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Freitag, 11. August 2017

Wordclock - 3 - Die Elektronik


In diesem Abschnitt wollen wir die Elektronik zusammenschrauben / bzw -löten. 
Die Platine könnte dann so in etwa aussehen:

Wie ihr seht habe ich die einzelnen roten (5V) und schwarzen (GND) Kabel separat in Wago Klemmen sortiert. Damit behält man schön die Übersicht.

Was hat die Uhr also als Features?
- Uhrzeit über Langwellen Zeitempfänger (DCF)
- Uhrzeit wird gehalten über eine RTC ( Real-Time-Clock) wenn der DCF Empfang schwierig ist
- Abhängig von der Umgebungshelligkeit wird die Leuchtkraft der LEDs eingestellt

Aber was ist jetzt was auf der Platine? Hier mal etwas genauer:

Es gibt inzwischen auch eine eigene Platine für die Wordclock. Schaut mal hier.

Und für den ganz genauen Überblick hier der Anschlussplan:

Und der Plan als Fritzing file hier.

Man braucht die Photodiode nicht und man braucht auch den DCF Empfänger nicht. Die Uhr läuft auch dann. Aber ich empfehle alles einzubauen (natürlich 😉).

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Arduino nano

Man kann sich den Arduino fertig verlötet bestellen (oder halt nicht). Wenn man Anfänger ist wie ich, dann bekommt man einige Probleme weil manchmal Lötstellen nicht ganz richtig sind. Um den Fehler beim Arduino auszuschließen, empfehle ich euch den fertig verlöteten (siehe unten).


Um die Schaltungen später auszuprobieren, solltet ihr ein Breadboard benutzen (siehe unten).

Meine Platine ist eine "Breadboard Platine" die ich über ebay gezogen habe. Sehr praktisch...


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RTC

Wie im Anschlußbild zu sehen wird die RTC an 5V und GND angeschlossen.
SDA an Arduino A4
SCL an Arduino A5

Die RTC muss / sollte auf eine bestimmte Weise "vorbereitet" werden. Es ist zwar nicht ganz klar, ob es eine offizielle Bestätigung gibt, aber aus diversen Foreneinträgen scheint sich folgendes herauszukristallisieren:

Den Widerstand 201 (das obere rechte rote Quadrat) sollte man herauslöten, um möglichen Problemen mit einer Batterie zuvorzukommen.
Das ist einfacher als es klingt: Mit dem Lötkolben erhitzt man rechts und links vom Widerstand und drückt den Widerstand mit der Spitze des Lötkolbens einfach raus. Wirklich einfach-

Als Batterie nimmt man dann eine CR2032.



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LED Data Chain

Die Datachain beginnt ja bei den Worten "ES IST" und wird über einen 470 oder 512 Ohm Widerstand (zum Schutz der ersten LED vor Spannungsspitzen) an D3 angeschlossen.

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DCF Empfänger

Der DCF Empfänger ist eine zickige Diva, das gleich vorweg. Der Empfang und die Berechnung sind immer etwas hakelig. Wenn der Anschluss nicht top ist, dann gibts zuviel Probleme, die den Empfang stören werden!
Und ja, der Empfang des DCF Zeitsignals ist mit "laufenden" LEDs möglich.

Das DCF Modul ist von elv (DCF-2, Art. Nr. 91610).
Der verbaute Widerstand ist ein 10K Ohm Widerstand.

Entscheidend hier ist die Programmierung, aber dazu komme ich später.

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Photodiode

Ich denke auch hier ist der Blick auf den Anschlussplan klarer, als wenn ich das beschreibe.
Nur soviel, bei mir hat sich ein 10K Ohm Widerstand bewährt...

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Wago Klemmen und Verbindung nach außen

Wie schon erwähnt habe ich Wago Klemmen eingesetzt, um die Kabel zu verbinden.
Um eine schöne Stromzufuhr zu bekommen, habe ich ein Netzteil über eine Buchse mit Schraubklemmen an die Kabel in der Uhr angeschlossen. Das funktioniert sehr gut!

Und warum habe ich jeden LED Strip separat angeschlossen? Es ist möglich, 5V und GND nur an ein oder 2 Stellen in die Data chain einzuspeisen und zwischendurch 5V und GND einfach von Strip zu Strip weiter zu verteilen.
Ich finde es allerdings einfacher, 5V und GND einzeln anzubinden, weil die Kabel recht unhandlich und unpraktisch von einem Fach in das andere verteilt werden müssen. Das finde ich schon mit der Data chain unpraktisch...

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Einen Kondensator einbauen

Nach der Empfehlung des Neopixel Uberguide, sollte ein Kondensator direkt an der Strombuchse eingebaut werden; siehe unten im Bild.
Dazu wird ein 1000µF 6,3V Kondensator eingebaut.

leds_cap.jpg

Dabei wird der -"Pol" (Beinchen) des Kondesators an GND und der andere an Vin angeschlossen.
Es funktioniert sicher auch ohne, aber sicher ist sicher ... ;)
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Der 4- Teil der Anleitung ist hier.

Dinge die man braucht:

Die Links sind Amazon Affiliate Links, mit denen ich einen kleinen Prozentsatz als Provison von Amazon erhalte. Dadurch verteuert sich für euch nichts. Danke für eure Unterstützung!

RTC
Arduino nano
Breadboard
Photodiode
Wago Klemmen
Netzteil
Buchse mit Schraubklemme
CR2032

Kondensator 1000µF

7 Kommentare:

  1. Hallo,

    und hier direkt meine erste Frage.
    Kann man bei den Vorwiderstand der Photodiode und den Vorwiderstand für die erste LED auch eine Widerstand in der Bauform SMD nehmen? Oder muss es, aufgrund der eventuellen Wämreentwicklung ein bedrahteter Widerstand sein, falls ja wo bekomme ich solche Widerstände am besten her?

    Gruß
    Alex

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    1. Hallo,
      soweit ich bei mir beobachtet habe, tritt keine nennenswerte Wärmeentwicklung bei den Widerständen auf. Sollte nichts gegen SMD sprechen.
      Widerstände kann man einfach bei Conrad.de bestellen. ZB unter https://www.conrad.de/de/Search.html?search=widerstand%20510%20ohm&sc.queryFromSuggest=true&searchType=SUGGEST&searchSource=SUGGEST_QUERY.
      Viele Grüße,
      Arne

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    2. Hallo,

      danke für die schnelle Antwort. Dann werde ich SMD Bauteile nutzen, weil diese kann ich mir von der Arbeit mitnehmen ;)

      Gruß
      Alex

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  2. Hallo Arne,
    ich habe gerade Tomaten auf den Augen. Kannst du mir bitte sagen welche Pins vom DCF Modul auf welche Pins des Arduino gelegt werden müssen, damit der Arduino das DCF Modul richtig erkennt? Ich danke dir. LG Jens

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    1. Hallo Jens,
      ich versuche das mal, wobei ich der Meinung bin, das der Anschlußplan da aufschlußreicher ist...
      GND-DCF geht auf GND
      Vin-DCF geht einmal auf Vin und auf eine Seite des 10k Ohm Widerstandes.
      Data-DCF geht auf die andere Seite des 10k Ohm Widerstandes. Diese Seite wird dann auch mit D8 verbunden.

      Wie schon erwähnt, das DCF Modul ist zickig und alle Lötstellen müssen passen.
      Ich hoffe es hilft dir!
      Viele Grüße, Arne

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    2. Hallo Arne,
      vielen Dank. Das hilft mir weiter. LG Jens

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  3. Hallo Arne,
    dies ist mein erstes kleines Projekt, an welchem ich mich versuche und ich habe ein Problem.
    Nebenbei ich habe mich entschieden, alles außer den DCF-Empfänger einzubauen.
    Ich habe alle Produkte genommen, die du herunter verfasst hast, allerdings, wenn ich die Wordclock dann ans Stromnetz bringe, leuchtet einmal die LED am Arduino und am RTC auf und dann gibt das Netzteil keinen Strom mehr. Ist das eventuell zu viel Strom, welches zugeführt wird oder ist eine Lötstelle in dem Falle nicht richtig verbunden? Oder eventuell noch eine andere Ursache?

    Vielen Dank im Voraus für deine Hilfe.
    LG Nils

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