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IntroVortrag/DIYIntro.tex

@@ -0,0 +1,56 @@
+\documentclass{beamer}
+\usetheme{Warsaw}  %% Themenwahl
+\usepackage{beamerthemeshadow}
+\usepackage{graphicx}
+
+
+\title{DIY-Projektvorstellung}
+\author{}
+\date{\today}
+
+\begin{document}
+\maketitle
+%\frame{\frametitle{Inhaltsverzeichnis}\tableofcontents} 
+
+\section{Binary Clock - Die Idee}
+\frame{\tableofcontents[currentsection]}
+\begin{frame}
+Die Binary Clock
+	%\frametitle{Demotitel 1}	
+		\begin{itemize}
+			\item zeigt Stunden und Minuten an 		\pause 
+			\item soll mit Batterien funktionieren	\pause 
+			\item Uhrzeitanzeige \pause
+			\begin{itemize}
+				\item mit LCD-Display \pause
+				\item oder LEDs \pause
+			\end{itemize}
+			\item nutzt einen Microcontroller
+		\end{itemize} 
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+\begin{figure}[ht]
+	\centering
+	\includegraphics[width=0.7\textwidth]{img/Digital-BCD-clock.jpg}
+\end{figure}
+\end{frame}
+
+
+\begin{frame}
+	\begin{figure}[ht]
+		\centering
+		\includegraphics[width=0.7\textwidth]{img/DTV-LCD-MOD.jpg}
+	\end{figure}
+\end{frame}
+
+
+\begin{frame}
+	\begin{figure}[ht]
+		\centering
+		\includegraphics[width=0.7\textwidth]{img/SPI_TFT_LCD_BY_flickr_nathanchantrell.jpg}\footnote{image by flickr.com/photos/nathanchantrell CC BY-NC-ND 2.0} 
+	\end{figure}
+\end{frame}
+
+
+\end{document}

README.md

@@ -0,0 +1,10 @@
+# DIY LCD Binary-Clock
+
+DIY BCD ABC LCD
+
+A **D**o **I**t **Y**ourself **B**inary **C**oded **D**ecimal **A**wesome **B**inary **C**lock with a **L**iquid **C**rystal **D**isplay
+
+Made by [Richard Fuchs](https://github.com/richardfuchs/), [Elisabeth Hoppe](https://github.com/elisabethhoppe), [Johannes Höhn](https://github.com/hannni) and [Lukas Scheuring](https://github.com/lksembox)
+
+Caretaker: [Jürgen Eckert](https://github.com/i7sid) and [Markus Walther](https://github.com/MarcusWalther)
+

paper/.vscode/tasks.json

@@ -0,0 +1,9 @@
+{
+	"version": "0.1.0",
+	"command": "pdflatex",
+	"isShellCommand": true,
+	// Show the output window only if unrecognized errors occur.
+	"showOutput": "always",
+	"args": ["paper.tex"],
+	"problemMatcher": ""
+}

paper/Allgemeines/latexConfig.tex

@@ -0,0 +1,20 @@
+\documentclass[twoside,a4paper]{IEEEtran}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage[T1]{fontenc}
+\usepackage[ngerman]{babel}
+\usepackage{cite}
+\usepackage{hyperref}
+\usepackage{booktabs}
+\usepackage{tabularx}
+\ifCLASSINFOpdf
+  \usepackage[pdftex]{graphicx}
+  \DeclareGraphicsExtensions{.pdf,.jpeg,.png,.jpg}
+\else
+  \usepackage[dvips]{graphicx}
+  \DeclareGraphicsExtensions{.eps}
+\fi
+%
+% re-enable \thanks command
+\IEEEoverridecommandlockouts{}
+%
+% ----------------------------------------------------------------------

paper/Kapitel/abstract.tex

@@ -0,0 +1,5 @@
+\begin{abstract}
+  % 
+We are awesome.
+  % 
+\end{abstract}

paper/Kapitel/ausblick.tex

@@ -0,0 +1,17 @@
+\section{Ausblick und Erweiterungen}
+
+Dieses Kapitel soll einen Ausblick geben, wie die Uhr verbessert und erweitert werden kann. Außerdem sind Ideen aufgeführt wo selbstgebaute LCDs noch Hilfreiche sein können.
+
+\subsection{Verbesserungsmöglichkeiten}
+
+Um rechtzeitig die Batterie wechseln zu können wäre eine Anzeige denkbar, die als Bild eine leere Batterie anzeigt. Mithilfe der Spannung der Batterie kann die Batterieladung bestimmt werden und ist ein Indikator, wann die Batterien gewechselt werden müssen.
+
+Des Weiteren ist denkbar die Uhr um ein Funkuhrmodul zu erweitern, sodass die Uhrzeit nicht manuell eingestellt werden muss.
+
+Motiviert bei einem Standardwecker mit LCD kann ein DC-DC Spannunswandler eingesetzt werden, um die Uhr mit lediglich einer Batterie betreiben zu können. Somit besteht die Möglichkeit die Größe der Uhr zu verkleinern.
+
+\subsection{Weitere Anwendungen}
+
+Eine Möglichkeit wäre es, eine Anzeige für eine selbstgebaute Wetterstation zu designen.
+
+Eine weitere Idee ist es ein Spiel zu entwerfen und ein angepasstes Display dazu zu erstellen.

paper/Kapitel/bibliography.tex

@@ -0,0 +1,28 @@
+% can use a bibliography generated by BibTeX as a .bbl file
+% BibTeX documentation can be easily obtained at:
+% http://www.ctan.org/tex-archive/biblio/bibtex/contrib/doc/
+% The IEEEtran BibTeX style support page is at:
+% http://www.michaelshell.org/tex/ieeetran/bibtex/
+%\bibliographystyle{IEEEtran}
+% argument is your BibTeX string definitions and bibliography database(s)
+%\bibliography{IEEEabrv,../bib/paper}
+%
+% <OR> manually copy in the resultant .bbl file
+% set second argument of \begin to the number of references
+% (used to reserve space for the reference number labels box)
+\begin{thebibliography}{1}
+
+\bibitem{lcdlayers}
+CC-BY-SA ed g2s
+\emph{LCD layers.svg}
+\hskip 1em plus 0.5em minus 0.4em\relax
+\url{https://en.wikipedia.org/wiki/File:LCD_layers.svg}
+(am 1.~Februar aberufen)
+
+\bibitem{blub}
+L.~Szekeres,  M.~Payer, W.~Tao Wei and D.~Song
+\emph{Blub}
+\hskip 1em plus 0.5em minus 0.4em\relax
+Blub 2013
+
+\end{thebibliography}

paper/Kapitel/dankesworte.tex

@@ -0,0 +1,7 @@
+\section{Danksagung}
+
+Ein großes umfangreiches Projekt wie dieses ist natürlich nicht alleine realisierbar. Wir hatten viele freundliche Mithelfer die uns jederzeit mit Tat und Rat zur Seite standen.
+
+An erster Stelle danken wir unserem 5. Teammitglied Markus Walther. Er hat uns vor allem mit seinem chemischen Wissen unterstützt und hat viele Stunden in unserem Projekt mitgearbeitet. Außerdem stand er immer bereit um Fragen zu klären.
+
+Zu guter letzt danken wir dem ganzen FAUFabLab Team für die Unterstützung bei der Durchführung unserer Arbeiten. Zudem standen sie uns jederzeit mit konstruktiven Antworten auf unsere Fragen zur Verfügung.

paper/Kapitel/elektronik.tex

@@ -0,0 +1,84 @@
+\section{Elektronik}
+\subsection{Ansteuerung}
+\subsubsection{Spannungsart}
+Das LCD Display sollte mit einer Rechteck-Wechselspannung angesteuert werden. Gleichspannung würde auf Dauer die Flüssigkristalle unwiederherstellbar zerstören und den Display somit unbrauchbar machen.
+\subsubsection{Spannungshöhe}
+Hierbei gibt es zwei ausschlaggebende Kriterien. Welche Spannung ist nötig um ein schönes Bild zu erhalten. Bei welcher Spannung zieht das Display wie viel Stromstärke, um einen möglichst geringe Leistung zu erhalten.
+\begin{table}[]
+	\centering
+	\caption{My caption}
+	\label{my-label}
+	%\begin{tabular}{@{}lllll@{}}
+	\begin{tabular}{p{1cm}|p{1cm}|p{1cm}|p{1cm}|p{1cm}}
+		\toprule
+		DC Spannung in Volt      & großes Rechteck (22,5x 22,5mm)I {[}$\mu$A{]} & kleine Rechtecke (10x 10mm)I {[}$\mu$A{]} & Darth VaderI{[}$\mu$A{]}     & Walter WhiteI {[}$\mu$A{]}    \\ \midrule
+		\multicolumn{1}{|l|}{10} & \multicolumn{1}{l|}{0,47}               & \multicolumn{1}{l|}{--}              & \multicolumn{1}{l|}{--}  & \multicolumn{1}{l|}{--}   \\ \midrule
+		\multicolumn{1}{|l|}{5}  & \multicolumn{1}{l|}{0,27}               & \multicolumn{1}{l|}{0,12}            & \multicolumn{1}{l|}{150} & \multicolumn{1}{l|}{0,02} \\ \midrule
+		\multicolumn{1}{|l|}{4}  & \multicolumn{1}{l|}{0,23}               & \multicolumn{1}{l|}{0,08}            & \multicolumn{1}{l|}{66}  & \multicolumn{1}{l|}{0,04} \\ \midrule
+		\multicolumn{1}{|l|}{3}  & \multicolumn{1}{l|}{0,18}               & \multicolumn{1}{l|}{0,07}            & \multicolumn{1}{l|}{37}  & \multicolumn{1}{l|}{0,03} \\ \midrule
+		\multicolumn{1}{|l|}{2}  & \multicolumn{1}{l|}{0,13}               & \multicolumn{1}{l|}{0,06}            & \multicolumn{1}{l|}{9}   & \multicolumn{1}{l|}{0,04} \\ \bottomrule
+	\end{tabular}
+\end{table}
+
+
+
+Unter einer Rechteck-Wechselspannung von 2V wird die Anzeige zu schwach um klar etwas zu erkennen. Mit steigender Spannung nimmt nur die Schnelligkeit zu, mit der das Anzeigefeld angezeigt wird, die Intensität nimmt nicht weiter zu. Ab einer Spannung von 6V besteht die Gefahr, dass auch benachbarte Felder aufleuchten. So wurde bei unserem Testdesign “Darth Vader” auf Platte 1 und die “kleinen Rechtecken” auf Platte 2 angeschlossen. Die kleinen Rechtecken haben aufgeleuchtet.
+
+Die Stromstärken haben wir mit einem Multimeter gemessen. Im Ruhezustand hat das Messgerät bereits einen Strom von -2uA angezeigt. Wir bewegen uns im Microampereberreich weshalb die folgenden Messwerte nur als Richtwerte zu verstehen sind. Sie spiegeln aber sehr gut wieder, dass ein LCD-Display sehr Energiesparend ist.
+
+TABELLE
+
+Die Tabelle zeigt die Messungen der Stromstärken in Microampere der einzelnen Testanzeigedesigns bei einer angelegten Gleichspannung. Dies ist für einen Dauerbetrieb nicht zu empfehlen (siehe oben), wurde aber zur Vereinfachung der Messung so gewählt.
+
+Weshalb die Anzeige von “Darth Vader” so hohe Stromstärken aufweist ist uns unklar.
+
+\subsubsection{Frequenz}
+Zur Feststellung mit welcher Frequenz das LCD-Display angesteuert werden sollte haben wir eine Rechteckspannung mit verschiedenen Frequenzen an verschiedene Elektroden angelegt. Unter einer Frequenz von 30Hz fängt die Anzeige an zu flackern, da das menschliche Auge dort das Umschalten feststellen kann. Über einer Frequenz von 1MHz lässt die Intensität merklich nach. Um den Mikrocontroller möglichst stromsparend benutzen zu können sollte aber eine möglichst geringe Frequenz verwendet werden.
+
+\subsubsection{Ansteuerungsart}
+Bisher wurden die Glasplatten nur einzeln angesteuert. Dadurch wären bei einem 2x4 Aufbau 8 Anschlüsse an jeder Glasplatten nötig. Will man mehrere Symbole, z.B. 4x4 anschließen, wären pro Glasplatte 16 Anschlüsse von Nöten. Um den Aufwand zu verringern stehen 2 Möglichkeiten zur Verfügung.
+Zum einen kann auf die Glasplatte 1 die Elektrodenstruktur aufgebracht werden und jede Elektrode einzeln verbunden werden. Auf Glasplatte 2 muss dann nur eine gemeinsame Fläche für alle Anzeigesymbole angebracht werden, da nur die Symbole an der Stelle aufleuchten, an der sie auch auf Glasplatte 1 angesteuert werden.
+Eine weiter Möglichkeit ist die Ansteuerung per Multiplexverfahren. Hierbei müssen z.B. bei einer 4x4 Platte nur 4 Anschlüsse pro Platte angebracht werden. Das verschafft mehr Platz für die Anschlüsse an der Glasplatte und die Fehlerwahrscheinlichkeit von unguter Kontaktierung wird verringert. Außerdem kann dadurch ein kleinerer Mikrocontroller eingesetzt werden, da weniger Ausgangspins benötigt werden. Dadurch steigen jedoch die Anforderungen an die Software. Wie die Platten dann an den Mikrokontroller angeschlossen werden steht im Kapitel iv Platine.
+
+Aufgrund der oben genannten Vorteile des Multiplexverfahrens haben wir dieses für die Ausarbeitung unseres Displays genutzt. Seine Vorteile spielt es vor allem bei einer Symbolbelegung von 4x4 Symbolen auf einer Glasplatte aus.
+
+Folgende Ansteuerparameter sind optimal für die Ansteuerung dieses LCD Displays:
+\begin{itemize}
+\item Rechteckspannung von -3V bis 3V
+\item Frequenz 50Hz
+\item Multiplexverfahren
+\end{itemize}
+
+\subsection{Spannungsversorgung}
+Als Spannungsversorgung könnten somit 2 Standard Batterien mit je 1,5V verwendet werden. Diese sinken durch Entladung auf eine Mindestspannung von 0,9V ab. Dadurch wird die Anzeige nicht bis zur vollen Entladung der Batterien halten. Je nach Wahl des Mikrocontroller kommt dieser auch nicht mit 1,8V Spannung aus.
+
+Deshalb haben wir uns entschieden drei Batterien mit je 1,5V einzusetzen.
+
+\subsection{Anbindung}
+noch Klärungsbedarf siehe googledocs
+
+\subsubsection{Klemmen}
+Im ersten Test wurde das Display über Klemmen angesteuert. Dies hat einwandfrei funktioniert, jedoch beschädigen die Klemmen die Glasplatten und stellen somit keine gute Endlösung dar.
+
+\subsubsection{Conductive Paint}
+Conductive Paint ist eine schwarze Farbe die flüssig aus der Tube kommt, und ca. 15min zum Trocknen braucht. Jedoch ist die Festigkeit zu schwach und kann die Drähte nicht fest an den Glasplatten fixieren. Deshalb muss noch eine zusätzliche Schicht Kleber (2-Komponentenkleber, Sekundenkleber) darüber angebracht werden, um die Festigkeit zu steigern.
+http://www.bareconductive.com/shop/electric-paint-10ml/
+
+\subsubsection{Kupferfolie}
+Kupferfolie wäre eine weitere Idee, die wir allerdings noch nicht ausprobiert haben.
+
+
+\subsection{Platine}
+
+\subsubsection{Anforderungen}
+Die Platine dienst zur Ansteuerung des LCD Display und soll es ermöglichen die Uhr zu stellen und die richtige Uhrzeit anzuzeigen. Nicht nur im BCD Format sondern auch in anderen Formaten.
+
+\subsubsection{Wahl des Mikrocontrollers}
+Der Mikrocontroller muss mind. 2 Eingänge für 2 Taster zur Uhrzeitstellung zur Verfügung stellen. Des weiteren werden 4 weiter Pins für den Anschluss der ISP Schnittstelle zum programmieren des Mikrocontrollers benötigt. Je nach Anzahl der anzuzeigenden Symbole und ob das Multiplexverfahren verwendet wird oder nicht,  sind dann noch zustätliche Ausgänge nötig. Wenn man Mikrocontroller der Atmel-Reihe verwendet ist des Weiteren auf die Endbezeichnung “P” zu achten, da der Mikrocontroller dann stromsparender ist. Außerdem muss die Versorgungsspannungsbereich in dem von der Batterie zur Verfügung gestelltem Bereich liegen.
+
+\subsubsection{Wahl der anderen Bauteile}
+Um die Uhrzeit so exakt wie möglich zu erhalten wurde eine spezieller 32,7 kHz Quartz verwendet, der auf Uhrenandwendungen spezialisiert ist. Bis auf den Mikrokontroller und dem Quartz wurden nur SMD Bauteile verwendet, um die Platine zu einem späteren Zeitpunkt komplett auf SMD Bauteile umstellen zu können. Zum Entprellen der Taster wurde jeweils ein 100nF Kondensator parallel geschlossen. Der Eingang der Spannungsversorgung (VCC, AVCC) wurde ebenfalls mit je einem 100nF Kondensator versehen, um eine stabile Eingangsspannung zu gewährleisten.
+Der Pin Aref wurde über einen Kondensator mit 100nF auf Masse gezogen. Dieser Kontakt kann dazu genutzt werden, um den Batteriestand festzustellen. Für die SMD Bauteile wurde eine Größe von 0805 gewählt. 
+
+\subsubsection{Herstellung der Platine}
+noch Klärungsbedarf! Siehe googledocs

paper/Kapitel/gehaeuse.tex

@@ -0,0 +1,2 @@
+\section{Gehäuse}
+Das Gehäuse soll mit Hilfe des Lasercutters aus Acryl gefertigt werden.

paper/Kapitel/introBlock.tex

@@ -0,0 +1,13 @@
+%
+% paper title
+% can use linebreaks \\ within to get better formatting as desired
+\title{ABC - an Amazing Binary Clock with a LCD Display}
+
+
+% author names and affiliations
+% use a multiple column layout for up to three different
+% affiliations
+\author{
+  \IEEEauthorblockN{Richard Fuchs, Elisabeth Hoppe, Johannes Höhn, Lukas Scheuring\\}
+  \IEEEauthorblockA{Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg}
+}