I2C LCD Adapter mit RTC auf Stripboard

PCF8574 Datenblatt

Arduino LCD_I2C Bibliothek von Mario_H

Nachdem ich einen Schwung super günstiger I2C LCD Adapter über eBay aus China bekommen hatte, lagen die PCF8574 Schaltkreise einfach nur so rum. 

Aber als ich die sehr guten Artikel von Enrico Sadlowski und von Mario_H gelesen hatte, habe ich mein eigenes kleines I2C LCD Adapter Projekt gestartet.

Der schon vorher genutzten DIY Layout Creater kam für das Stripboard Design zum Einsatz. Im ersten Entwurf fehlt noch das RTC Modul, das ich erst im Nachhinein verbaut habe.

DIY Layout, der PCF8574 passt in dieser Ausrichtung nicht wirklich platzsparend

Die Einzelkomponenten

Zusammengebautes Modul

Modul als Digitaluhr mit Datum

I2C LCD RTC Modul mit THDuino

THDuino V7

Es ist Zeit, meinen eigenen Arduino-Clone zu bauen.

• soll einfach sein, 
• auf Lochstreifen Platine zu realisieren, 
• FDTI und I2C Schnittstelle haben. 
• Wichtig, es muss mit Shields erweiterbar sein, die wiederum mit Lochstreifen Platinen aufgebaut werden sollen.
• Mit der Dokumentation soll das Board immer wieder nachzubauen sein.

Wenn man ganz genau ist, handelt es sich beim THDuino nicht um einen Arduino-Clone, weil die Arduino-Shields nicht auf dieses Board passen, sollen sie auch nicht, ich will ja für die Shields Lochstreifen-Leiterplatten nutzen mit Standard Rastermaß 2,54 mm.

Basis war der Paper-PCB Paperduino-Uno v3.0

Hier mein Entwurf eines Arduino Clones

Die beiden Boards mit der Stromversorgung

Die Schutz-Widerstände für das FDTI Interface haben das Signal des Programmers gestört, sind im fertigen Design (V3) überbrückt.

Nur als Fingerübung habe ich schon heute das erste Proto-Shield für den THDuino erstellt, nachdem ich viel Geld für original Arduino Proto-Boards ausgegeben hatte, freue ich mich jetzt, Shields für den THDuino mit Standard Streifenraster-Leiterplatten bauen zu können. 

THDuino mit Proto-Shield

Arduino Programmer Board, Teil 2

Der zweite Ansatz des Arduino Programmer Board entstand nach einer Anleitung von Paper-PCBs für das Programming Board.

Paper-PCB Programming Board auf Leiterplatte

Leiterplatten-Unterseite, sehr wenige Tracks müssen getrennt werden

Bestückung Widerstände

Bestückung Kondensatoren, Quarz, Verbindungen

komplett bestücktes Programming Board

Anwendung des Programming Boards, UBSTiny ISCP Programmer für den Bootloader und der MAX232 Programmer für die Sketches

Die Anleitung von Paper-PCBs für das Programming Board ist leicht umzusetzen, mein MAX232 Programmer hat eine etwas andere Beschaltung, so dass die Unterseite nach oben zeigt, rein kosmetisch, funktioniert gut. Ich hatte nur einen Taster für die Reset Funktion mit 4 Pins, der Platz hat nicht gereicht, also 2 Pins ab.

Da der USBTiny Programmer keinen Port braucht, kann man Bootloader und Sketch laden, ohne in der Arduino IDE etwas ändern zu müssen.

Den FTDI Sockel auf die andere Seite des Boards gebracht, jetzt stimmt auch die Kosmetik

Arduino Programmer Board

Nachdem ich einen Schwung ATMEGA328P gekauft hatte, natürlich ohne Arduino Bootloader, spart ordentlich Geld, mußte der Bootloader installiert werden und der Blink Sketch in den 328P geladen werden, nur, um im Einsatz, am Blinken von D13 zu sehen, daß der Prozessor funktioniert.

Natürlich könnte man ein Arduino Board nehmen und den Prozessor austauschen, ist aber allerhand mechanischer Streß, hätte gern etwas mit ZIF Sockel, ISCP Sockel und FDTI Stecker für das Laden der Sketches.
Das Basisboard habe ich nach Anleitung von txapuzas.blogspot.com als Paperduino-Stripboard aufgebaut.

Basis Board, noch ohne ISCP Sockel

MAX232 Programmer

Kompletter Aufbau, der ISCP Programmer für den Bootloader, der MAX232 Programmer für die Sketches

Das Basisboard habe ich minimal modifiziert, die wichtigste Änderung; der ZIF Sockel für den Prozessor, dann ISCP Sockel, DC Buchse statt Terminal und noch die Schutzdiode und die Stützkondensatoren für den 7805. Für meine Anwendung brauche ich keine Header Leisten, sind für den Platz des ZIF Sockel weggefallen. 

Stromversorgung über ISCP, Arduino IDE starten, Port für den ISCP Programmer wählen und den Bootloader laden, dann auf den Port für den MAX232 wechseln und der Sketch programmieren, ganz ohne den Prozessor zu wechseln.

5V 1A Stromversorgung

Für meine DIY Arduino Clones auf den Proto Boards war kein Platz für eine Stromversorgung, für die habe ich ein kleines externes Stromversorgungsmodul gebaut.

links ein Arduino Clone, rechts oben die externe Stromversorgung, rechts unten FTDI Adapter

Die Schaltung ist sehr einfach, es wurde der LM7805CV verwendet, hier ein Datenblatt. Hier ein guter Artikel zu Festspannungsreglern auf http://www.vfo-magazin.de. Mein Design hat noch zusätzlich die Verpolungs-Schutz-Diode eingeplant.

Realisiert habe ich das Modul mit einer kleinen Lochstreifen Leiterplatte, für den Entwurf habe ich zum Test den DIY-Layout-Creator genutzt, ein sehr praktisches kleines Programm.

Hier die DIY Datei für die Stromversorgung, die mit dem DIY-Layout-Creator geöffnet werden kann.

DIY Layout Creator Darstellung für die Stromversorgung

Ich habe das Design soweit abgeändert, dass Platz für die Abstandsbolzen war.

Fertiges 5V Modul

Fertiges 5V Modul

Durch die Vorbereitung durch den DIY-Layout-Creator ging die Realisierung des Boards sehr schnell und unkompliziert.

ISP Shield für Arduino UNO

Einen Arduino UNO nutzen, um für ATMEGA328P den Bootloader zu laden. Auf dem Arduino UNO läuft der "Arduino ISP" Sketch. Zusätzlich noch einen 6 poligen ISCP Socket angeschlossen. Funktioniert super!

DIY ISP Shield for Arduino UNO

Different view DIY ISP Shield for Arduino UNO

MOSI, MISO und SCK werden wie gewohnt angeschlossen, für RESET wird der Port D10 an den ICSP Socket geführt. Zusätzlich werden noch 3 LED angeschlossen als Anzeige für Bereitschaft (Port D9), Programmierung (Port D7) und Fehlerfall (Port D8).

ArduinoISP Tutorial

DS3232 RTC Modul für Arduino

Nachdem ich fast alle RTC in meinen Projekten mit einem DS1307 umgesetzt hatte und nicht glücklich war mit der "Genauigkeit" dieser RTC, habe ich mich nach Alternativen umgesehen. Der DS3232 ist deutlich teuer, schon nur als Chip ohne Board, wie die meisten DS1307 RTC Module.

Also mußte ich mir erst einmal mein DS3232 RTC Shield bauen, um dann zu sehen, wie genau diese Lösung ticken würde.

DS3232 Shield mit UNO und Leonardo I2C Anpassung

Erster Entwurf für das DS3232 Shield, zu dieser Zeit hatte ich nur Arduino UNO Boards

Ein DIY RTC Shield mit DS3232 (Datenblatt DS3232), I2C Bus für Arduino UNO und Leonardo mit Umschalter. Für UNO an A4 (SDA), A5 (SCL) und D2, D3 für Leonardo Boards.

Die I2C Adresse der RTC ist 0x68. Als Arduino Lib habe ich DS1307new genutzt. 

Es gibt allerdings auch eine Bibliothek speziell für die DS3232RTC.

Mit meiner DCF77 basierenden Arduino-Uhr konnte ich diese Uhr sehr genau stellen und bin begeistert, wie genau diese RTC die Zeit hält.

Nachtrag 17.09.2016

Haben mir gerade diesen Artikel angesehen, das Shield habe ich mit einem DS3232, den ich einzeln für damals 5€, einem das Proto-Board für 4€ und mit einer Batteriehalterung für ein paar Cent gebaut. Den SMD Schaltkreis mit der Hand zu löten ging so. Jetzt habe ich ein komplettes DS3232 Board für 1€ aus China bekommen, so schön es ist, damit zu basteln, der Anreiz etwas selbst zu bauen wird immer geringer.