im Moment erstmal unverbindlich, welche Mengen zu einem Preis vom 15-20€ gebraucht würden. Wer breit ist, für einen gefrästen MDF-Zwischenboden (Größe egal) einen Preis von 15-20€ zu zahlen, kann sich bei mir per PN melden: ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/wawibu wawibu])

'''Aktueller Stand: 05.Mai - 61 Zwischenböden bei ca 20€'''

Aus FOREXclassic wird der Zwischenboden entsprechend teurer, da hier allein eine Platte (1220x3050 >> 12 Böden) bei ~330€ liegt. Somit kommt ein Zwischenboden allein vom Material auf ~28€. Dazu dann die 10-15€ fürs fräsen.

----

== Frontplatte ==
=== Konzept ===
'''[http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1481337 Brauche Hilfe beim Bau einer Uhr]'''

Bei interesse an einer Frontplatte kann man mir (Benutzer [http://www.mikrocontroller.net/user/show/ukw ukw]) eine Nachricht hinterlassen,
siehe auch [http://www.mikrocontroller.net/articles/Word_Clock#Sammelbestellung_Frontplatte Sammelbestellung Frontplatte].

2 Versionen sind vorgesehen, jeweils in 45cm x 45cm

* Deutsch mit Bezeichnung "viertel vor" und "drei Viertel" - per Software einstellbar
* Englisch

Die Minutenanzeige (1 - 4 Minuten) werden jeweils mit einem Punkt an der Ecke der Frontplatte dargestellt.

==== Deutsch (3-sprachig) ====
Die aktuelle Version, die auch für die Sammelbestellung gilt:

E S K I S T L F Ü N F <nowiki>==> ES IST FÜNF</nowiki>
Z E H N Z W A N Z I G <nowiki>==> ZEHN ZWANZIG</nowiki>
D R E I V I E R T E L <nowiki>==> DREI|VIERTEL</nowiki>
T G N A C H V O R J M <nowiki>==> NACH VOR</nowiki>
H A L B Q Z W Ö L F P <nowiki>==> HALB ZWÖLF</nowiki>
Z W E I N S I E B E N <nowiki>==> ZW|EI|N|S|IEBEN</nowiki>
K D R E I R H F Ü N F <nowiki>==> DREI FÜNF</nowiki>
E L F N E U N V I E R <nowiki>==> ELF NEUN VIER</nowiki>
W A C H T Z E H N R S <nowiki>==> ACHT ZEHN</nowiki>
B S E C H S F M U H R <nowiki>==> SECHS UHR</nowiki>

Damit ist es möglich 3 regionale Sprechweisen darzustellen.

'''Folgende Schreibweisen werden unterstützt:'''

'''Wessi-Modus:'''

es ist ein uhr
es ist fünf nach eins
es ist zehn nach eins
es ist viertel nach eins
es ist zehn vor halb zwei
es ist fünf vor halb zwei
es ist halb zwei
es ist fünf nach halb zwei
es ist zehn nach halb zwei
es ist viertel vor zwei
es ist zehn vor zwei
es ist fünf vor zwei

'''Rhein-Ruhr-Modus:'''

es ist ein uhr
es ist fünf nach eins
es ist zehn nach eins
es ist viertel nach eins
es ist zwanzig nach eins
es ist fünf vor halb zwei
es ist halb zwei
es ist fünf nach halb zwei
es ist zwanzig vor zwei
es ist viertel vor zwei
es ist zehn vor zwei
es ist fünf vor zwei

'''Ossi-Modus:'''

es ist ein uhr
es ist fünf nach eins
es ist zehn nach eins
es ist viertel zwei
es ist zehn vor halb zwei
es ist fünf vor halb zwei
es ist halb zwei
es ist fünf nach halb zwei
es ist zehn nach halb zwei
es ist dreiviertel zwei
es ist zehn vor zwei
es ist fünf vor zwei

Hier der aktuelle Entwurf der Buchstaben-Anordnung als Bild: '''[[Media:WordclockFront_gerV2.pdf‎]]'''

==== Deutsch (2-sprachig) ====
Eine ältere Version, die zu Referenzzwecken genannt werden sollte:

E S K I S T A F Ü N F <nowiki>==> ES IST FÜNF</nowiki>
U Z E H N F M V O R G <nowiki>==> ZEHN VOR</nowiki>
D R E I V I E R T E L <nowiki>==> DREI VIERTEL</nowiki>
N A C H V O R H A L B <nowiki>==> NACH VOR HALB</nowiki>
X F Ü N F R S Z W E I <nowiki>==> FÜNF ZWEI</nowiki>
S I E B E N A V I E R <nowiki>==> SIEBEN VIER</nowiki>
Z E H N T G S E C H S <nowiki>==> ZEHN SECHS</nowiki>
L D R E I U A C H T J <nowiki>==> DREI ACHT</nowiki>
E L F N E U N E I N S <nowiki>==> ELF NEUN EIN|S</nowiki>
B Z W Ö L F R H U H R <nowiki>==> ZWÖLF UHR</nowiki>

Diese Version enthält nur den Wessi- und den Ossimodus.

Als Bild: '''[[Media:WordclockFront_ger.pdf‎]]'''

==== Englisch ====

I T K I S G H A L F E <nowiki>==> it_is half</nowiki>
T E N Y Q U A R T E R <nowiki>==> ten quarter</nowiki>
D T W E N T Y F I V E <nowiki>==> twenty|five</nowiki>
T O P A S T E F O U R <nowiki>==> to past four</nowiki>
F I V E T W O N I N E <nowiki>==> five two nine</nowiki>
T H R E E T W E L V E <nowiki>==> three twelve</nowiki>
B E L E V E N O N E S <nowiki>==> eleven one</nowiki>
S E V E N W E I G H T <nowiki>==> seven eight</nowiki>
I T E N S I X T I E S <nowiki>==> ten six</nowiki>
T I N E O I C L O C K <nowiki>==> o_clock</nowiki>

Und als Bild: '''[[Media:WordclockFront_eng.pdf]]'''

=== Sammelbestellung Frontplatte ===

[[Datei:Wordclock-front-dia.jpg‎|miniatur|Frontplatte: Dia]]
[[Datei:Wordclock-front-full.jpg‎|miniatur|Frontplatte: Vollansicht]]
[[Datei:Wordclock-hinter-weiss.jpg‎|miniatur|Wordclock RGB-LEDs hinter weissem Diffusor]]
[[Datei:Wordclock-blau-hinter-weiss.jpg‎|miniatur|Wordclock blaue RGB-LEDs hinter weissem Diffusor.jpg‎]]
[[Datei:Wordclock-rot-hinter-weiss.jpg‎|miniatur|Wordclock rote RGB-LEDs hinter weissem Diffusor]]

Stand April/Mai 2010:

Da die Frontplatten aus der 1. Sammelbestellung mittlerweile vergriffen sind, gibt es eine neue Sammelbestellung für die Frontplatten. Die Platten bestehen aus einer Plexi-Scheibe (3mm) in der Größe 45cm x 45cm (bzw. 30cm x 30cm) und werden im Siebdruckverfahren bedruckt. Dabei wird die Scheibe von hinten zunächst mit einer Mehrfach-Schicht schwarzer Farbe bedruckt, damit sie lichtdicht ist. Lediglich die Buchstaben und Minutenpunkte bleiben frei. Anschließend kommt noch optional eine dünne weiße Schicht komplett deckend über die schwarze Farbe, sodass sie als Diffusor für die Buchstaben und Minutenpunkte wirkt.

Folgende Varianten sind vorgesehen:

- A: 45cm x 45cm mit weißer Schicht als Diffusor
- B: 45cm x 45cm mit transparenten Buchstaben (ohne weiße Schicht)
- C: 30cm x 30cm mit weißer Schicht als Diffusor
- D: 30cm x 30cm mit transparenten Buchstaben (ohne weiße Schicht)

Aus der Erfahrung der ersten Sammelbestellung habe ich folgendes Sortiment für die Sammelbestellung zusammengestellt:

- A: 60 Stück
- B: 4 Stück
- C: 4 Stück
- D: 4 Stück

Da die Sammelbestellung No. 2 eine kleinere Auflage hat, liegen die Preise dafür ein wenig höher, nämlich:

- Variante A oder B: 38,- EUR
- Variante C oder D: 35,- EUR

Hinzu kommen noch 10 EUR Versandkosten für bis zu 4 Stück in einem Paket.

Die Sammelbestellung wurde am 24.04.2010 gestartet.

Die Frontplatte beinhalt alle 3 Sprachversionen:

* Wessi-Modus (viertel nach/vor
* Ossi-Modus (viertel/dreiviertel)
* Rhein-Ruhr-Modus (viertel nach/vor, zwanzig nach/vor)

Wer an der Sammelbestellung teilnehmen möchte, kann sich bei mir (Benutzer [http://www.mikrocontroller.net/user/show/ukw ukw]) per PN melden - unter Angabe der Variante A,B,C.

Stand 10.05.2010:

- A: 38 von 60 Stück verfügbar
- B: 3 von 4 Stück verfügbar
- C: 1 von 4 Stück verfügbar
- D: 3 von 4 Stück verfügbar

'''WICHTIG:'''

Die Frontplatte wird mit einer kaum wahrnehmbaren Schutzfolie auf der Vorderseite geliefert. Wenn man das nicht weiß, kann es so aussehen, als ob die Frontplatte "verkratzt" sei. Diese "Kratzer" sind aber nur auf der Schutzfolie, nicht auf der Platte selbst. Daher hier nochmal der ausdrückliche Hinweis: Bitte die Schutzfolie abziehen und sich dann freuen :-)

'''Anmerkung zu den Bildern'''

''' Die beiden untersten Bilder rechts zeigen das auf 25cm x 25cm verkleinerte Muster (ältere, zweisprachige Version) mit Diffusor (Variante A) - jedoch ohne Minutenpunkte, welche für die endgültige Version natürlich vorgesehen sind.'''

Dass einige Nachbar-Buchstaben schwach mitleuchten, liegt an meinem (schlechten) Prototyp-Aufbau: die Nachbarzellen wurden nur unzureichend optisch abgeschirmt, da ich einfach 2 U-Profile, die gerade in der Nähe lagen, als optische Begrenzer unter die Platte gelegt habe.

----

=== Sammelbestellung Frontplatte Edelstahl ===

[[Datei:Edelstahl126.jpg|miniatur]][[Datei:Edelstahl139.jpg|miniatur]][[Datei:Edelstahl092.jpg|miniatur|Loch]][[Datei:Edelstahl116.jpg|miniatur|Buchstabe]]
Alternativ zur Plexiglasvariante wurde im Forum über eine Edelstahlfrontblende diskutiert. Es liegt ein Angebot für folgende Ausführung vor:

- Abmaße: ca. 450x450x1 mm
- gelasert gem. dxf Vorgabe,
- Material 1.4301-2G,
- eins. K320 geschliffen/gebürstet+foliert,
- ohne weitere Nachbearbeitung,

Verwendet wird hierbei die Schriftart Lucida Console allerdings erweitert. Die Schriftart hat Stege, so dass freie Inselteile (z. B. Innenteil O) nicht lose sind. Jeder Steg hat eine Breite von mind. 2mm.
[[Datei:Edelstahlfront_V2.png|miniatur|ohne]]
Die Buchstaben werden entsprechend ausgelasert und müssen von hinten noch mit einem Diffusor versehen werden. Der Diffusor ist nicht Bestandteil des Angebots.

Die Lieferung der ersten Blenden ist eingetroffen (18.03.10). Siehe Bilder. Qualität ist in Ordnung, somit erfolgt jetzt die Bestellung der 2.Charge mit den restlichen Blenden.

'''26.03. Zweite Charge Edelstahlblenden ist bestellt worden.'''

'''16.04. Blenden sind geliefert, eingepackt und versendet worden.'''

'''Stand 16.04.2010 23:59:00 Uhr:'''
''' Alle versendet, Keine Blende mehr zu haben'''

'''Details zur Sammelbestellung (Status: Abgeschlossen)'''

Nach Ausrechnen der ersten und zweiten Charge der Blenden ergeben sich jetzt folgende Preise:

Frontblende: 38,- Euro (inkl.MwSt)
Verpackung : 4,- Euro
Versand per S-Paket Hermes : 4,- Euro
Versand nach Österreich, DHL: 16,- Euro
Versand in die Schweiz, DHL : 26,90 Euro (!!!)

Bei Interesse an einer Blende bitte eine Nachricht hinterlassen (Benutzer [http://www.mikrocontroller.net/user/show/andreasp andreasp]).

Für den Selbstnachbau hier die DXF-Datei [[Datei:EdelstahlFrontV2.dxf]]

----

== Streifenplatinen & LEDs ==
=== Streifenplatinen ===
Die Platine hat ein Maß von 314 x 12 mm und ist auf die Word-Clock-Front-Varianten A und B (also 450mm x 450mm) ausgelegt.

Der Abstand der einzelnen LEDs beträgt 28.1mm

Die Streifenplatine wird so ausschauen: (Version 8 vom 06.März 2010)

[[Datei:LED_Streifen_V6_1.png|750px|Streifenplatine für SMD RGB LEDs Version 8]]

Ausschnitt vergrößert dargestellt:

[[Datei:LED_Streifen_V6_1_schnitt.png|500px|Aussschnitt]]

Datenblatt der LED mit Bestückungsinfos: [[Datei:SMD RGB PLCC-6 datasheet3.pdf]]

Hier ist die Bestückung aller Streifen detailiert gezeigt: [http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1671369 Beitrag] und
[http://www.mikrocontroller.net/attachment/75008/WordClockLEDStripMatrix_003.pdf Bestückungsübersicht]

----

=== Technische Daten der SMD RGB PLCC-6 LEDs ===
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)

{| class="wikitable"
|-
! PARAMETER || Symbol || RED || GREEN || BLUE || UNITS
|-
| Power Dissipation || PO || align="right" | 80 || align="right" | 95 || align="right" | 85 || mW
|-
| DC Current || IF || align="right" | 20 || align="right" | 20 || align="right" | 20 || mA
|-
| Peak Forward Current || IFP || align="right" | 100 || align="right" | 100 || align="right" | 100 || mA
|-
| Reverse Voltage || VR || align="right" | 5 || align="right" | 5 || align="right" | 5 || V
|-
| Operating Temperature || Topr || colspan="3" align="center" | -25 to +85 || °C
|-
| Storage Temperature || Tstg || colspan="3" align="center" | -40 to +85 || °C
|}

Electro-optical Characteristics (Ta = 250C)

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

Pin / Farbzuordnung:
* R: Pin 1 - 6
* G: Pin 2 - 5
* B: Pin 3 - 4

[[Datei:plcc6_smd_RGB.JPG]]
----
=== Widerstandswerte für die LED Streifen ===

Berechnet sind die Widerstände für eine Spannungsversorgung von 15V. Ein solches Netzteil gibt es zB bei [http://www.pollin.de/shop/dt/MjU5OTQ2OTk-/Stromversorgung/Netzgeraete/Regelbare_Netzgeraete/EcoFriendly_Universal_Schaltnetzteil_MW_3H36GS.html Pollin] oder auch bei [http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=89789;PROVID=2402 Reichelt].

{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|-
! colspan="3" | |||| colspan="3" | ....Widerstände E12.... |||| colspan="3" | ....Widerstände E24....
|-
! Streifen || Wort || LEDs |||| style="color:red;" | Rot || style="color:green;" | Grün || style="color:blue;" | Blau |||| style="color:red;" | Rot || style="color:green;" | Grün || style="color:blue;" | Blau
|-
| 1 || ES || 2 |||| 560 || 470 || 470 |||| 510 || 360 || 360
|-
| {{H16}} | 1 || {{H16}} | K |||| || | || | || | |||| | || | || |
|-
| 1 || IST || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-
| {{H16}} | 1 || {{H16}} | L || |||| || || |||| || ||
|-
| 1 || FÜNF || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-{{H12}}
| 2 || ZEHN || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-{{H12}}
| 2 || ZWAN || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-{{H12}}
| 2 || ZIG || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-
| 3 || DREI || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| 3 || VIER || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| 3 || TEL || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-{{H12}}
| {{H16}} | 4 || {{H16}} | TG || |||| || || |||| || ||
|-{{H12}}
| 4 || NACH || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-{{H12}}
| 4 || VOR || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|- {{H12}}
| {{H16}} | 4 || {{H16}} | JM |||| || || |||| || || ||
|-
| 5 || HALB || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| {{H16}} | 5 || {{H16}} | Q || |||| || || |||| || ||
|-
| 5 || ZWÖ || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-
| 5 || LF || 2 |||| 560 || 470 || 470 |||| 510 || 360 || 360
|-
| {{H16}} | 5 || {{H16}} | P || |||| || || |||| || ||
|-{{H12}}
| 6 || ZW || 2 |||| 560 || 470 || 470 |||| 510 || 360 || 360
|-{{H12}}
| 6 || EI || 2 |||| 560 || 470 || 470 |||| 510 || 360 || 360
|-{{H12}}
| 6 || N || 1 |||| 680 || 560 || 560 |||| 620 || 560 || 560
|-{{H12}}
| 6 || S || 1 |||| 680 || 560 || 560 |||| 620 || 560 || 560
|-{{H12}}
| 6 || IEB || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-{{H12}}
| 6 || EN || 2 |||| 560 || 470 || 470 |||| 510 || 360 || 360
|-
| {{H16}} | 7 || {{H16}} | K || |||| || || |||| || ||
|-
| 7 || DREI || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| {{H16}} | 7 || {{H16}} | RH || |||| || || |||| || ||
|-
| 7 || FÜNF || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-{{H12}}
| 8 || ELF || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-{{H12}}
| 8 || NEUN || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-{{H12}}
| 8 || VIER || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| {{H16}} | 9 || {{H16}} | W || |||| || || |||| || ||
|-
| 9 || ACHT || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| 9 || ZEHN || 4 |||| 330 || 33 || 33 |||| 300 || 27 || 33
|-
| {{H16}} | 9 || {{H16}} | RS || |||| || || |||| || ||
|-{{H12}}
| {{H16}} | 10 || {{H16}} | B || |||| || || |||| || ||
|-{{H12}}
| 10 || SEC || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|-{{H12}}
| 10 || HS || 2 |||| 560 || 470 || 470 |||| 510 || 360 || 360
|-{{H12}}
| {{H16}} | 10 || {{H16}} | FM || |||| || || |||| || ||
|-{{H12}}
| 10 || UHR || 3 |||| 470 || 220 || 220 |||| 390 || 200 || 200
|}

Es werden somit folgende Widerstände benötigt:

Reihe - E12
* 26x 33 Ohm
* 18x 220 Ohm
* 13x 330 Ohm
* 21x 470 Ohm
* 10x 560 Ohm
* 2x 680 Ohm

Reihe - E24
* 13x 27 Ohm
* 13x 33 Ohm
* 18x 200 Ohm
* 13x 300 Ohm
* 12x 360 Ohm
* 9x 390 Ohm
* 6x 510 Ohm
* 4x 560 Ohm
* 2x 620 Ohm

----

=== Sammelbestellung ===

Folgende Angebote stehen zur Verfügung:
* Paket 1: SMD RGB LEDs im 100er Päckchen für 24,00 Eur
* Paket 2: Streifenplatinen im 10er Pack für 5,90 Eur
* Paket 3: Komplettpaket besteht aus Paket1 + Paket2 + Hühnerfutter für 31,08 Eur

Da für die WordClock nur 96 LEDs benötigt werden, sind in den oben genannten Paketen "nur" 100 LEDs enthalten!

Das Hühnerfutter wird in Anlehnung an die oben genannte E24 Bestückung mitgeliefert.

Das Paket 1 versende ich im Luftpolsterumschlag für 1,80 Eur.
Paket 2 und 3 versende ich im Karton für 5,20 Eur.

Die Versandkosten fallen natürlich nur einmal an. Bei einer Kombination der Pakete fällen die höheren Versandkosten an.

Beispiele für die Versandkosten:
* 1x Paket 1 = 1,80 Eur
* 5x Paket 1 = 1,80 Eur
* 1x Paket 2 = 5,20 Eur
* 1x Paket 1 und 1x Paket 2 = 5,20 Eur
* 3x Paket 2 und 2x Paket 3 = 5,20 Eur

Wer interesse hat, schreibt mir bitte eine PN ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/wawibu wawibu]).

Forumsbeitrag: http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1561973

Historie:
* erste Sammelbestellung
** 22.Februar bis 09.April 2010
** 20.000 LEDs / 25.000 Widerstände und 2.500 Streifenplatinen
* zweite Sammelbestellung
** 12.April bis 23.Mai 2010 (noch offen)

----
==== Sammelbestellung #2 Apr/Mai 2010 ====

Auf Grund der Nachfrage, starte ich eine zweite Sammelbestellung. Bedingt durch die geringere Menge, muss ich die Preise leider nach oben anpassen.

===== Angebot: =====

* Paket 1: LED Paket (100 SMD RGB LEDs) für 35,00 Eur
* Paket 2: Platinen Paket (11 Streifenplatinen) für 11,00 Eur
* Paket 3: Komplettpaket (Paket1 + Paket2 + 155 SMD Widerstände) für 49,10 Eur
* Paket 4: Ambilightpaket (4 Streifenplatinen + 32 SMD RGB LEDs + 45 SMD Widerstände) für 16,10 Eur
* Paket 5: Luxuspaket (Komplettpaket + Ambilightpaket) für 65,20 Eur
* SMD RGB LED einzeln für 0,35 Eur
* Streifenplatine einzeln für 1,00 Eur

Paket 2 wurde auf 11 Streifen erhöht, um die notwendigen Streifenteile für die Minuten zu erhalten.

Bei der ersten Sammelbestellung wurden die "nur LED" Briefe ohne Einschreiben kalkuliert. Da diese ja doch meist einen hohen Warenwert haben, werde ich auch diese nur noch mit Einschreiben versenden.

===== Versandkosten: =====

* Paket 1: 4,00 Eur (Schweiz / Österreich: 6,00 Eur)
* Paket 2: 5,20 Eur (Schweiz / Österreich: 9,00 Eur)
* Paket 3: 5,20 Eur (Schweiz / Österreich: 9,00 Eur)
* Paket 4: 5,20 Eur (Schweiz / Österreich: 9,00 Eur)
* Paket 5: 5,20 Eur (Schweiz / Österreich: 9,00 Eur)
* SMD RGB LED: 4,00 Eur (Schweiz / Österreich: 6,00 Eur)
* Streifenplatine: 5,20 Eur (Schweiz / Österreich: 9,00 Eur)

Werden Pakete kombiniert, fallen natürlich nur einmal Versandkosten an.

Wer interesse hat, schreibt mir bitte eine PN ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/wawibu wawibu]).

Forumsbeitrag: http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1674305

===== Zeitplanung: =====

{| class="wikitable"
! Due Date || Task || Status
|-
| 30.04.2010 || Bestellungen werden angenommen. Verbindlich werden diese erst durch den Geldeingang auf meinem Konto || abgeschlossen
|-
| 02.05.2010 || Bestellung der LEDs / PCBs / Rs || abgeschlossen
|-
| bis 22.05.2010 || Lieferung LEDs || open
|-
| bis 22.05.2010 || Lieferung PCBs || geliefert am 14.Mai 2010
|-
| bis 22.05.2010 || Lieferung Rs || geliefert am 05.Mai 2010
|-
| bis 28.05.2010 || Versand der Pakete || open
|}

----

= Software =
== Module ==

=== DCF77 ===

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 '''[[http://www.mikrocontroller.net/topic/25071 DCF_77]]'''.

Software-Entwickler: Torsten Giese ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/wawibu wawibu])

=== Automatische Helligkeitsregelung ===

Die Helligkeit des Displays wird über einen LDR gesteuert.

Software-Entwickler: Rene H. ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/promeus promeus])

=== RTC ===

Vorgesehen ist die Verwendung eines batteriegepufferten DS1307 - über I2C angeschlossen.

Software-Entwickler: Frank M. ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/ukw ukw])

=== IR ===

Es werden folgende Infrarot-Protokolle unterstützt:

{| class="wikitable"
! 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)
|}

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 Anlern-Prozedur, die einmal nach dem ersten Boot-Vorgang ausgeführt werden muss.

Mittlerweile gibt es einen eigenen Artikel zum Infrarot-Fernbedienungs-Decoder, siehe [http://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP IRMP]

Software-Entwickler: Frank M. ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/ukw ukw])

=== PWM ===

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

Software-Entwickler: Frank M. ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/ukw ukw])

=== Display ===

Das Display wird nicht als 10x11-Matrix angesteuert, sondern wortweise. Dies war nötig, weil hier RGB-LEDs zum Einsatz kommen, um beliebige Farben anzuzeigen. Daraus ergibt sich dann für die Wörter eine 24x3-Matrix. Ebenso können die Minutenpunkte farbig angesteuert werden.

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

Software-Entwickler: Vlad Tepesch ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/vlad_tepesch vlad_tepesch])

=== Benutzer-Interaktion ===

Mit der Fernbedienung wird folgendes möglich sein:

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

Software-Entwickler: Vlad Tepesch ([http://www.mikrocontroller.net/user/show/vlad_tepesch vlad_tepesch])

== Download ==

=== SW V0.9 ===
Hier eine '''Vorabversion''' des Quellcodes zum Projekt:

[[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 ====
* V0.9 Patch 1 ([[Media:BUG09_008_hourbug_display_wc_ger3.c.patch|Patchfile]])
** fixt BUG09_008 (falsche Zeitanzeige)
** Hexfiles:
*** dreisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_1_ger3_mega168.hex]]
*** alte zweisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_1_ger_mega168.hex]]
* V0.9 Patch 2 ([[Media:BUG09_010_hourbug_display_wc_ger3.c.patch|Patchfile]] - basierend auf vorherigen patches)
** fixt BUG09_010 (EIN <-> EINS)
** Hexfiles (enthalten vorherige Patches)
*** dreisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_2_ger3_mega168.hex]]
*** alte zweisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_2_ger_mega168.hex]]
* V0.9 Patch 3 ([[Media:V0.9_patch3.patch|Patchfile]] - basierend auf vorherigen patches)
** fixed BUG09_009 (crashes after IR-Kommands)
** fixed BUG09_011 (training bug)
** fixed BUG09_012 (casing on include usermodes.c)
** fixed BUG09_013 (1:00 - 1:04 and 1:05-1:09 's')
** fixed BUG09_014 (brightness control does not work after setting time)
** fixed wrong command handler in display_x-header
** fixed default values for color profiles
** extracted inits of states from user_init to own routine in usermodes.c
** Hexfiles:
*** dreisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_3_ger3_mega168.hex]]
*** alte zweisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_3_ger_mega168.hex]]
* V0.9 Patch 4 ([[Media:BUG09_015_BUG09_016.patch|Patchfile]] - basierend auf vorherigen patches, [[Media:wcFirmware_v0.9_patch4.zip|komplette Sourcen]])
** fixed BUG09_015 (after enter OnOff-Time no further action is possible)
** fixed BUG09_016 (last Ir-Command is ignored in training)
** Hexfiles (enthalten vorherige Patches)
*** dreisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_4_ger3_mega168.hex]]
*** alte zweisprachige Front: [[Datei:wordclock_V0.9_Patch_4_ger_mega168.hex]]
* V0.9 Patch 5 ([[Media:DCF77_BUG09_017.patch|Patchfile]] - basierend auf vorherige Patches)
** fixed BUG09_017 (set second to 0, when new DCF77 time will take over - prevent a minute jump)

=== ältere Versionen ===

==== V0.8 ====
[[Datei:Wordclock-08-src.zip]]
Bitte 00README.txt lesen!

== Bugs ==
;[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
;<s>[widerlegt]</s>
: der Bug konnte nicht bestätigt werden, oder es wurde eine andere Ursache gefunden

=== Version 0.8 ===
* BUG08_001 - [bestätigt] [gefixt - V0.9]
** Helligkkeitssteuerung per FB funktioniert nicht richtig
* BUG08_002 - [bestätigt]
** Helligkkeitssteuerung per LDR funktioniert nicht richtig
* 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%
* <s>BUG08_005</s> [widerlegt] (Fehler lag woanders)
** die Kommandos der FB gehen nach einem Power-ON-Reset manchmal verloren
* <s>BUG08_006 (reportet von panik)</s> [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.
* <s>BUG08_007</s> [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 ===

* 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 ([[Media:BUG09_008_hourbug_display_wc_ger3.c.patch|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]
** Bei manueller Zeiteinstellung und abwarten des realen Minutenwechsels kehrt die Anzeige zur Uhrzeit zurück ohne den Einstellmodus zu beenden
* BUG09_019 (gemeldet von Wichtel)
** Zuletzt erfolgreich erkanntes Fernbedienkommando wird sporadisch mehrere Minuten nach dem letzten tatsächlichen Empfang erneut erkannt

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

=== offen: ===
ethernet ntp client: ||||| |||| 
Bewegungsmelder: ||||| ||||| ||| 
IR zum PC für Kommunikation/Bootloader | 
RFM12 für Kommunikation/Bootloader ||| 
NTP Server (um eine genaue Zeit ins Netzwerk zu verteilen) ||| 
kurzzeitiger "Volldampf-Modus" (alle Wörter an für bspw. 30sek): ||||| || - nicht empfehlenswert, da die Treiber/Netzteil überlastet werden 
Ton zur vollen Stunde (Beep/Piezo): | 
ZBus (Ethersex) zum einstellen der Uhr über das Netzwerk, evt holen der Zeitdaten über ZBus von einem Zeitserver: | 
Möglichkeit, Zeiteinstellmodus bei "0 Minuten" von Normalmodus zu unterscheiden z.B. blinkendes "UHR" ||||

=== bereits umgesetzt: ===
DCF: ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| |||| 
IR für Fernbedienung: ||||| ||||| ||||| || 
Ambilight: ||||| ||||| ||||| ||||| |||| 
zeitgesteuert Dunkelschalten (z. B. nachts "Aus"): ||||| ||||| |||| 
Bluetooth: || (Posting: [http://www.mikrocontroller.net/topic/156661#1710183 Bluetooth mit Debug, Bootloader und Autoreset]) 

= Word Clock als PC-Programm =
[http://bralug.de/wiki/Wort_Uhr Hier] ist der [http://bralug.de/wiki/Wort_Uhr Quelltext] zu einer X11-Version der Word Clock zu finden.

= Literaturhinweise =
[[Category:Timer und Uhren]]