Archive: Month 6, Year 2013

Vom Arduino zur Standalone-Hardware

21.06.2013 yahe arduino hardware legacy

Wenn man das erste Mal mit Arduinos in Kontakt kommt, wundert man sich, wie klein und günstig die Plattform doch ist. Nach und nach merkt man dann allerdings, dass das Arduino doch sehr überladen und teuer ist. Für die Entwicklung ist es großartig, für den späteren produktiven Einsatz jedoch nicht. Früher oder später guckt man, wie man das ganze ein wenig verschlanken kann.

Für kleinere Projekte bieten sich hierfür die ATtiny-Microcontroller von ATMEL an. Ein kleiner ATtiny 85 ist bereits ab 0,99€ zu haben und hat mit 8MHz und 8KiB EEPROM doch schon einiges zu bieten. Für 1,65€ kriegt man auch einen ATtiny 84, der einem noch mehr Eingabe- und Ausgabe-Pins bietet.

Jedoch ist es mit dem Chip allein noch nicht getan, denn irgendwie muss man dort ja sein Programm drauf bekommen. Hier hat das MIT einiges an Vorarbeit geleistet und leicht verständliche Anleitungen online gestellt. Zudem verweisen sie auf die Hardwaredefinitionen, die die Arduino-Software benötigt, um ordentlich mit solch einem Chip kommunizieren zu können. Auch auf der Arduino-Webseite und bei Youtube erfährt man viel darüber, was man tun muss, um Microcontroller mit Software zu füttern.

Auch ich habe das ganze nach und nach ausprobiert. Angefangen hatte ich mit einem wirklich simplen Projekt: einer kleinen Ampelanlage. Diese schaltet einfach zwischen den Ampelphasen rot, rot-gelb, grün und gelb hin und her. Der kleine Chip auf dem Breadboard ist der Microcontroller.

ATMEL ATtiny 85 Ampel

Das ganze kann natürlich auch ein bisschen komplizierter sein, als eine einfache Ampel. Mit Hilfe eines 12-Bit-Counters, eines NAND-Gatters, eines NOR-Gatters und drei Multiplexern habe ich zum Beispiel das LED-Beispiel vom letzten Mal von 16 auf 24 LEDs erweitern können.

ATMEL ATtiny 85 Lichtershow ATMEL ATtiny 85 Lichtershow

Die Logik ist auch bei 24 LEDs recht einfach. Der 12-Bit-Counter zählt hoch. Solange nur die niedrigsten 3 Bits gesetzt sind, ist der erste Multiplexer aktiv. Ist das vierte Bit gesetzt, so ist der zweite Multiplexer aktiv und ist das fünfte Bit aktiv, dann wird der dritte Multiplexer aktiv geschaltet. Sobald das vierte UND fünfte Bit gesetzt sind, wird das als Reset für den Zähler genutzt und alles fängt von vorne an.

Mit gar nicht allzu viel Aufwand ist es übrigens möglich, ein kleines Arduino-Shield zu basteln, das in Kombination mit dem ArduinoISP-Quelltext aus dem Arduino einen kleinen ATtiny-Programmierer macht. Hierbei sollte man übrigens die Pin-Belegungen entsprechend der jeweiligen Datasheets im Auge behalten (ATtiny 85 Datasheet, ATtiny 84 Datasheet).

ArduinoISP-Lochraster-Prototyp

Dank meines selbstgebauten ISP-Shields kann ich einfach einen ATtiny Microcontroller in den Testsockel einspannen und über die Arduino-Software mühelos neue Programme auf ihn aufspielen. Danach muss ich den Microcontroller nur noch in das Projekt einsetzen, in dem ich ihn verwenden möchte. Einfacher geht es wirklich nicht mehr.

ArduinoISP-Proto-Shield

Und auf Basis eines Arduino Proto-Shield sieht der ArduinoISP sogar richtig gut aus.


Alternative Stromquelle für Projekte

19.06.2013 yahe hardware legacy

Vor kurzem war ich auf der Suche nach einer alternativen Stromquelle für ein kleines Testprojekt. Das Arduino liefert an seinen Pins normalerweise 5V. Glückerweise hat man Zuhause mehr als genug Hardware, die ebenfalls 5V benötigt, z.B. Smartphones. Diese sind daraus ausgelegt, per USB mit dem PC verbunden zu sein. Dieser liefert dabei neben einer reinen Datenverbindung auch Strom und wie es der Zufall so will, sieht der USB-Standard 5V als Spannungsversorgung vor. Diese Vorgabe hat sich bei vielen Geräten auch auf die Ladegeräte niedergeschlagen, die in die haushaltsübliche Steckdose gesteckt werden. Auch diese liefern in der Regel 5V.

Da ich relativ früh mit Smartphones angefangen habe, habe ich in meinen Schränken noch jede Menge Mini-USB-Ladekabel rumliegen, die absolut keinen Zweck mehr erfüllen. Bis jetzt, denn durch ein paar kleine Handgriffe und eine Lüsterklemme kann man diese in wunderbare Stromquellen für Elektronikprojekte umfunktionieren.

aus nutzlos wird sinnvoll aus nutzlos wird sinnvoll aus nutzlos wird sinnvoll

Hier ein Wort der Warnung: Auch, wenn sich das ganze relativ harmlos anhört, modifiziert ihr hier trotzdem ein Gerät, das mit dem 230V starken Haushaltsstrom verbunden ist. Deshalb solltet ihr solche Modifikationen mit Vorsicht und Respekt vornehmen. Ich verwende in meinem Haushalt sicherheitshalber ausschließlich Steckerleisten mit Überspannungsschutz und eingebauter Sicherung. Darüber hinaus habe ich mit einem Multimeter nachgemessen, ob wirklich die Spannung geliefert wird, die angegeben ist.


Leidige Erfahrungen mit Leitkleber

17.06.2013 yahe hardware legacy

Nachdem ich nun meine ersten Erfahrungen mit Leitklebern gesammelt habe, möchte ich einmal ein Fazit ziehen. Getestet habe ich zum einen Polytec PU 1000 und zum anderen Wire Glue, das es in dieser Aufmachung bei verschiedenen Webshops zu kaufen gibt.

Polytec PU 1000 und Wire Glue Polytec PU 1000 und Wire Glue

Während Wire Glue mit 15€ noch halbwegs bezahlbar ist, kostet die kleine Spritze gefüllt mit Polytec PU 1000 bereits 70€. Dieser Preisunterschied macht sich jedoch auch massiv bei den Produkten bemerkbar. Wire Glue ist den Großteil der Zeit einfach nur flüssig und braucht ziemlich lange zum antrocknen. Polytec PU 1000 hingegen ist eher breiig und trocknet relativ schnell an. Darüber hinaus liegen zwischen der Leitfähigkeit der beiden Produkte förmlich Welten. Wire Glue hat einen elektrischen Widerstand von mehreren Kiloohm, Polytec PU 1000 hingegen nur von wenigen Ohm. Ersteres eignet sich also in meinem Fall überhaupt nicht für den Einsatz, da Signale nicht ordentlich durch den Stoff geleitet werden können.

Polytec PU 1000 (oben) und Wire Glue (unten) Polytec PU 1000 (oben) und Wire Glue (unten) Polytec PU 1000 (oben) und Wire Glue (unten)

Also machte ich mich ans Werk und testete, inwieweit man Polytec PU 1000 nutzen kann, um Kabel an der Tastaturmatrix anzubringen. Auch führte ich generelle Tests mit dem Klebstoff durch. Alles sah sehr viel versprechend aus. Nicht nur, dass eine leitende Verbindung hergestellt wurde, ich konnte mir sogar einen leitfähigen Zahnstocher basteln.

Polytec PU 1000 Tests Polytec PU 1000 Tests Polytec PU 1000 Tests

Leider musste ich feststellen, dass zwar eine leitfähige Verbindung hergestellt wurde, diese jedoch keinerlei Widerstand gegen mechanische Einflüsse leistete. Man konnte die Kabel einfach aus der getrockneten Masse ziehen. Der Versuch, die Verbindung per Sekundenkleber zu verstärken, führte im Gegenteil sogar dazu, dass die Masse sich wieder auflöste, was man in einem der Bilder gut erkennen kann. Somit habe ich bisher keine funktionierende Möglichkeit, mein Arduino stabil mit der Tastaturmatrix verbinden zu können.


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