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Eieruhr

Die digitale Eieruhr wurde nach zu viel verbrannter Pizza erforderlich (denn nur eine fertige Eieruhr zu kaufen wäre ja witzlos). Auch beim “richtig Kochen” ist sie recht nützlich geworden. Das ganze wird von einem ATtiny2313 bei 51,2 kHz betrieben und läuft auf ca. 3V (2xAA – vielleicht ein bisschen knapp gerechnet, es funktioniert aber sehr gut).

Die Schaltung wurde ohne größere Planung auf einem Breadboard entworfen. Die zwei 7Seg-Anzeigen werden von zwei 74HC595-Schieberegistern betrieben – auf diese Weise bleiben am ATtiny mehr Ports frei (für beide Anzeigen gleichzeitig würden sie sowieso nicht reichen), außerdem flimmert die Anzeige nicht, da die beiden Schieberegister beide Ziffern gleichzeitig konstant ansteuern. (Laut Ivcc-Grenzwert im Datenblatt sollte man den 595 eigentlich nicht benutzen, um bis zu 8 LEDs gleichzeitig zu betreiben, aber bisher halten sie problemlos durch.)
(Ein weiterer Vorteil: Da die Schieberegister ihren Zustand halten, kann der ATtiny immer in den Standby gehen, bis eine andere Zahl gezeigt werden soll, und so die Batterien schonen.)IMG_20121202_134404

So sah der Prototyp von innen aus: Man sieht in das offene Gehäuse, direkt auf die Platine mit dem ATtiny (mitte links) und den beiden 595 (unten). Rechts ist ein kleiner Piezo-Piepser zu erkennen (schiefstehend, mit weißem und schwarzem Draht), darüber ist ein 3,2768 MHz-Quarz, darunter die Unterseite der beiden Taster. Die beiden 7Seg-Anzeigen sind mit 16 Drähten direkt mit den Vorwiderständen auf der Platine verbunden.
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Das geht sauberer. Nach dem gleichen Muster wird nun also ein Nachfolger konstruiert. Hier ist eine Übersicht der meisten verwendeten Einzelteile (Reichelt-Bestellliste/Reichelt-Warenkorb).

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Die beiden 7Seg-Anzeigen können mit einem Klecks Heißkleber aneinander befestigt werden. Die Vorderseite war hier hellgrau, daher wurde sie vorsichtig mit einem wasserfesten schwarzen Stift eingefärbt (Anzeigebereiche nach und nach mit Tesa abkleben). Das Leergehäuse bekam eine passende Aussparung geschnitten und ein paar Bohrungen verpasst (zwei größere für die beiden Taster, eine kleinere, so 3mm, für den Piepser).

IMG_20121203_163600IMG_20121203_163555Hier ist die weitgehend fertige Platine zu sehen. Die 6-polige Sockelleiste oben ist der ISP-Anschluss, um das Programm auf dem ATtiny nachträglich ändern zu können (Vcc-rst-sck-mosi-miso-GND). Wenn die Platine über den ISP-Programmer betrieben wird statt über Batterien, läuft die Versorgungsspannung durch einen 150Ω-Widerstand, um den Programmer zu schützen. Daneben sind ein 10kΩ-PullUp und ein 100nF-Kondensator zu sehen, beide für den Reset-Eingang. Die Schaltung hat auch ein paar 100nF-Kerkos zum Puffern der Betriebsspannung, sie sind nicht mehr sichtbar direkt unter den IC-Sockeln eingelötet. Die Vorwiderstände für das Display stehen aufrecht auf der Platine und werden erst später verdrahtet.
Rechts ist der Transistor zu sehen, der den Piepser schaltet. (Unsaubererweise als Kollektorschaltung und ohne Basisvorwiderstand – es funktioniert aber. Das Datenblatt des Piepsers legt nahe, dass man ihn direkt und sogar ohne Vorwiderstand an einen Ausgang des ATtiny anschließen könnte.) Daneben finden sich die Kondensatoren für den Quarz (33pF) und sechs schwarz markierte Bohrungen: GND, +Piepser, XTAL1, XTAL2, <Taster1, <Taster2 (diese Teile werden später erst verdrahtet, da sie nicht auf der Platine eingelötet werden).
Die Unterseite der Platine ist frei von Bauteilen und sogar von Verdrahtung – auf diese Weise wird sie robuster. Damit der Verdrahtungsaufwand auf der Oberseite überschaubar bleibt, wurde eine Platine mit 1×3-Streifenraster gewählt – mit ein bisschen Planung bei der Bestückung und ein paar dicken Lötklecksen ergibt sich ein Großteil der Verdrahtung dann von selbst.

IMG_20121203_193504Hier ist die Platine nun im Gehäuse zu sehen, zusammen mit allen Teilen.
Auf die beiden Taster wurde je ein 100nF-Kondensator gelötet (parallel zum Taster), das geht schneller als softwareseitige Entprellung. (Der hintere liegt unter dem Quarz, verdeckt vom Leitungsbündel.)
Alle Lackdrähte wurden mit Klebeband abschnittsweise zusammengefasst, damit der Aufbau übersichtlicher wird und damit sie nicht vom Batteriehalter verkratzt werden können. Auch wurden alle sichtbaren Lötstellen und alle Stellen, an denen eine Leitung in die Platine geführt ist, mit Heißkleber versiegelt (zur Isolierung und um Abbrechen zu verhindern).
Die weiße Leitung, die zum Display führt, ist für den blinkenden Punkt (DP). Sie wird nicht über die Schieberegister angesteuert (es wäre Resourcenverschwendung, jedes mal die beiden Bytes neu auszugeben), sondern hängt direkt am ATtiny. Die rote Leitung führt einfach nur zu Vcc, es handelt sich um Common Anode-Displays.
Die Platine selbst ist nicht eingeklebt – mit ein bisschen vorsichtiger Gewalt lässt sich sich an den anderen, festgeklebten Bauteilen entlang noch immer aus dem Gehäuse heraus ziehen, dafür sind die Leitungen auch alle etwas länger.

Jetzt fehlt nur noch die Software auf dem ATtiny, und die Eieruhr ist fertig.

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