f/mini-led-cube
1
0
Fork 0
Code Issues Pull requests Projects Releases Wiki Activity

Documentation added.

Browse source
This commit is contained in:
Kai Lauterbach 2011-10-15 10:43:44 +02:00
parent 0ec74a576c
commit 4bb819fd09
1 changed files with 24 additions and 23 deletions
Show stats Download patch file Download diff file Expand all files Collapse all files

47
doc/aufbauanleitung.txt
View file

@ -24,7 +24,7 @@ Aufbau:
1. Zehner-Dioden 1. Zehner-Dioden
D1,2 – 3V6 Zehner-Diode D1,2 - 3V6 Zehner-Diode
Der schwarze Ring an den Zehner-Dioden kennzeichnen die Kathode. Es muss auf die korrekte Polung beim ein löten geachtet werden. Die Bauteile werden liegend eingebaut. Der schwarze Ring an den Zehner-Dioden kennzeichnen die Kathode. Es muss auf die korrekte Polung beim ein löten geachtet werden. Die Bauteile werden liegend eingebaut.
@ -32,7 +32,7 @@ In Durchlass-Richtung funktionieren Z-Dioden wie eine normale Diode. In Sperr-Ri
2. Dioden 2. Dioden
D3,4 – 1n4148 D3,4 - 1n4148
Auch hier kennzeichnet der schwarze Ring die Kathode und muss beim Einbau beachtet werden. Auch diese Dioden werden liegend eingebaut. Auch hier kennzeichnet der schwarze Ring die Kathode und muss beim Einbau beachtet werden. Auch diese Dioden werden liegend eingebaut.
@ -41,17 +41,17 @@ D4 verbindet den Ausgang des Spannungsreglers IC2 mit dessen Eingang. Hierdurch
3. IC-Sockel 3. IC-Sockel
Der Sockel für den IC1 – ATTINY2313. Es muss darauf geachtet werden, dass die Markierung für den ersten und letzten Pin (Ausbuchtung in Form eines Halbkreises am Sockel und Mikrocontroller) korrekt auf der Platine aufgesetzt wird und dass der Sockel eben auf der Platine auf sitzt. Der Sockel für den IC1 - ATTINY2313. Es muss darauf geachtet werden, dass die Markierung für den ersten und letzten Pin (Ausbuchtung in Form eines Halbkreises am Sockel und Mikrocontroller) korrekt auf der Platine aufgesetzt wird und dass der Sockel eben auf der Platine auf sitzt.
4. Kondensatoren 4. Kondensatoren
Alle Kondensatoren werden stehend eingelötet. Alle Kondensatoren werden stehend eingelötet.
C1,2 – 27pF C1,2 - 27pF
Die Kondensatoren C1 und C2 werden dazu verwendet um das Quarz, dass den Mikrocontroller mit seinem Takt versorgt, in Schwingung zu versetzen. Die Kondensatoren C1 und C2 werden dazu verwendet um das Quarz, dass den Mikrocontroller mit seinem Takt versorgt, in Schwingung zu versetzen.
C3,4,5 – 100nF C3,4,5 - 100nF
Diese sind Pufferkondensatoren und unterdrücken zum einen das rauschen der Versorgungsspannung(en) und stabilisieren diese zusätzlich auf einen möglichst konstanten Wert. Diese sind Pufferkondensatoren und unterdrücken zum einen das rauschen der Versorgungsspannung(en) und stabilisieren diese zusätzlich auf einen möglichst konstanten Wert.
@ -59,29 +59,29 @@ Diese sind Pufferkondensatoren und unterdr
Die Widerstände müssen alle stehend eingelötet werden. Die Widerstände sollten dabei möglichst so gesetzt werden, dass die sich gegenseitig wenig durch gegenseitiges berühren unter mechanischer Spannung stehen. Die Widerstände müssen alle stehend eingelötet werden. Die Widerstände sollten dabei möglichst so gesetzt werden, dass die sich gegenseitig wenig durch gegenseitiges berühren unter mechanischer Spannung stehen.
R3,4 – 69 Ohm Farbcode: Blau, Weiß, Schwarz, Gold R3,4 - 69 Ohm Farbcode: Blau, Weiß, Schwarz, Gold
Funktionieren mit den Z-Dioden als Spannungsbegrenzung. Funktionieren mit den Z-Dioden als Spannungsbegrenzung.
R2 – 1,5k Ohm Farbcode: Braun,Grün,Rot,Gold R2 - 1,5k Ohm Farbcode: Braun,Grün,Rot,Gold
R2 ist ein PullUp-Widerstand, für die D+-Datenleitung. Ein PullUp-Widerstand R2 ist ein PullUp-Widerstand, für die D+-Datenleitung. Ein PullUp-Widerstand
hält eine Leitung auf einer konstanten Spannung. Hier auf ca. 3,3V da R2 und D2, hält eine Leitung auf einer konstanten Spannung. Hier auf ca. 3,3V da R2 und D2,
wie oben beschrieben, die Spannung von 5V herunter begrenzen. wie oben beschrieben, die Spannung von 5V herunter begrenzen.
R1 – 10k Ohm Farbcode: Braun,Schwarz,Orange,Gold R1 - 10k Ohm Farbcode: Braun,Schwarz,Orange,Gold
Der Widerstand R1 wird dazu verwendet um den RESET-Pin am Mikrocontroller konstant auf 5V zu halten (PullUp). Der RESET-Pin ist ein sogenannter ActiveLow-Pin und setzt den Mikrocontroller zurück sobald die an diesem anliegende Spannung einen bestimmten Grenzwert unterschreitet (Bei 5V TTL-Pegeln ca. 0,8V). TTL = Transistor-Transistor-Logik. Der Widerstand R1 wird dazu verwendet um den RESET-Pin am Mikrocontroller konstant auf 5V zu halten (PullUp). Der RESET-Pin ist ein sogenannter ActiveLow-Pin und setzt den Mikrocontroller zurück sobald die an diesem anliegende Spannung einen bestimmten Grenzwert unterschreitet (Bei 5V TTL-Pegeln ca. 0,8V). TTL = Transistor-Transistor-Logik.
R5 – 1M Ohm (optional) Farbcode: Braun,Braun,Grün,Gold R5 - 1M Ohm (optional) Farbcode: Braun,Braun,Grün,Gold
Dieser Widerstand wird als PullDown betrieben. Er ist gegen Masse verbunden (Minus). Die „D-“-Leitung wird hiermit konstant auf 0V gehalten. Dieser Widerstand wird als PullDown betrieben. Er ist gegen Masse verbunden (Minus). Die "D-"-Leitung wird hiermit konstant auf 0V gehalten.
6. Stecker 6. Stecker
Diese Stecker sollten rechtwinklig (eben) auf der Platine aufgelötet werden. Die Stecker müssen so ausgerichtet sein, dass die schwarzen Leitungen alle näher beim Mikrocontroller aufgesteckt werden als die roten. Diese Stecker sollten rechtwinklig (eben) auf der Platine aufgelötet werden. Die Stecker müssen so ausgerichtet sein, dass die schwarzen Leitungen alle näher beim Mikrocontroller aufgesteckt werden als die roten.
SV1,2,3,4 – 3-Pin Stecker SV1,2,3,4 - 3-Pin Stecker
Hier wird später der LED-Würfel angeschlossen. Die Einbaurichtung muss beachtet werden, da sonst die LEDs im Würfel nicht korrekt angesteuert werden. Hier wird später der LED-Würfel angeschlossen. Die Einbaurichtung muss beachtet werden, da sonst die LEDs im Würfel nicht korrekt angesteuert werden.
@ -91,7 +91,7 @@ An SV4 werden die Leitungen A,B,C ausgef
Diese Stecker sollten rechtwinklig (eben) auf der Platine aufgelötet werden. Diese Stecker sollten rechtwinklig (eben) auf der Platine aufgelötet werden.
SV5 – 2x3Pin Stiftleiste SV5 - 2x3Pin Stiftleiste
Die 6Pin Stiftleiste muss in 2 gleichgroße Teile getrennt werden. Über diesen 2x3 Pin Anschluss wird später der Mikrocontroller beschrieben. Die 6-Pin Buchse ist bei AVRs der Standard, um den ISP (= In System Programmer) daran anzuschließen. Die 6Pin Stiftleiste muss in 2 gleichgroße Teile getrennt werden. Über diesen 2x3 Pin Anschluss wird später der Mikrocontroller beschrieben. Die 6-Pin Buchse ist bei AVRs der Standard, um den ISP (= In System Programmer) daran anzuschließen.
@ -99,7 +99,7 @@ Die 6Pin Stiftleiste muss in 2 gleichgro
Diese Stecker sollten rechtwinklig (eben) auf der Platine aufgelötet werden. Diese Stecker sollten rechtwinklig (eben) auf der Platine aufgelötet werden.
X2 – Anschlussklemme X2 - Anschlussklemme
Diese Anschlussklemme kann dazu verwendet werden die Schaltung und die LEDs mit Strom zu versorgen. Die maximale Eingangsspannung sollte 5V nicht unterschreiten 12Volt nicht überschreiten. Diese Anschlussklemme kann dazu verwendet werden die Schaltung und die LEDs mit Strom zu versorgen. Die maximale Eingangsspannung sollte 5V nicht unterschreiten 12Volt nicht überschreiten.
@ -107,7 +107,7 @@ Diese Anschlussklemme kann dazu verwendet werden die Schaltung und die LEDs mit
Dieses Bauteil wird stehend aufgelötet. Es verbleibt eine Lücke von ca. 5mm zwischen Bauteil und Platine. Sieht man auf die flache Seite des Reglers während die Beine nach unten zeigen, dann entspricht das linke Bein dem Ausgang, das mittlere der Masse und das rechte dem Eingang. Dieses Bauteil wird stehend aufgelötet. Es verbleibt eine Lücke von ca. 5mm zwischen Bauteil und Platine. Sieht man auf die flache Seite des Reglers während die Beine nach unten zeigen, dann entspricht das linke Bein dem Ausgang, das mittlere der Masse und das rechte dem Eingang.
IC2 – 78L05 IC2 - 78L05
Der 78L05 ist ein Festspannungsregler. Er wandelt die Eingangsspannung in eine feste Ausgangsspannung von +5V. Er benötigt am Ein- und Ausgang Kondensatoren um eine stabile und möglichst konstante Spannung zu erzeugen. Im Gegenteil zu einem 7805 Festspannungsregler kann der 78L05 einen maximalen Strom von 100mA liefern. Der 78L05 ist ein Festspannungsregler. Er wandelt die Eingangsspannung in eine feste Ausgangsspannung von +5V. Er benötigt am Ein- und Ausgang Kondensatoren um eine stabile und möglichst konstante Spannung zu erzeugen. Im Gegenteil zu einem 7805 Festspannungsregler kann der 78L05 einen maximalen Strom von 100mA liefern.
@ -115,15 +115,15 @@ Der 78L05 ist ein Festspannungsregler. Er wandelt die Eingangsspannung in eine f
Auch dieses Bauteil wird stehend aufgelötet. Hier wird zwischen Bauteil und Platine möglichst kein platz frei gelassen. Auch dieses Bauteil wird stehend aufgelötet. Hier wird zwischen Bauteil und Platine möglichst kein platz frei gelassen.
Q1 – 12 Mhz Quarz Q1 - 12 Mhz Quarz
Das Quarz wird dazu verwendet um den Mikrocontroller mit einem Takt von 12MHz zu betreiben. Der Quarz wird stets dicht am Mikrocontroller angebracht, um so den Takt nicht durch andere Komponenten zu verfälschen. Das Quarz wird dazu verwendet um den Mikrocontroller mit einem Takt von 12MHz zu betreiben. Der Quarz wird stets dicht am Mikrocontroller angebracht, um so den Takt nicht durch andere Komponenten zu verfälschen.
11. Elko 11. Elko
Um den Elko aufzubringen, muss bei diesem zunächst die Anschlüsse so umgebogen werden, dass dieser stehend aufgebracht werden kann (nur bei axialen Bauteilen notwendig). Bei einem Elko (Elektrolytkondensator) ist auf die Polung dessen zu achten! Die Kathode (minus) ist hier meist mit einem Streifen, einer Kerbe oder einem oder mehreren „-“-Symbolen gekennzeichnet bzw. einem Pfeil markiert. Um den Elko aufzubringen, muss bei diesem zunächst die Anschlüsse so umgebogen werden, dass dieser stehend aufgebracht werden kann (nur bei axialen Bauteilen notwendig). Bei einem Elko (Elektrolytkondensator) ist auf die Polung dessen zu achten! Die Kathode (minus) ist hier meist mit einem Streifen, einer Kerbe oder einem oder mehreren "-"-Symbolen gekennzeichnet bzw. einem Pfeil markiert.
C6 – 4,7µF C6 - 4,7µF
Der Elko dient dazu um die Ausgangsspannung des Spannungsreglers weiter zu stabilisieren, zu filtern und bei Bedarf Stromspitzen auszugleichen. Der Elko dient dazu um die Ausgangsspannung des Spannungsreglers weiter zu stabilisieren, zu filtern und bei Bedarf Stromspitzen auszugleichen.
@ -131,7 +131,7 @@ Der Elko dient dazu um die Ausgangsspannung des Spannungsreglers weiter zu stabi
Auch hier ist wieder darauf zu achten, dass die Buchse eben aufliegt. Es müssen alle Pins und die Verlängerungen des Gehäuses aufgelötet werden. Diese dienen dazu die mechanische Festigkeit zu verbessern. Auch hier ist wieder darauf zu achten, dass die Buchse eben aufliegt. Es müssen alle Pins und die Verlängerungen des Gehäuses aufgelötet werden. Diese dienen dazu die mechanische Festigkeit zu verbessern.
X1 – USB Buchse X1 - USB Buchse
Die Schaltung kann auch per USB betrieben/mit Spannung versorgt werden. Die Kommunikation mit dem Mikrocontroller muss jedoch noch implementiert werden. Die Schaltung kann auch per USB betrieben/mit Spannung versorgt werden. Die Kommunikation mit dem Mikrocontroller muss jedoch noch implementiert werden.
@ -164,18 +164,18 @@ Pin 5 des ISP-Steckers ist mit Pin 1 des IC-Sockels verbunden
3. Mikrocontroller 3. Mikrocontroller
Wenn die Schaltung erfolgreich getestet wurde, kann der ATTiny2313 eingesetzt werden (Schaltung Spannungsfrei). Darauf wird ein Programmiergerät an den ISP-Stecker angeschlossen und danach erst die Schaltung mit einer Spannungsquelle verbunden. Da die Schaltung bereits geprüft wurde, darf auch der USB-Stecker zur Versorgung verwendet werden. Im Git-Repository befindet sich im „firmware“-Verzeichnis (neben dem Sourcecode) ein Makefile, dass dazu verwendet werden kann um auf den AVR zuzugreifen. Wenn die Schaltung erfolgreich getestet wurde, kann der ATTiny2313 eingesetzt werden (Schaltung Spannungsfrei). Darauf wird ein Programmiergerät an den ISP-Stecker angeschlossen und danach erst die Schaltung mit einer Spannungsquelle verbunden. Da die Schaltung bereits geprüft wurde, darf auch der USB-Stecker zur Versorgung verwendet werden. Im Git-Repository befindet sich im "firmware"-Verzeichnis (neben dem Sourcecode) ein Makefile, dass dazu verwendet werden kann um auf den AVR zuzugreifen.
3.1 Fuse-Bits setzen 3.1 Fuse-Bits setzen
Über die Fuse-Bits wird das grundlegende Verhalten des AVR festgelegt. Diese Bits werden beim ATTiny2313 durch 3 Byte repräsentiert (wir beachten nur die beiden nieder wertigen). Bei diesem Projekt beinhaltet das Byte mit niederer Wertigkeit (Lowbyte) den Hex-Wert 0xE4 und das höherwertige Byte den Wert 0xDF. Über die Fuse-Bits wird das grundlegende Verhalten des AVR festgelegt. Diese Bits werden beim ATTiny2313 durch 3 Byte repräsentiert (wir beachten nur die beiden nieder wertigen). Bei diesem Projekt beinhaltet das Byte mit niederer Wertigkeit (Lowbyte) den Hex-Wert 0xE4 und das höherwertige Byte den Wert 0xDF.
Die Standardeinstellungen des Lowbyte ist der Wert 0x64. Der Unterschied zu unseren Einstellungen ist, dass der Systemtakt durch 8 geteilt wird (es wird der interne 8MHz Oszillator verwendet). Mehr Details zu diesen Einstellungen können hier eingesehen werden. – http://www.engbedded.com/fusecalc/ Die Standardeinstellungen des Lowbyte ist der Wert 0x64. Der Unterschied zu unseren Einstellungen ist, dass der Systemtakt durch 8 geteilt wird (es wird der interne 8MHz Oszillator verwendet). Mehr Details zu diesen Einstellungen können hier eingesehen werden. - http://www.engbedded.com/fusecalc/
Die Fuse-Bits können mit „make fuses“ im AVR festgelegt werden. ACHTUNG!!! Falsch gesetzte Fuses könne dazu führen, dass der AVR nicht mehr per ISP programmiert und oder konfiguriert werden kann! Die Bits „RSTDISBL“ und „SPIEN“ sollten in der Standardeinstellung verbleiben. Die Fuse-Bits können mit "make fuses" im AVR festgelegt werden. ACHTUNG!!! Falsch gesetzte Fuses könne dazu führen, dass der AVR nicht mehr per ISP programmiert und oder konfiguriert werden kann! Die Bits "RSTDISBL" und "SPIEN" sollten in der Standardeinstellung verbleiben.
3.2 AVR mit Firmware flashen 3.2 AVR mit Firmware flashen
Sind die Fuses korrekt übertragen worden, kann die Firmware übertragen werden. Das Makefile beinhaltet bereits die Option „compile“ zum kompilieren und „program“ zum übertragen. Mit der Option „info“ können weitere Informationen zum erzeugten Binary abgerufen werden. Sind die Fuses korrekt übertragen worden, kann die Firmware übertragen werden. Das Makefile beinhaltet bereits die Option "compile" zum kompilieren und "program" zum übertragen. Mit der Option "info" können weitere Informationen zum erzeugten Binary abgerufen werden.
Unter Umständen muss noch ein Reset der Schaltung durchgeführt werden, bevor die Firmware aktiv ist. Unter Umständen muss noch ein Reset der Schaltung durchgeführt werden, bevor die Firmware aktiv ist.
@ -189,4 +189,5 @@ die Spannungen zwischen den Pins an SV1-3 und den Pins von SV4 m
zwischen den Pins von SV4 zur Masse muss ebenfalls eine geringere Spannung als 5V gemessen werden können zwischen den Pins von SV4 zur Masse muss ebenfalls eine geringere Spannung als 5V gemessen werden können
+5V (z.B. dem Ausgang des Spannungsreglers) zu den Pins von SV1-3 muss ebenfalls eine geringere Spannung als +5V angezeigt werden +5V (z.B. dem Ausgang des Spannungsreglers) zu den Pins von SV1-3 muss ebenfalls eine geringere Spannung als +5V angezeigt werden
Damit ist der Aufbau abgeschlossen und der LEDCube kann mit der Schaltung getestet werden. Damit ist der Aufbau abgeschlossen und der LEDCube kann mit der Schaltung getestet werden.