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Schaltplan und Platinenlayout auf dem CAD-PC

Bilder: Tim Grünberg

Lötplatz

Löten unter der Löt-Lupe

Steuersoftware mit Verbindung zur Platine

Angeschlossene Steuer-Platine und Erweiterungs-Platine

Angeschlossene Steuer-Platine und Erweiterungs-Platine

 
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Schaltplan und Platinenlayout auf dem CAD-PC

Lötplatz

Löten unter der Löt-Lupe

Steuersoftware mit Verbindung zur Platine

Angeschlossene Steuer-Platine und Erweiterungs-Platine

Angeschlossene Steuer-Platine und Erweiterungs-Platine

 
 

Eigenentwicklung der Lichtsteuerung

Es wurde die Idee geboren, die Lichtsteuerung in Eigenregie zu entwickeln. Hier wird auf eine Steuer-Platine mit einem ATMega32 als Prozessor gesetzt, welcher die auf Erweiterungsplatinen sitzenden Ausgänge ansteuert.

Für die Verbindung zum PC wird auf die alt bewährte serielle Schnittstelle gesetzt, da diese sehr einfach auf dem ATMega32 zu realisieren ist. Neuere Anwendungen setzen zwar oft auf USB-Schnittstellen, diese benötigen jedoch in vielen Fällen einen eigenen Treiber im Betriebssystem. Das ist mit der Verwendung der seriellen Schnittstelle nicht notwendig - was den Programmieraufwand verringert.

 

Als Erstes wurden die Platinen am Computer entworfen. Hierfür wurde ein entsprechendes CAD-Programm verwendet, um zuerst den Schaltplan und dann das Platinenlayout zu gestalten. Das sogenannte Routing ist wohl die aufwendigste Arbeit an der Gestaltung der Leiterplatten, da hierbei der Verlauf der Leitungen genau beachtet werden muss und sich keine Leitungen überschneiden dürfen.

 

Als nächstes wurden die Platinen auf einer Layout-Fräsmaschine erstellt, die Durchkontaktierungen wurden galvanisch erzeugt und anschließend von Hand an einem mit Löt-Lupe ausgestatteten Lötplatz bestückt.

 

Nachdem die Hardware in mühsamer Handarbeit erstellt war, ging es an die Software. Es wird sowohl ein Programm für den ATMega32-Prozessor auf der Steuer-Platine, als auch eine Steuersoftware für einen Windows-PC benötigt. Die Software für die Steuer-Platine wird nicht in Assembler programmiert, sondern in C mit Assembler-Teilen. Für den ATMega32 gibt es vom Hersteller eine eigene Entwicklungsumgebung, mit der man mittels JTAG die Software in den Prozessor laden kann.

 

Nachdem die Software für den Prozessor soweit erstellt ist und mittels seriellem Terminal-Programm ausprobiert wurde, geht es an die Steuersoftware für den Windows-PC. Hier wird eine Software in C# erstellt, da es damit recht einfach ist, eine grafische Oberfläche zu erzeugen. Die Funktionalität, die hinter der Oberfläche liegt, bekommt der Anwender nie zu sehen, es ist aber einiges nötig, um z.B. über den seriellen Anschluss mit der Steuerplatine zu kommunizieren.

 

Mithilfe der noch sehr rudimentären Software kann man bereits die einzelnen Ausgänge auf den Erweiterungsplatinen ein- und ausschalten.

 

Text: Tim Grünberg

08. November 2015

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