Evolution des Rasterduino – Barebone-Arduino für 5€

Send to Kindle

Für viele meiner kleinen Projekte nehme ich nackte Atmega328-Microcontroller, wenn gerade keine billigen Pro Minis zur Hand sind: Versandhändler wie Reichelt liefern die µCs meist binnen 48 Stunden. Für die Maker World in Friedrichshafen galt es eine Art “standardisiertes” Design zu finden – davon habe ich zwei ausgetüftelt, die leicht nachzubauen sind, und den Bau eigener Shields aus Streifen- oder Lochrasterplatinen unterstützen. Dafür habe ich darauf geachtet, die Buchsenleisten so zu platzieren, dass das Shield immer richtig aufgesteckt wird (wenn die volle Größe verwendet wird). Benötigt werden die folgenden Bauteile:

  • Atmega328P im DIL28 Package (je nach Quelle 2,50 bis 5€)
  • ggf. Stecksockel
  • Buchsenleiste 34 oder 36 Pins
  • Sockelleiste gewinkelt 6 Pins
  • Streifenrasterplatine
  • Widerstand 10kOhm
  • Keramikkondensator 0,1µF
  • Schaltlitze YV
  • Ich verwende keinen externen Oszillator, der Atmega328P läuft auf 8MHz internem Takt (1MHz bei 2V ist auch möglich). Bitte meine Hinweise zu den Hardwaredefinitionen und dem Flashen des Bootloaders lesen!

    Der Ausgangspunkt

    Ausgangspunkt ist das etwas aufgeräumte Arduino to Breadboard Modell - hier bereits mit Buchsenleisten.

    Ausgangspunkt ist das etwas aufgeräumte Arduino to Breadboard Modell – hier bereits mit Buchsenleisten. Die Buchsenpärchen in den Ecken sollen für mechaische Stabilität bei der Verwendung großer Shields sorgen. Sie erlaichtern es aber auch, Streifenrasterplatinen quer zu verwenden, wenn dies praktischer ist.

    Die Luxusversion

    Modul Bus stellt ein PCB her, das exakt dem Aufbau eines Breadboards mit 270 Löchern entspricht. Diese Platine ist mit 2,40€ nicht ganz billig, aber aufgrund der durchgeösten Lötaugen von beiden Seiten einfach zu bearbeiten. Die Beschriftung erleichter die Navigation und Schraubenlöcher ermöglichen gegebenenfalls mechanisch sehr stabile Konfigurationen, wenn der “Barebone Arduino mit ein oder zwei Shields versehen werden soll.

    Die Platine von Modul Bus bildet das Breadboard exakt nach.

    Die Platine von Modul Bus bildet das Breadboard exakt nach.

    Die Verbindungen von RX des FTDI zu Pin 3 des Atmega 328, sowie die beiden gekreuzten Masse- und VCC-Verbindungen und die Brücke von GND des FTDI auf die Masseschiene Y habe ich auf der Unterseite der Platine verlötet. Im Bild ist A nach wie vor oben, gezählt wird aber von rechts:

    Im Gegensatz zum Breadboard können bei der Platine von Modul Bus auf beiden Seiten Strippen gezogen werden.

    Im Gegensatz zum Breadboard können bei der Platine von Modul Bus auf beiden Seiten Strippen gezogen werden.

    Die Billigvariante

    Eine Billigversion habe ich auf Streifenrasterplatine aufgebaut. Benötigt wird lediglich ein Stück Platine 8×20 Löcher, also ca. 23x53mm². Die unterschiedliche Länge der Buchsenleisten sorgt für Sicherheit gegen verkehrtes Aufstecken eigener Shields und erleichtert die Stromversorgung durchs Shield selbst. Das Ergebnis sieht so aus.

    Erst lesen, dann löten - hier wurde getrickst!

    Erst lesen, dann löten – hier wurde getrickst!

    Zunächst müssen Leiterbahnen aufgetrennt werden, zu erkennen an den weissen Balken. Hier habe ich schon einige Lötstellen gesetzt, beispielsweise ist die sechspolige Sockelleiste für den FTDI bereits verlötet:

    Die graue Fläche zeigt die spätere Position des µCs.

    Die graue Fläche zeigt die spätere Position des µCs.

    Die Oberseite vor Einsetzen des Microcontrollers: Das Kabel zu Pin 2, VCC und Masse sowie den Widerstand zwischen Pin 1 und VCC führe ich unter dem µC nach draußen. Zu beachten ist, dass der Kondensator an Pin 1 und die Drahtbrücke an Pin 2 sich die Löcher mit dem Microcontroller teilen – zu erkennen an der grauen Fläche! Diese dürfen demnach erst verlötet werden, wenn der Controller an seinem Platz ist. Sitzt dieser, können die Buchsenleisten folgen.

    Drei Kabel und ein Widerstand werden unter dem µC nach außen geführt.

    Drei Kabel und ein Widerstand werden unter dem µC nach außen geführt.

    Diskussionsbedarf

    Diese Variante nutzt den internen Oszillator des Atmega328P. Ist mehr Rechenpower oder eine präzisere Uhr gewünscht, müssen ein Quartz und zwei Kondensatoren ergänzt werden. Beim Aufbau auf der Modul Bus Platine ist im Rechteck A-E x 15-24 genügend Platz. Auf der Streifenrasterversion ist es eng aber sicher machbar, wenn die gekreuzten Kabel für Masse und VCC von der Oberseite des µC darunter, resp. auf die Unterseite der Platine wandern. Denkbar wäre es auch, die Streifenrastervariante weitere zwei Pinreihen schmaler zu machen. Und führt man GND und VCC des FTDI per Kabel auf die entsprechenden Pins des 328, ist eine Größe von 6×17 Löchern möglich…