Zylonenauge-Lauflicht 2.0

Synopsis: [Zylonen]

Durch eine LED-Spende an die Schule motiviert, entwickelte ich eine kostengünstige Platine für meine Schüler.

Die Platine

• ATtiny2313 (A)
• 3 Taster gegen GND an PD6..PD4
• Matrix- Anordnung von 16 LED
• Zeit-Multiplex Ausgabe möglich
• Sound an PB4 ausgeben OC1B Ausgang
• Keramikschwinger steckbar
• ISP-Buchsen 6 Pin und 10 Pin
• Buchsen für RXD, TXD, PA1, PA0, INT0, INT1

Schematische Darstellung

Um mit den 8 Port-Pins von PORTB die 16 LED ansteuern zu können sind die LED als Matrix verschaltet. Um beispielsweise L0 leuchten zu lassen muss PB4 auf 0 und PB0 auf 1 geschaltet werden. An PORTB muss dazu 0b11100001 = 0xe1 ausgegeben werden.

Die Taster T2..T0 sind gegen GND (0V) verschaltet, bei Betätigung liegt Low-Signal am Eingang vor. Die internen PullUps müssen eingeschaltet werden, damit bei offenem Taster ein High-Pegel am Eingang anliegt: PORTD = 0b01110000.

Vorwiderstände für die Leuchtdioden berechnen

Die Spannung an der Leuchtdiode hängt von ihrer Farbe ab. Um den Stromfluss auf 10 mA zu begrenzen werden Vorwiderstände für die verwendeten Farben ermittelt.

Die Bauanleitung

Entscheiden: Welche LED-Farbe ist gewünscht? Dann die 4 passenden Widerstände für Rot: 330Ω oder Blau, Grün: 180Ω verwenden.

Selber mitbringen: Alter kleiner Kopfhörer als Lautsprecher, ggfs. 5V-Netzteil für Stand-Alone-Betrieb.

Bauanleitung als PDF

// Zylonenauge V1.1 (c) Oliver Mezger 25.06.2017
 
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
 
unsigned char ledausgabe[]={0xe1,0xe2,0xe4,0xe8,0xd1,0xd2,0xd4,0xd8,0xb1,0xb2,0xb4,0xb8,0x71,0x72,0x74,0x78};
int main(){
  DDRB=0xff;      // PORTB auf Ausgang
  char musterz=0; // Position 0
  while(1){
    for(musterz=0;musterz<sizeof(ledausgabe);musterz++){
      PORTB=ledausgabe[musterz];
      _delay_ms(30);
      PORTB=0;
    }
    for(musterz=sizeof(ledausgabe)-2;musterz>0;musterz--){
      PORTB=ledausgabe[musterz];
      _delay_ms(30);
      PORTB=0;
    }
  }
}

// Schneefall V1.0 (c) Oliver Mezger 5.01.2015
 
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
 
unsigned char muster[]={0x78,0x74,0x72,0x71,0xb8,0xb4,0xb2,0xb1,0xd8,0xd4,0xd2,0xd1,0xe8,0xe4,0xe2,0xe1};
int main(){
  DDRB=0xff;
  signed char musterz=0;
  char z=0,i;
  while(1){
    musterz=8+rand()%8;
    z=2+(rand()%32);
    for(i=0;i<=z;i++){
      _delay_ms(30);
    }
    z=2+(rand()%16);
    while (musterz>=0){
      PORTB=muster[musterz--];
      for(i=0;i<=z;i++){
        _delay_ms(20);
      }
    }
    PORTB=0;
  }
}

Der Schaltplan

Plan wurde mit [KiCad] erstellt. Schaltplan: [Zylonenauge2-Schaltplan.pdf]

Frequenz ändern mit Keramikschwinger

Im Auslieferungszustand ist der ATtiny2313 auf den internen RC-Oszillator mit 1MHz eingestellt. Der RC-Oszillator ist nicht besonders genau, die Frequenz weicht von 1MHz ab und schwankt zudem in Abhängikeit der Versorgungsspannung. Für viele Anwendungen ist dies jedoch trotzdem völlig ausreichend. Bei Anwendungen, die eine bessere Zeitbasis erfordern, z.B. Binäruhr ist die Möglichkeit vorgesehen einen Keramikschwinger zu stecken. Beim Bausatz wird ein Resonator mit 4MHz mitgegeben. In der Arduino-Software kann zwischen dem Internen RC und externen Oszillator umgeschaltet werden.

Port- und Verbinder J2 Belegung

PORTB wird für die 16 Leuchdioden und den Lautsprecher verwendet. An PORTD sind die Taster gegen GND angeschlossen.

Am Verbinder J2 sind die freien Pins herausgeführt, dort kann z.B. ein Keramikschwinger angeschlossen werden.