kalight-Hardware

Die groben Anforderungen findest du hier. Ansonsten gilt für die Hardware, Version V1.0:
  • Es soll einiges auch für Kinder lötbar sein (war ja der Auslöser für das Projekt).
  • Einigermaßen im Kostenrahmen
  • Robust (Einsatz im Kinderzimmer)

Prozessorauswahl

Beim Stöbern bin ich über die Atmel AVR-Familie gestolpert und hängen geblieben. Machen für mich einen brauchbareren Eindruck als die PICs, sind günstig und der Tool-Support ist nicht schlecht (viel Open Source!). Der ATtiny2313 hat alles, was ich hier brauche und kostet rund 1,50 Euro.

Noch ein paar Eckdaten :
  • Läuft mit "echten" 16 MHz (bis 8 MHz mit internem Taktgenerator)
  • 2kByte Flash, 128 Byte RAM, 128 Byte EEPROM
  • Bis zu 4 PWM-Ausgänge
  • 1 8-Bit und 1 16-Bit Timer
  • uvm.

Programmierung des ATtiny2313

Ich habe mir auf die Schnelle einen Programmieradapter gebastelt, der den Prozessor direkt mit dem Parallelport verbindet. Verdrahtung nach "BSD"-Pinout. Programmierung mit "avrdude".

Schaltungsentwurf

Mit Eagle, Freeware-Version (solange das hier nicht komerziell wird, ist das ok, denke ich).

Für die Samsung Chip LEDs im PLCC6 Gehäuse und für die SUNNIX6-LED hatte ich noch keine Package im Eagle gefunden und daher selbst erstellt. Die Datei joerg.lbr dazu ist im Subversion archiviert.

Schaltpläne

Die aktuellen Pläne befinden sich als Eagle-Dateien im SVN Repository unter http://svn.embedded-workspace.de/svn/kalight/trunk/schematics

Schaltplan des CPU-Moduls mit dem Atmel AVR ATtiny2313:
kalight_cpu_avr_V1.0.png

Schaltplan des LED-Moduls 2 (kompakte rechteckige Form mit 3 Samsung SUNNIX6 LEDs und 9 RGB LEDs):
kalight_leds2_V1.0.png

Leiterplatten

Ich habe mir eine Hand voll Firmen angeschaut, und Q-Print ausgewählt, weil sie vom Preis her ganz gut liegen, in der Nähe sind (Heddesheim) und einen seriösen Eindruck machen.

Für den ersten Versuch habe ich auf 100x100mm Platinenfläche so viel wie möglich gepackt:
  • 2 AVR CPU-Boards
  • 1 schmales LED-Board mit Samsung Chip LEDs
  • 1 LED-Boards mit SUNNIX6 LEDs
  • 1 Eval-Board für verschiedene LEDs zum Vergleichen
  • 1 Board für den Alps Drehimplusgeber
  • 1 Adapterplatinchen für den Programmierstecker

Fertigung

  • Am 18.05.2009 bei Q-Print in Auftrag gegeben.
  • 26.05.2009: Heute kamen die Platinen (siehe unten)
  • Einige Fehler habe ich gleich entdeckt und ins trac eingetragen
V1.0_Bestueckungsseite.jpg
Foto Leiterplatte V1.0 Bestückungsseite
V1.0_Loetseite.jpg
Foto Leiterplatte V1.0 Lötseite:

Stücklisten

CPU-Modul

Anzahl Name Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis G-Preis Vorhanden
1
Platine
100x80mm
Q-Print (7.50 bei 25 und 3.50 bei 100St)
50
50
Nein
1
C2
Elko 100uF 25V
RM2,5
Reichelt
RAD 100/25
0.05
0.05
Ja
1
C3
Kondensator 100nF
RM2,5
Reichelt
Z5U-2,5 100N
0.06
0.06
Ja
3
C1,C4,C5
Elko 10uF 25V
RM2
Reichelt
RAD 10/35
0.04
0.12
Ja
2
C6,C8
Keramikkondensator 18pF
RM2,5
Reichelt
KERKO 18P
0.06
0.12
Nein
1
C7
Kondensator 4,7nF
RM2,5
Reichelt
KERKO 4,7N
0.06
0.06
Nein
1
D1
Verpolschutzdiode 1N4007
RM10
Reichelt
1N 4007
0.02
0.02
Ja
1
IC1
AT90S2313 (Atmel AVR ATtiny2313)
DIP 20pol.
Reichelt
ATTINY 2313 DIP
1.30
1.3
Ja
1
IC2
Spannungsregler +5V LM2931
TO92
Reichelt
LM 2931 AZ
0.31
0.31
Ja
1
IC3
Spannungsregler +12V,1A LM2940
TO220
Reichelt
LM 2940 CT12
0.68
0.68
Ja
1
ICSP
Stiftleiste 2x3pol
RM2,5
Reichelt
SL 2X10G 2,54
0.07
0.07
Ja
1
IC-Sockel 20pol.
DIP 20pol.
Reichelt
GS 20P
0.23
0.23
Ja
1
J2
Buchse für Power, 2,5mm
Reichelt
HEBL 25
0.38
0.38
Ja
1
Q1
Quarz 16MHz HC48/S
HC49/S
Reichelt
16,0000- HC49U-S
0.18
0.18
Nein
3
R1,R2,R3
Widerstand 470 Ohm
RM2,5
Reichelt
METALL 470
0.05
0.15
Ja
4
R4,R5,R6,R15
Widerstand 10 kOhm
RM2,5
Reichelt
METALL 10,0K
0.05
0.2
Ja
4
R7,R9,R11,R13
Widerstand 1 MOhm
RM2,5
Reichelt
METALL 1,00M
0.05
0.2
Ja
4
R8,R10,R12,R14
Widerstand 0,1 Ohm
RM2,5
Reichelt
2W DRAHT 0,1
0.28
1.12
Nein
2
T1,T2
Dual FET N-Kanal 20V, 6,6A IRF7311
SOIC-8
Reichelt (IRF7341)
IRF 7341
0.47
0.94
Nein
1
X1
Stiftleiste 1x5pol.
Reichelt (32pol.)
SL 1X36G 2,54
0.12
0.12
Ja
2
X2,X4
Buchsenleisten 5pol. und 6pol.
Reichelt (10pol.)
BL 1X10G8 2,54
0.14
0.28
Nein
Summe
56.59

Sonstiges Material

Anzahl Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis Vorhanden
1
Netzteil
Steckernetzteil
Reichelt
MW 79-GS/6
3.40
Nein
1
Gehäuse Fa. Hammond, transparent blau
100x51x22
Conrad
531361
3,70
Nein
1
Verbindungsleitung CPU-LED
Steuerleitung 6x0,14
Reichelt
LIYCY 06-5
3.30
Nein
1
Alps Drehimpulsgeber 24/24
Reichelt
STEC12E08
2.95
Ja
1
Encoderplatine
Nein

LED-Modul 1

Anzahl Name Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis G-Preis Vorhanden
1
C20
Elko 1uF 25V
RM2
Reichelt
RAD 1/100
0.04
0.04
Nein
9
LED40..LED48
Samsung RGB-LED SLSRGBW815TS
SLS-PLCC6
Bürklin
69 S 3642
0.69
6.21
Nein
3
LED49, LED50, LED51
Samsung LED Weiss SLSNNWW815TS
SLS-PLCC6
Bürklin
69 S 3640
0.64
1.92
Nein
3
R20,R21,R22
SMD Widerstand 270 Ohm
0805
Bürklin (ab 100 0,03)
11 E 166
0.05
0.15
Nein
9
R23..R31
SMD Widerstand 120 Ohm
0805
Reichelt
SMD-0805 120
0.026
0.234
Nein
1
X6
Stiftleiste 3x2pol.
0.0
0
Ja
Summe
8.55

LED-Modul 2

Anzahl Name Bezeichnung/Wert Bauform/Raster Lieferant Bestellnummer E-Preis G-Preis Vorhanden
1
C20
Elko 1uF 25V
RM2
Reichelt
RAD 1/100
0.04
0.04
Nein
3
D1,D2,D3
Samsung SLHNNWH629T0
SUNNIX6
Bürklin
69 S 3670
3.78
11.34
Nein
9
LED40..LED48
Samsung RGB-LED SLSRGBW815TS
SLS-PLCC6
Bürklin
69 S 3642
0.69
6.21
Nein
2
D4,D5
Diode 1N4148
Reichelt
1N 4148
0.02
0.04
Ja
1
R2
SMD Widerstand 1,2 kOhm
0805
Reichelt (Preis ab 100)
SMD-0805 1,20K
0.082
0.082
Nein
3
R20,R21,R22
SMD Widerstand 270 Ohm
0805
Bürklin (ab 100 0,03)
11 E 166
0.05
0.15
Nein
6
R23,R24,R25,R26,R27,R28
SMD Widerstand 120 Ohm
0805
Reichelt (ab 100 0.026)
SMD-0805 120
0.082
0.492
Nein
3
R29,R30,R31
SMD Widerstand 4,3 Ohm
0805 (bei Reichelt nur 1206)
Reichelt
SMD 1/4W 4,3
0.082
0.246
Nein
3
T1,T2,T3
Transistor BC548
TO92
Reichelt
BC 548A
0.04
0.12
Nein
1
X6
Stiftleiste 3x2pol.
0.0
0
Ja
Summe
18.72

-- JoergWeinhardt - 08 May 2009
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V1.0_Loetseite.jpgjpg V1.0_Loetseite.jpg manage 173 K 26 May 2009 - 20:21 JoergWeinhardt Foto Leiterplatte V1.0 Lötseite
kalight_cpu_avr_V1.0.pngpng kalight_cpu_avr_V1.0.png manage 56 K 18 May 2009 - 22:27 JoergWeinhardt Schaltplan des CPU-Moduls
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Topic revision: r17 - 01 Mar 2010, JoergWeinhardt
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