Kurzschluss Junkies [0x11]: Der Serienprototyp

Feedback / Neuigkeiten

Basti hat seinen Alexa Skill Verdrehte Sprüche aktualisiert und erweitert.

Chris hat zum ersten mal vom MiB erfahren. Dem Mebibyte das auf der 1024er Basis basiert.

Common-Sense-Tipps

Chris gibt den Tipp „Bastelprojekte“ mit bleihaltigem Lot zu löten, da die Temperaturen niedriger sind und die Lötstellen zuverlässiger.

Basti gibt den Tipp Bauteile für die Inbetriebnahme in einer mit dem Lötkolben sinnvoll bearbeitbaren Größe vor zu sehen.

Idea to Product

Wir haben eine neue Kategorie. Wir erklären einen möglichen Weg von einer Idee zum „fertigen“ Produkt. Abwechselnd werden wir die Rollen tauschen und jeweils das einmalige Kellerprojekt und andererseits die Entwicklung eines Serienprodukts Schritt für Schritt durchgehen. Die Idee, die wir umsetzen wollen: Einen wasserdichten Füllstandssensor für Flüssigkeiten und nicht elektrisch leitenden Materialien.

Chip der Woche

Der ESP32. Völlig unvoreingenommen hat Chris sich für den Nachfolger des ESP8266 vorgeschlagen. Der ESP32 ist ein Dual Core-Prozessor mit W-LAN und Bluetooth Radio.

Kurzschluss Junkies [0x0d]: Schwarze Knöpfchen

Feedback:

Basti erzählt, wie er vor ein paar Jahren alle Bilder im Blog gelöscht hat. Leider auch die der Kaffeemaschine. Der Text ist aber noch hier zu finden: WLANKaffee
Das Thema: „Wann Bachelor, Master oder Ausbildung machen“ wird besprochen. Beide sind einer Meinung, es gibt mehrere richtige Wege.
Der Kurzschluss Blog hat einen neuen Author: Rapha. Er schreibt aktuell gerade an einer Serie zu seinem Git Command Line Tool

Common Sense Tips:

Basti gibt den Tipp, alle Software und Quellcodes zur Inbetriebnahme einer Leiterplatte zusammen zu packen und abzulegen. Optimal geht das in einer virtuellen Maschine. Die kann man nämlich auch noch in 5 Jahren starten, kleine Änderungen vornehmen und eine angepasste Testsoftware für die eigene Schaltung flashen. Das Gleiche gilt für Leiterplatten. Auch hier spricht nichts dagegen alles was zum Erstellen verwendet wurde, also Software, Bibliothek, Datenblätter, usw. in ein Archiv zu legen und mit den Gerberdaten zu archivieren. So können in der Zukunft Änderungen an den Daten vorgenommen werden ohne die Daten in die aktuellsten Versionen und Tools umziehen zu müssen.
Chris gibt den Tipp, sich immer wieder an Neues heranzutrauen, auch wenn es mit einem Risiko verbunden ist, die Technik entwickelt sich ständig weiter.

Schmartwatch:

Es gibt nicht viel Neues, die letzte Runde im Lötofen sah vielversprechend aus, muss aber noch ein wenig nachgearbeitet werden.

Pick and Place:

Das Board wurde von Basti zum STM286 umgetauft. Es regt sich was: UART funktioniert und GRBL lässt sich ansprechen. Jegliche anderen Funktionen funktionieren noch nicht. Es beginnt die Portierung zur CubeMX HAL

Mini Knöpfchen:

Die von Chris das letzte Mal vorgestellten Boards sind angekommen und er hat auch schon ein paar Bauteile bestückt. Dann geht die Platte an Basti, der macht dann dafür eine Software.

Chip der Woche:

Chris stellt diese Woche die MBR180S vor, eine Schottkydiode mit 80V Sperrspannung. Sie hat bei 1A nur 800mV Spannungsabfall, der sich bei 50mA auf 400mV verringert. Es gibt die Diode im SOD123 Gehäuse, das ist klein, aber gut handlebar und sie ist billig. Mit 3 Cent in größeren Stückzahlen ist man dabei.
Basti erzählt von einem Besuch von Murata, und wie die Situation mit den MLC-Kondensatoren in Zukunft aussehen wird.

Knöpfchen mal in klein

Es wird ein Evalboard geben, auf Basis des STM8L151 Mikrocontrollers.
Geplant ist später die Firmware mittels dem UART Bootloader von ST hoch zu laden. Es wird also kein zusätzlicher Programmer benötigt. Nichts desto trotz sind die Signale SWIM und NRST, sowie 3V3 und GND Lötpads geführt. Man weiß ja nie 😉

Das Board wird follgende Schnittstellen haben:

  • Cap-Touch (16 Button)
  • RGB OneWire LED
  • UART mittels micro USB
  • IR-UART
  • 3Dig 7Seg (Diskret)

Der Schaltplan sowie das Layout sind bereits fertig. Bei den Cap-Touch-Tasten muss darauf geachtet werden, welcher Typ des STM8L151 verwendet wird. Abhängig vom Typ ändert sich die Density Angabe und es können mehr oder weniger Tasten realisiert werden. Das findet man am schnellsten im UM1606 von ST auf Seite 54. Vermutlich wird das restliche Die für den Flash benötigt, da ST eine Cap-Touch Hardwareunit hat. WICHTIG: Sollte nachträglich mehr Flash benötigt werden muss dass vorher bei der Tastenzuweisung berücksichtigt werden.

Als Knöpfchen sollen SK6812 LEDs verwendet werden. Diese LED ist ähnlich der WS2812, die SK6812 ist aber reflow-tauglich, zumindest laut Datenblatt.
Der IR-UART kann rein theoretisch auch zum Firmwaredownload verwendet werden. Dies wollen wir auf jeden Fall auch überprüfen.

Da eine 7-Segment Anzeige kostspielig ist, wurde eine „diskrete“ 7Seg Anzeige realisiert. Wir werden sehen, wie gut diese ablesbar ist. Sollte es zu schlecht sein, wurde ein „Heissklebe- bzw. Silikonrahmen“ in das Layout integriert. Evtl, ist es möglich dieses Stück FBG als Maske zu nutzen.

Ein weiteres Feature ist, dass die Anzeige nicht einfach ein flacher Teil der FBG ist, sondern als „Aufsteller“ an die FBG stirnseitig angelötet werden kann. Mal sehen wie gut das Alles so funktioniert.

Kurzschluss Junkies [0x0c]: Knöpfchen in klein

Feedback:

Danke für den Wera-Flaschenöffner von einem anonymen Spender.
Herzi, viel Spaß mit dem MP1 Evalboard von ST.

Kleine Vorstellung von Chris:

Realschule -> Azubi -> Fachabitur -> Studium -> Entwickler mit Leib und Seele
Hier der versprochene Steam Link und der Code: SB5HW-HQAA

Geschenke Geschenke:

Basti hat einen Echo Dot bekommen für seinen Alexa Skill: Was würde Rolf Sagen?

Aus Fehlern lernen:

Heißt ab sofort: Common-Sense-Tipps:
Wenn mehrere Spannungen zur Versorgung eines Boards verwendet werden, dann sollte das Board diese Spannungen an allen Eingängen abkönnen. Beispielsweise können Transzorb-Dioden eingesetzt werden, die sollten aber nicht dauerhaft belastet werden, sonst werden sie warm und gehen kaputt. Gedacht sind die für einen Spannungspuls und nicht für Dauerhafte Überspannung. Ein ‚Feldversuch‘ hat gezeigt, dass auch ein Raspberry Pi zwei Wochen mit 12V laufen könnte.

Nerds halt:

Verpackungsmaterial ist sehr Interessant. Vor Allem das Material auf dem fremde Leiterplatten gebohrt werden. Das wird zum Beispiel als Schutz beim Versand von Lötpasten Schablonen verwendet.

Pick and Place:

Wir haben unsere erste Platine bestückt. Die Lösung der Probleme vom vorherigen Versuch war den Kompressor mit genug Druck zu betreiben. So hatte die Maschine konstanten Arbeitsdruck. Außerdem haben sich die Gurtabschnitte im Feeder verklemmt. Ab sofort werden nur noch Rollen geordert.

Wieder neues Projekt:

Chris hatte schon erzählt, dass er 50 STM8L Mikrocontroller gefunden hat. Basti hatte die Idee daraus ein Evalboard auf Basis des Knöpfchenspiels zu entwickeln. Dieser werden wir evtl. auch verlosen, verkaufen oder ähnliches. Ein Blogpost dazu folgt. Es wird das Knöpfchenspiel in klein mit einer IR-UART Kommunikation und diversen Extras.

Zur Info:

Chris baut sich einen Home-Server auf. Dieser solle eine doppelter Redundanz der Daten bsitzen und hat daher 4 Festplatten. Dabei läuft ein Dauerversuch, der WD Red mit Seagate Ironwolf vergleicht. Chris setzt aber auf die allseits bekannte Mediamax und WD Green. Wenn die erste Platte ausfällt, haben wir einen Verlierer gefunden.

Chip der Woche:

Diesmal kein neuer, aber Basti kann jetzt endlich Gehen, Radfahren und Laufen unterscheiden, da das PC-Interface Board für den LSM6DSOX angekommen ist. Jetzt hat er eine Lösung, kennt aber das Problem noch nicht.
Wenn

Pick and Place: Teil2 JUKI Placemat 460 Retrofit Board

Wie im Podcast schon erwähnt, haben wir uns überlegt den 286er der JUKI Placemat 460 durch einen STM32F4 zu ersetzen. Also gesagt getan. Erst war die Überlegung das Steuerboard inkl. PC zu ersetzen und die neue Flachbaugruppe an die gleiche Stelle wie die alte Steuerplatine zu possitionieren. Sozusagen ein Retrofit Board. Alle alten Stecker sollten verwendet werden. Als dann die alten Schaltunterlagen gesichtet wurden, wurde diese Entscheidung kurzerhand überdacht und verworfen. Es wurde ein Board entwickelt, welches zwar den 286er ersetzt, aber nicht die Steuerplatine. Dazu musste einfach nur die 3V3 Welt des STMs in die 5V Welt der Steuerplatine umgesetzt werden.

Wie es so ist, wurden noch ein paar Interfaces neu ergänzt. Da noch Unsicherheit besteht, welches das Richtige ist, sind hier mehrere zum Einsatz gekommen. Es wurden Interfaces für eine µSD Karte, ein 100MBit LAN und ein USB zu UART bereitgestellt. Da auch die Überlegung besteht, den Bestückkopf um mehr als nur 90° drehen zu lassen wurden auch noch 2 Polulu Steckplätze vorgesehen. Alles in allem ist die Platine doch sehr kompakt geworden. Geradeeinmal 100x85mm.

So in der Art soll das Board später mal eingebaut sein. Im Idealfall werden nur die 2 Flachbandkabel benötigt und das Board ist fertig zur Verwendung. Bei den Bauteilen wurde darauf geachtet, möglichst wenig Varianz zu haben. Für das komplette Board, kommen nur 15 verschiedene SMD und nur 5 verschiedene THT Bauteile zum Einsatz. Alle Bauteile waren bei JLCPCB  bzw LCSC bestellbar. Genug Bauteile für 2 Flachbaugruppen, 5 Rohleiterplatten und eine Schablone haben zusammen nur ca. 80€ gekostet. Sobald alles da ist wird es spannend. Mal sehen ob die Flachbaugruppe als erste mit dem Bestückautomat herzustellen geht.

Pick and Place: Teil1

Wir haben uns einen Bestückautomat gekauft. Wie das mit unseren Käufen meistens so ist, spontan. Chris hat den Automat bei ebay Kleinanzeigen gesehen und 2 Tage später haben wir ihn in den Keller von Basti gebracht. Der Automat wiegt stolze 300kg und besteht hauptsächlich aus Stahl.

Der Automat  besitzt einen Transformator, der die Eingangsspannung von 230VAC in 100VAC umwandelt. Dieser wiegt stolze 12 kg und besteht aus ziemlich viel Kupfer. Die 100VAC Spannung wird im Automat in zwei DC Spannungen konvertiert. 24V und 5V. Bei Kauf und Erst-Inbetriebnahme im Keller zeigt der Steuerungsrechner eine Fehlermeldung an. Diese war leider in den Unterlagen nicht dokumentiert und lautete „Notstop betätigen! PWB-Stecker nicht verbunden.“ Der Steuerungsrechner ist ein 286er der mit dem Automaten über parallele Schnittstellen kommuniziert. Die parallelen Schnittstellen sind zwei Einsteckkarten in den ISA-Bus des Rechners. 

Bei der Fehlersuche wie wir die Fehlermeldung loswerden, hat Chris herausgefunden, dass die LED des 5VDC Nezteil nicht leuchtet. Wir haben uns mit einem Labornetzteil an den 5V Kreis gehängt, nachdem wir mit einem Multimeter auf Kurzschluss nach Masse getestet haben. Die Stromaufnahme war ca. 500mA und die Fehlermeldung verschwand. Also haben wir uns entschlossen das Netzteil zu reparieren. Bei näherer Untersuchung hat sich gezeigt, dass einer der Elektrolyt -Kondensatoren ausgelaufen ist und das ganze Netzteil mit klebriger Pampe verschmiert hat. Das hat wohl zu einem Kurzschluss geführt. Ziemlich erstaunlich, dass in einem 30 Jahre alten Gerät die Elkos noch flüssiges Elektrolyt haben. Spricht für deren Qualität.

Wir haben also eins der super kleinen 230VAC auf 5VDC/2A Netzteile anstelle des alten Netzteils eingebaut und siehe da, die Kiste läuft und reagiert auf Steuerbefehle vom Rechner. Beeindruckend ist auch der Unterschied in der Bauform der Netzteile. Das kaputte Netzteil konnte aus den 100VAC 5VDC mit 1A Strom erzeugen. Das neue Netzteil ist ist ungefähr so groß wie eine Briefmarke, hat einen breiteren Eingangsspannungsbereich und kann den doppelten Strom am Ausgang liefern.

Wir haben einen Initialisierungstest durchgeführt uns alle Funktionen einmal getestet. Wie nicht anders zu erwarten ist die Bedienung etwas umständlich. Es gibt kein USB (Verison 1.0 wurde erst 4 Jahre nach Baujahr der Maschine veröffentlicht) und eine serielle Schnittstelle ist auch nicht zu finden, also werden wir um ein Update nicht herum kommen wenn das Teil sinnvoll eingesetzt werden soll. Denn irgendwie wollen wir unsere Daten automatisch vom PC in den Bestückautomaten bekommen.


Wir haben uns entschlossen die Kiste auf eine aktuelle Hard-/ und Software zu bringen. Dazu werden wir ein neues Interface-Board entwickeln, dass so aufgebaut ist, dass es mit den originalen Bedingungen des Bestückautomats herstellbar ist. Quasi ein selbst replizierendes Ersatzteil. Das soll später an die gleiche Stelle wie die aktuelle Interface Karte, und mit den gleichen Steckern arbeiten.
Wie genau müssen wir noch besprechen. Das ist dann eine Sache für den nächsten Eintrag.

Bandpass TTL Opamp und Rigol DS1054Z

Ich habe mir die Idee einen Mosfet als Verstärkereingang mal genauer angesehen und dieses System übernommen. Der Vorteil ist, dass ein Mosfet welcher nur kapazitiv angesteuert wird schon ein Hochpass ist. Mit dem Vorwiderstand für den Mosfet kann die Tiefpasskarakteristik beeinflusst werden. Wenn einem die Gatekapazität zu ungenau ist, kann auch ein zusätzlicher Kondensator verwendet werden um das Tiefpassverhalten genauer zu definieren. Die nachfolgende NPN-PNP-Verstärkerstufe ist da, um dieses Signal „belastbar“ zu machen. Um den Mosfet im Analogmodus zu halten, kann entweder ein DAC eines µControlers verwendet werden oder wenn es „standalone“ funktionieren soll einen Operationsverstärker verwenden. Die Gesamtschaltung verbraucht nicht mehr als 3mA bei 3,3V.

Durch das kapazitive Messen des Signals erfolgt eine Phasenverschiebung, welche nicht zu vernachlässigen ist, wenn Strom und Spannung Bezug zueinander haben sollen.

Hier ist die Schaltung. Diese kann man Easy in Spice nachbauen und mit experimentieren. Wichtig ist, dass man reelle Bauteile verwendet und nicht die idealen Modelle von Spice.

Das ist die gelötete Schaltung in Nahaufnahme auf einer eigens dafür angefertigten Leiterplatte. 
Das ist die gelötete Schaltung in Nahaufnahme auf einer eigens dafür angefertigten Leiterplatte. 

Ich habe ein paar Aufnahmen mit meinem neuen DS1054Z gemacht. Alle Messwerte welche angezeigt werden, sind mit einem Druck auf den „MessMalAlles“ Button erledigt. Auch die angezeigten Werte habe ich nicht extra im Offset oder Amplitude angepasst. Diese sind mit dem AUTO Button gleich richtig skaliert worden. Echt top wie gut das Funktioniert.

Hier einmal die Phase gemessen bei 1KHz Eingangssignal.
Dann einmal auf den magischen „MessMalAlles“ Button gedrückt ohne Offset.
Dann einmal die gleiche Messung mit einem Offset von ca. 3V.
Jetzt noch das Tiefpassverhalten im Detail. Hier 20KHz vs. 40KHz.

Kurzschluss Junkies [0x08]: Lack oder Keinlack

Neuigkeiten

Wir haben knapp 5000 Downloads und ca. 50 Abonnenten. Danke dafür.
Wie werden ein Gewinnspiel starten, sobald wir ca. 100 Abonnenten haben.
Es gibt ein super interessantes Evalboard ab zu stauben. Das STM32MP157C-DK2

https://www.st.com/en/evaluation-tools/stm32mp157c-dk2.html

Handson Rigol DS1054Z

Das Rigol DS1054Z ist ein richtig gutes Hobby-Oszilloskop für wenig Geld. Eines der besten Features ist der „MessMalAlles“-Button. Da bekommt man per Knopfdruck alle Information welche einen interessieren könnten auf einmal angezeigt. Ein Softwareupdate geht ohne lästiges Anmelden oder Registrieren.

Aus Fehlern lernen

Der Pegel macht’s. Basti musste den BOOT0 Pin eines STM32 niederohmig genug auf ein Potential ziehen um auch ohne Debugger in den richtigen Bootmodus zu kommen.
Notizen machen und eine Gespräch leiten ist in der Kombination schlecht möglich. Am besten einen Schriftführer und einen Leiter bei wichtigen Gesprächen.

Der Mosfetverstärker

Chris hat einen ultra-lowcost Verstärker gebaut. Dieser ist allerdings nur für Wechselspannungssignale geeignet.

Knöpfchenspiel

Das Spiel geht weiter. Ein Holztisch wurde gelöchert. Er wurde angemalt aber nicht lackiert. Alles wird älter und das darf man auch sehen. Die LED und Knöpfe werden bereits ausgewertet. Die Software auf dem Raspberry funktioniert auch schon. Jetzt noch die Kommunikation zwischen STM32 und Raspberry Pi in Betrieb nehmen und eine Webcam mit ausreichend guter Qualität anstecken.

Schmartwatch

Review auf Twitter war gut und hilfreich. Platine wird wohl lieber selbst bestückt, was mit dem bald funktionierenden FinePlacer auch kein Problem sein sollte.

Handauflage zum einfachen Platzieren von SMD Komponenten

Chip der Woche

Der STM32MP15x hat es diesmal geschaft. ST kommt in den Bereich der Media-Prozessoren. mal sehen was die Zukunft bringt. Leider preislich noch etwas über der Konkurrenz.
STM32MP151 5,30$ MCIMX6Z0DVM09AB 3,62$
STM32MP153 8,10$ MCIMX6Y0CVM05AB 6,76$
STM32MP157 9,50$

Kurzschluss Junkies [0x06]: Gemischte Tüte

Feedback zur letzten Folge war positiv. Ob wir YouTube Videos machen, werden wir sehen. Firma in der wir arbeiten ist unbekannt. Ob wir die irgendwann erwähnen werden wir sehen.
3000+ Downloads in diesem Jahr.

Podcast wird auf jeden Fall fortgeführt. Wir machen weiter.

Allgemeines:

RIGOL1054Z das kleine Osziwunder für <400€ mit Sofwareencoder, FFT und das Beste ist es kann ein eigenes Augendiagramm erstellen. Hat 1G/Sample und 50MHz Bandbreite. Top Hobby-Oszi.

Aus Fehlern lernen:

DRC ist immer von Vorteil und sollte man nicht vergessen.
Zuken ist nicht das beste Tool wenn es darum geht Busse von Subsheet zu Subsheet zu führen. Daher der „gesunde“ Blauton im Bild (Videosignal) auf einer seiner Baugruppen. Wir nutzen das etwas ältere CR5000 mittlerweile gibt es CR8000.

Layoutsoftware:

KiCad, Zuken, Pulsonix und Altium mal kurz erwähnt.
KiCad ist ein kostenloses Layouttool was durchaus mit den professionellen Tool mithalten kann.
Zuken ist zumindes bei uns etwas buggy aber durchaus nutzbar für Großprojekte.
Pulsonix ist das modernere Zuken welches auch etwas günstiger ist.
Altium ist ein Tool welches etwas besser sein soll jedoch auch teuerer, aber vom Hörensagen ein sehr gutes Programm ist.

Basti hat für KiCad einen Bugfix bereit gestellt für einen Haken und Stacked-Vias in seine Version implementiert.

Projekt Genesis:

Das Alexagame für zwischendurch. Wer wollte schon immer mal ein KI sein und über die Zukunft der Menschheit entscheiden? 😉

Der Minidrucker:

Beim Minidrucker geht der Stepperdriver von ST zumindest wenn das Board extern ist. Um das Mini-Drucker-Mainboard richtig bestücken zu können brauchen wir einen Fineplacer. Der Bausatzlink folgt. Bei motedis kann man günstig mechanische Teile kaufen.

PC Hardware:

Ein paar Geheimtipps für PC Hardware. Netzteil aus dem T7500 (1KW für unter 60€)
Aktuelle Preis/Leistungssieger ist die RX580.

Schmartwatch:

Neue Schmartwatchversion ist öffentlich zum Review, da das Board für Prototypen sehr teuer ist.

Chip(s) der Woche:

Microchips MCP6411. Ein Sehr günstiger OPAMP für ca. 25ct.
Analogs AD8515. Auch nicht schlecht für grad mal 5ct mehr.

Kurzschluss Junkies [0x03]: Heiß und Feddich

Einführung

Vielen Dank für die über 1000 Downloads. Wir haben jetzt ein neues Software Setup (www.ultraschall.fm)

Was würde Rolf sagen?

Alexa und Sprachsteuerung war ein Thema mit dem Basti sich beruflich beschäftigt hat. Abends hat er dann einen Alexa Skill zusammen gebaut, der verdrehte Redewendungen zum Besten gibt.
Sagt einfach „Alexa, Starte Rolfs Weisheiten“ und Alexa erzählt euch einen lustige Redewendung

Chris war EMV messen

Er erzählt ein wenig von den Tätigkeiten, die er dort durchgeführt hat. Er hat einen Tag Emission und den zweiten Tag Immission gemessen. Die Messung fand in einer 10 Meter Halle statt. In der Halle steht die Antenne 10 Meter vom Prüfling entfernt und misst die Elektromagnetischen Wellen in 1 und 4 Metern Höhe, die vom Prüfling ausgesendet werden. Chris hat nach der Sicherheitsnorm für Medizingeräte gemessen (EN60601). Die Einstrahlung wird ebenfalls mit einer Antenne vorgenommen, jedoch werden Elektromagnetische Wellen auf den Prüfling gesendet. Hier hat Chris mit einer Feldstärke von größer als 3V/m gemessen.

Minidrucker Hotend

Chris hat am Minidrucker weiterentwickelt und das Hotend zusammen gebaut. Er hat eine handelsübliche Düse an der Leiterplatte festgelötet. Auf der Leiterplatte sind die Heizwiderstände mit Lötzinn direkt mit der Düse verbunden. Das Hotend ist im Bild dieser Folge zu sehen. Die Schrittmotoren sind leider noch nicht funktionsfähig, wahrscheinlich sind die Treiber nicht richtig verlötet. Der Extruder soll mit einem kleinen Schrittmotor mit einer Untersetzung von 1:75 realisiert werden.

Chip der Woche TPS61099

Basti hat diesen DC/DC bereits in einigen Designs eingesetzt. Der Booster kann bis runter zu 0,7V arbeiten und dadurch die Batterie bis zum Schluss verwenden. Das schont die Umwelt. Und super klein ist er auch.