Übersicht

Endlich ist die v0.2 meiner Lichtsteuerungsplatine fertig entworfen und nach einigen Fehlversuchen (Belichtungszeit!) ist nun auch endlich ein Prototyp fertig. Die Platine hat die selbe Größe wie die FC, nämlich rund 50mm x 50mm, so dass sie sich schön in das vorhande Ensemble integrieren lässt.

Basis ist ein ATMega8 mit 7 Logic-Level-NMOS-FETs (IRLML2502) als Schalter. Sie können jeweils problemlos 20V mit 1A Dauer/2A Peak schalten.

(Diese Grenze ist von mir *nicht* rechnerisch ermittelt worden, sondern wurde schlicht getestet und funktioniert. Vermutlich sind auch höhere Ströme möglich, für mich aber bisher nicht von Relevanz.)

Die FETs halten laut Datenblatt ( http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/irf/irlml2502.pdf ) sogar bis zu 4,2A Dauer aus, allerdings bin ich nicht sicher, ob dafür die 70µm Kupfer ausreichend sind. (=> ggf Kupferdraht auf die Platine löten.)

Danke auch an "misthaken", denn seine Platine hat mir teilweise als Inspiration/Vorlage gedient.

Anschlüsse/ausgeführte Pins des ATMega

• 5x ADC rausgeführt, davon 1x direkt auf 3pol Stecker gelegt für Sharp IR-Sensor (=> Höhenmessung, Landelicht geht nun ab 1m Höhe an. )

• 1x ADC zur selbstständigen Spannungsmessung. Wie auf der FC schon mit einem Spannungsteiler auf der Platine versehen. Soll diese Funktion nicht genutzt werden, können R8, R9 und C3 weggelassen werden.

• Grüne LED leuchtet dauerhaft, sobald 5V am ATMega anliegen

• Rote LED kann über PD7 als Status-LED genutzt werden. (Bei mir nun leider hinter dem Akku versteckt)

• PB6 und PB7 liegen direkt über/unter J16/J17 der FC. Diese können daher zur Steuerung der LED-Modi verwendet werden.

• 6Pol ISP-Stecker wurde hier pinkompatibel zur FC umgesetzt. (In einer Folgeversion wird dieser evt. für den AVR ISP MKII geändert.

• 7x Logig-Level N-FETs für Lasten

• I2C wurde rausgeführt, so kann ggf jemand die Kommunikation zur FC realisieren. (Meine Programmierkenntnisse reichen dafür leider nicht aus.)

• 2 PWM-Kanäle (PB1, PB2) wurden rausgeführt (z.B. zum Dimmen einer LED mittels LED-Warrior).

• 1x Eingang/Ausgang (PB0) zur freien Verfügung.

Entwurf mit Eagle

Schaltplan

Im Prinzip nichts Spektakuläres. Die Status-LED (rot) wurde nach dem Vorbild der FC (u.a.) beschaltet. Die ADCs lassen sich frei verwenden, z.B. für die Sharp-Distanz-Sensoren.

Ich wollte mindestens einen ADC für dieses Feature nutzen, um mein Landelicht, eine K2-LED (kaltweiß) mit einem 1000mA LED-Warrior als Treiber, automatisch ab einer Höhe von etwa 1m angehen zu lassen. (Denn vom Dach aus lässt es sich schwer abschätzen, wann der MK 5 Etagen tiefer "auf Landehöhe ist". )

Des Weiteren sollten alle vier Farben der Lagebeleuchtung (BL/WS/RT/GN) einzeln schaltbar sein und zusätzlich noch die Möglichkeit für ein bis zwei Blitzlichter (vorr. Rebels RT/GN und WS/BL jeweils in Reihe an einem 700mA LED-Warrior) sein.

Macht also ingesamt 7 Ausgänge, die mit 12V/1A belastbar sein müssen. (=> IRLML2502 leisten laut Datasheet sogar bis zu 20V/4,2A Dauer.)

Note: Evt. mal eine Version machen mit weniger ADCs und mehr (10-12) N-FETs daherkommt. Bitte lasst mich (basteldude) wissen ob der Bedarf eher in Richtung ADCs oder lieber mehr Lasten geht. Danke.

Board-Layout

TOP-Layout der Lichtsteuerungsplatine für sieben mal 12V/1A Dauer...

BOTTOM-Layout der Lichtsteuerungsplatine...

Herstellung der Platine

Vorbereitungen

Für die Belichtung habe ich eine Hg-Lampe verwendet und die Vorlage je 3x auf Laserdrucker-Folie gedruckt. Die drei Ausdrucke wurden dann *exakt* mit Tesa übereinander geklebt. Dies ist i.A. notwendig, da ein einzelner Ausdruck in der Regel nicht genug Deckungvermögen hat um das UV-Licht gänzlich zu absorbieren.

Mit diesem "Dreiersandwich" lassen sich meiner Erfahrung nach Leiterbahnen bis ca 0,3mm Breite noch gut im Heimlabor realisieren.

Hinweis: Wenn man selbst eine doppelseitige Platine ätzen will, so sollte man sich die Vorlage in Form einer kleinen "Tasche" basteln. So bleibt die Oberseite genau über der Unterseite, auch wenn man die Platine dazwischen legt.

Wenn jemand die Eagle-Files haben will: Email an: BastelDude ät gmail com

Ätzen

2-seitige Bungardplatine (70µm Cu) und Eisen-III-Clorid von Segor.

Hinweis: Ich habe kürzlich erfahren, dass man neuerdings kein Eisen-III-Clorid mehr verwendet, sondern dass es bereits "bessere" und vor allem auch *umweltverträglichere* Ätzmittel gibt (z.B. Natriumpersulfat!?).

Daher werde ich mein Eisen-III-Clorid-Rest noch aufbrauchen und dann ggf wechseln...

Bestückung

Als nächstes, also noch vor dem Bohren, sollte man mit Aceton o.ä. die Reste der Fotoschicht von der Platine entfernen. Lässt sich leichter löten und das Kupfer bekommt eine schönere Farbe. Nach dem Bestücken sollte aber Plastik 70 o.ä. drauf, da das Kupfer sonst wieder oxidiert.

Dann vorsichtig die ganzen Löcher bohren. (Bohrer d=0,6-0,7mm)

Vias entweder einzeln mit d=0,7mm Draht durchkontaktieren (oben & unten verlöten!), oder man hat diese schöne DK-Presszange von Bungard. (Ich hab leider keine, daher die Variante mit dem Draht.)

(Wichtig für exaktes Bohren ist ein genauer Rundlauf der Bohrmaschine. => z.B. Proxxon)

Stückliste

Die FETs bekommt man z.B. bei Segor.

Platine bestückt

Die bestückte Platine sieht an manchen Stellen leider nicht ganz so schön aus, aber die mit Draht durchkontaktierten Vias sind leider nicht so schön wie DK-Nieten. Der ATMega8 lässt sich nach >4 gelöteten BLs ebenfalls problemlos löten (Verwendung von Flussmittel vorrausgesetzt).

Und hier nun ein Foto der selbst hergestellten SMD-Platine: Lichtsteuerung v0.2 (Oberseite)

Und hier die Unterseite:

Note: Sollte sich der Prototyp bewähren und auch für andere MKler interessiert sein, dann würde ich ggf. mal einen Satz in Auftrag geben. (=> wohl so 5-8 Eur pro Platine)

( Wenn jemand die Eagle-Files haben will: Email an: BastelDude ät gmail com )

Software

Programmierung mit AVRISP MKII

Leider ist der 6-polige ISP-Stecker der SerCon bzw. FC nicht pinkompatibel zum AVRISP MKII. (=> Adapter notwendig)

Warum eigentlich diese Inkompatibiltät?!? ->>> SerCon war eher da !

Test erfolgreich

Das Programmieren via ISP funktioniert. Das erste kleine Testprogramm ist eingespielt...

Nun kommt die eigentliche Arbeit: die Software schreiben.

Das Projekt liegt unter: http://code.google.com/p/mk-lichtsteuerung/

Falls Interesse besteht, einfach eine Nachricht an mich (BastelDude) schreiben.

Möglichkeiten zur Implementierung / Brainstorming

• I2C ist rausgeführt, man könnte (bei entsprechender Implementierung in der SW) also das Licht/die Modi über I2C steuern
• Pins für J16/J17 sowie ADC Eingang zum Anschluß an die FC
• mehrere ADC Eingänge (zB für Sharp IR-Sensor)
• 7 FETs die jeweils problemlos 20V/1A Dauer (2A Peak) schalten können
• 2 LEDs (gr/rt) für Power/Status

• Abstandsensor (Sharp) kann über ADC das Landelicht (K2) einschalten => implementiert!

• ...

Notizen/Hinweise für Verbesserungen

• ISP Stecker SerCon/FC-kompatibel lassen oder auf AVRISP MKII ummodeln?

• Alternativen suchen um Vias durch zu kontaktieren... (=> Stanze von Bungard: teuer)

• weniger ADCs und dafür mehr FETs ???

Danke fürs Lesen, für Tipps zur Verbesserung und/oder für Dinge, die ihr euch wünscht: einfach eine Nachricht schreiben... wenn Zeit, dann wird das ggf. gerne umgesetzt.

Forumthread dazu

http://forum.mikrokopter.de/topic-9006.html

Files

https://sites.google.com/site/basteldude/files/LichtSteuerungSmall02_Final.sch https://sites.google.com/site/basteldude/files/LichtSteuerungSmall02_Final.brd

https://sites.google.com/site/basteldude/files/

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• KategorieNachbauten KategorieBeleuchtung