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lksembox committed Feb 4, 2016
1 parent 417ee6d commit 81dc519
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Showing 3 changed files with 16 additions and 7 deletions.
3 changes: 3 additions & 0 deletions .vscode/settings.json
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@@ -0,0 +1,3 @@
// Place your settings in this file to overwrite default and user settings.
{
}
6 changes: 4 additions & 2 deletions paper/Kapitel/ausblick.tex
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Expand Up @@ -6,12 +6,14 @@ \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.\\
Des Weiteren ist denkbar, die Uhr um ein Funkuhrmodul zu erweitern, sodass die Uhrzeit nicht manuell eingestellt werden muss. Zusätzlich ist eine Weckfunktion denkbar.\\

Motiviert durch ein 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.
Eine weitere Idee ist es, ein Spiel zu entwerfen und ein angepasstes Display dazu zu erstellen.\\

Für ein Eieruhr, um rechtzeitig die Glasplatten, die im Ofen oxidiert werden herauszuholen, kann ein LCD Display verwendet werden.
14 changes: 9 additions & 5 deletions paper/Kapitel/elektronik.tex
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Expand Up @@ -52,14 +52,13 @@ \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
Um das LCD Display mit der Ansteuerplatine zu verbinden gibt es mehrere Möglichkeiten. Da nur ein sehr geringer Strom (μA) fließt und eine Spannung von 3V angelegt wird ist nur eine dünne Drahtzuleitung (0,5mm²) von Nöten. Im folgenden werden verschiedene Verfahren erklärt, die wir uns überlegt und zum Teil auh ausprobiert haben.

\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 circa 15 Minuten 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/
Conductive Paint ist eine schwarze leitfähige Farbe die von der Firma bareconductive hergestellt wird. Die Flüssigkeit kommt aus der Tube und braucht circa 15 Minuten zum Trocknen. 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.

\subsubsection{Kupferfolie}
Kupferfolie wäre eine weitere Idee, die wir allerdings noch nicht ausprobiert haben.
Expand All @@ -68,7 +67,7 @@ \subsubsection{Kupferfolie}
\subsection{Platine}

\subsubsection{Anforderungen}
Die Platine dienst zur Ansteuerung des LCD und soll es ermöglichen, die Uhr zu stellen und die richtige Uhrzeit anzuzeigen. Nicht nur im BCD Format, sondern auch in anderen Formaten.
Die Platine dienst zur Ansteuerung des LCD und soll es ermöglichen, die Uhr zu stellen und die richtige Uhrzeit anzuzeigen. Es soll die Möglichkeit geben das Display nicht nur im BCD Format zu betreiben, sondern auch in anderen Formaten, wie z.B. rein binär.

\subsubsection{Wahl des Mikrocontrollers}
Der Mikrocontroller muss mind. 2 Eingänge für 2 Taster zur Uhrzeitstellung zur Verfügung stellen. Des Weiteren werden 4 weitere 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 noch zustätzliche Ausgänge nötig. Wenn man den Mikrocontroller der Atmel-Reihe verwendet, ist des Weiteren auf die Endbezeichnung {\quote P} zu achten, da der Mikrocontroller dann stromsparender ist. Außerdem muss der Versorgungsspannungsbereich in dem von der Batterie zur Verfügung gestelltem Bereich liegen.
Expand All @@ -77,4 +76,9 @@ \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
{\b Sicherheithinweis:} Vorsicht beim Umgang mit den Chemikalien und immer eine Schutzbrille tragen. Das Ätzbad kann Löcher in der Kleidung verursachen, weshalb es ratsam ist alte Kleidung zu tragen.


Das Platinenlayout wurde mit der kostenlosen Version von Eagle erstellt. Die Platine wurde komplett im FAUFablab geätzt und bestückt. Die Leiterbahndicke beträgt 16mil, der Abstand der Massefläche zu den Leiterbahnen beträgt ebenfalls 16mil. Die Bohrlochdurchmesser der Vias und Löcher zum aufstecken der Bauteile beträgt 0,9mm. Das Boardlayout wurde auf Papier im FAUFabLab ausgedruckt und auf die kupferbeschichtete Seite der Platine gelegt. Anschließend werden sie zusammen für 09:40min in den Belichter gelegt. Wichtig ist, dass man die Platinen vor dem Belichten an den Rändern entgratet, um ein gutes Belichtungsergebnis zu erreichen. Zudem darf man nicht vergessen die Schutzfolie auf der Kupferseite die mit dem Fotolack beschichtet ist abzunehmen. Anschließend kommt die Platine in den Entwickler (NaOH) bis sich der Fotolack an den Stellen, an denen er mit UV-Licht belichtete wurde, ablöst. Nachdem die Platine gut mit Wasser abgespült ist, wird sie in das Ätzbad (Natriumpersulfatlösung) gelegt. Wenn sich die Kupferschicht zwischen den Leiterbahnen komplett abgelöst hat sollte die Platine entnommen werden. Belässt man sie zu lange im Ätzbad besteht die Gefahr, dass zusätzlich Leiterbahnen angeätzt werden. Anschließend die Platine gut mit Wasser abwaschen und für 1:30min in den Belichter legen. Dannach noch ein letztes mal entwickeln und gut abwaschen. Anschließend die Platine ins Verzinnungsbad (Bungard SurTin chemische Verzinnungslösung) geben, um die Kupferschicht vor Korrosion zu schützen. Nun können die Löcher bebohrt und die Platine bestückt werden.
Wenn das Ätz- oder Verzinnungsbad zu alt ist kann dies zu schlechten Ergebnissen führen.
Weitere Informationen zur Herstellung von Platinen und bis zu welcher Leiterbahndicke die Herstellung möglich ist gibt es auf der Homepage des FAUFabLab.

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