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Aufbauanleitung für ein Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD)

Was ist ein Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD)?

Das Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD) (kurz: BBRTCAD_TSMD) ist ein kleiner Arduino-Clone mit einer gepufferten Echtzeituhr und einer Spannungsversorgung über eine USB-Buchse. Der BBRTCAD_TSMD eignet sich hervorragend für Projekt mit RGB-LED-Streifen (wie z.B. Adafruits Neo-Pixel), die eine Zeitbasis benötigen.

Bausatz

Einen Bausatz für ein Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD) gibt es bei Elmotex als reinen Bausatz oder auch mit einer vorbestückten Platine.

BBRTCAD (Teil-SMD)-Bausatz

Wie funktioniert das?

Das BBRTCAD_TSMD ist ein Arduino-Clone mit einer DS3231M-Echtzeituhr. Die beiden Bauteile unterhalten sich über den I2C-Bus miteinander.

Der Betrieb eines ATMEGA328 als Arduino-Clone ohne das Arduino-Board ist auf der Homepage des Arduino-Projektes beschrieben.

Arduino Standalone

Schnelleinstieg

Eigentlich ist die Bestückung selbsterklärend. Einzige Außnahme sind D1, D6 und D7, die mit den 0 Ohm-Widerständen (Brücken) bestückt werden müssen. Auf D8 kommt die 1N4147-Diode (Strich nach oben).

Ein guter Einstieg ist auch der Anschluß- und Bestückungs-Plan (Link in der rechten Spalte auf dieser Seite).

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Der Bausatz

1. Der Bausatz

Der Bausatz kommt mit einer vorbestückten Platine, auf der die kleinen und problematichen Bauteile bereits vorbestückt sind. Speziell die DS3231M und die ganz besonders die SMD-Buchse sind von Hand schwer bis gar nicht zu löten. Sie wurden maschinell bestückt und dann in einem Reflow-Ofen gelötet. Siehe dazu auch SMD-Prototypen-Bestücken.

Dem Bausatz liegt eine gerade und gewinkelte Stiftleiste bei. Je nach Einsatz-Zweck der Platine kommt die eine oder andere oder gar keine zum Einsatz!

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Die SMD-Bauteile

2. Die SMD-Bauteile

Die einzige etwas kniffelige Aufgabe an diesem Bausatz sind die 4 SMD-Bauteile. Die 1N4148-Diode muß auf D8 gelötet werden. Sie hat einen weißen Strich, dieser gehört nach oben (auf der Platine hat D8 auch einen Strich oben).

Die drei 0 Ohm-Widerstände gehören auf D1, D6 und D7. Ihre Ausrichtung ist egal.

Dieser Schritt ist nicht so schwierig, wie er sich anhört, denn es wird kein Lötzinn benötigt. Auf den Lötpads befindet sich bereits genügend Lötzinn.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Geschafft!

3. Geschafft!

Wenn die SMD-Bauteile auf der Platine ihren Platz gefunden haben, geht es total entspannt wieter.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Die Zener-Diode

4. Die Zener-Diode

Die 3,0 Volt-Zener-Diode wird auf D5 gelötet, der Ring auf der Diode muß auf den Strich auf dem Bestückungsdruck (also nach rechts zeigen).

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Die 1N4007-Diode

5. Die 1N4007-Diode

Die 1N4007-Diode (D9) ist eine Schutzdiode, die die Platine vor einer verpolten Stromversorgung schützt. Auch bei ihr muß der Ring auf der Diode auf den Strich auf dem Bestückungsdruck (nach unten).

Bei einer ausschließlichen und gesicherten Stromversorgung über die Micro-USB-Buchse kann keine Verpolung stattfinden und die Diode kann auch weggelassen werden.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Der 16 MHz-Quarz

6. Der 16 MHz-Quarz

Dann wird der 16 MHz-Quarz eingelötet.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Der ATMEGA328

7. Der ATMEGA328

Dann kommt der Mikrocontroller (ATMEGA328) an die Reihe. Seine Nase muß nach links zeigen. Natürlich kann man auch einen Sockel einlöten und den ATMEGA328 später stecken.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Der Reset-Taster

8. Der Reset-Taster

Der Reset-Taster ist optional. Wärend der Entwicklung ist er praktisch. Kommt die Platine später in ein Gehäuse ist er nicht mehr zugänglich und kann auch weggelassen werden.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Der Stützkondensator C2

9. Der Stützkondensator C2

Der Stützkondensator C2 ist auch optional. Bei einem guten USB-Netzteil wird er nicht benötigt. Hat man eine unsaubere Spannungsversorgung, kann man ihn einlöten. Dann muß man darauf achten, daß seine Polung stimmt. Der Minus-Pol (auf dem Gehäuse schwarz markiert) muß nach oben.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Der Speicherkondensator

10. Der Speicherkondensator

Auch bei dem Speicherkondensator muß man unbedingt auf die Polung achten. Der Minus-Pol (schwarze Markierung) muß nach oben.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Pinheader

11. Pinheader

Dem Bausatz liegen zwei Pinheader bei: gerade und gewinkelte. Welche (und ob) man einlötet, hängt vom Einsatzzweck ab. Hier wurde eine gerade für den FTDI-Stecker eingelötet.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Abschlußarbeiten

12. Abschlußarbeiten

Vor der ersten Inbetriebnahme muß die Platine mit Isopropanol (z.B. Teslanol® Isopropanol, Aktiv-Reiniger, 1000ml) von Flußmittelresten befreit werden, da diese mit der Zeit Feuchtigkeit ziehen und zu Korrosion führen.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Testprogramm

13. Testprogramm

Jetzt kann man das Testprogramm (BBRTCAD_TSMD_Test.zip) aufspielen. Dies geschieht ausschließlich über den FTDI-Header, die USB-Buchse dient nur der Stromversorgung!

Hat alles geklappt, blinken die gründe und gelbe LED abwechselnd und im seriellen Monitor (57.600 Baud) wird eine Uhrzeit angezeigt.

Bare-Bones-Real-Time-Clock-Arduino-Ding (Teil-SMD): Stromverbrauch

14. Stromverbrauch

Der Stromverbrauch beträgt im Leerlauf (ohne weitere Peripherie) 0,04 A (0,03 A ohne FTDI-BUB).

Wie geht es weiter?

Mit dem BBRTCAD_TSMD als Basis kann viele interessante Uhrenprojekte aufbauen.

Binär-Uhr
Binäruhr

Die Neo-Binary-Clock ist ein nettes Nachmittags-Projekt für einen verregneten Sonntag, speziell, wenn man aus einem anderen Projekt noch NeoPixel-Streifen-Stücke übrig hat.

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Liquid-Clock
Liquid-Clock

Die Liquid-Clock ist eine Uhr, welche die Uhrzeit mit Hilfe eines NeoPixel-Strips anzeigt. Ein blauer Punkt zeigt die Stunde, ein grüner die Minute und ein roter die Sekunde. Die Punkte bewegen sich dabei fließend, daher der Name Liquid-Clock.

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ClockPlott-DUE
ClockPlott-DUE

Die ClockPlott-DUE ist eine Wortuhr. Sie zeigt die Uhrzeit in natürlicher Sprache mit der Hilfe von NeoPixel-Streifen an.

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Stückliste

Referenz Anzahl Bezeichnung Wert Artikel
X11Quarz16 MHz01933
D1, D6, D73Null Ohm-Widerstand0 Ohm04000
D21Leuchtdiode SMD 1206rot00183
D31Leuchtdiode SMD 1206grün00187
D41Leuchtdiode SMD 1206gelb00085
D51Zenerdiode3,0V/0,5W00348
D81Diode SMD1N414801321
D91Diode1N400703674
C1, C4, C5, C6, C95Keramikkondensator SMD 1206100nF/50V01894
C21Elektrolytkondensator SMD47µF/16V03519
C31Speicher-Kondensator47.000uF01983
C7, C82Keramikkondensator SMD 120622pF/50V01848
R11Widerstand SMD 1206220 Ohm04033
R2, R3, R43Widerstand SMD 12061 kOhm04049
R5, R7, R8, R94Widerstand SMD 12064,7 kOhm04065
R61Widerstand SMD 1206820 Ohm02742
R101Widerstand 1/4W10 kOhm03402
LDR (R11)1FotowiderstandA99501100387
R121Widerstand SMD 120610 kOhm04073
ATMEGA3281Mikro-Controller programmiertAtmega 32802602
DS3231M1EchtzeituhrDS3231M00076
RESET1Kurzhub-TasterTP54N16003450
USB-Buchse1USB-Buchse Micro B02317
zu Atmega3281PräzisionsfassungDIL-28-S01971
Stiftleiste1Stiftleiste, gerade, trennbar1x 40-polig03335
Stiftleiste1Stiftleiste, gewinkelt, trennbar1 x 40-polig03330
Platine1PlatineBBRTCAD_TSMD_PCB50040