Universeller Datensender V2
Inhaltsverzeichnis:
1.1.2 Bestückungsvariante Logik. 4
1.1.3 Bestückungsvariante HF-Modul 5
2.3 Stecker X3 / Programmierstecker 6
Versionsverfolgung
| Version | Datum | Bemerkung |
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| V2.00 | 18.06.16 | Initialversion |
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1 Beschreibung
Beim universellen Datensender V2 handelt es sich um die 2te Version eines Moduls mit den Abmessungen 29 x 29 mm. Es beinhaltet den Prozessor ATMEL ATmega328P-AU im TQFP-Gehäuse (2 k RAM, 1 k EEProm, 32 k Flash) sowie ein Funkmodul von Hope. Alternativ können auch der ATmega48, ATmega88 oder der ATmega168 eingesetzt werden.
Von diesem Modul gibt es zwei Ausführungen. Version S beinhaltet einen 6-poligen Pin-Header für die Programmierung. Version P beinhaltet anstelle des 6-poligen Pin-Headers 6 Kupferflächen, die die entsprechenden Signale führen.
Die Version S kann auch benutzt werden wenn die Signale MOSI, MISO und CLK extern verwendet werden sollen.
Version P wird vor allem für (Serie-)Anwendungen eingesetzt.
Ein DIL-Schalter dient zur individuellen Adressierung des Moduls; 2 LED’s zur Zustandsanzeige.
1.1 Bestückungsvarianten
1.1.1 Speisung
Als Speisung stehen als Standard eine Batterie CR2450 zur Verfügung. Als Variante steht auch die Batteriegrösse CR2432 und mit einem passenden Batteriehalter die Grössen CR2032 und CR2016 zur Verfügung.
Als zweite Möglichkeit kann das Modul mit einer Spannung von 5….12VDC versorgt werden. Dazu muss ein MCP1703 aufgelötet werden.
Eine dritte Möglichkeit ist die Spannungsversorgung ab einer normalen Batterie mit einer Spannung von 1…1.5VDC. Dazu müssen ein LTC3525 mit den zugehörigen Bauteilen auf der Leiterplattenrückseite aufgelötet werden.
| 5…12V DC mit Gleichspannungsregler IC2 / MCP1703 |
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| 1…1.5 V DC mit Up-Konverter IC3 / LTC3525 Der Up-Konverter wird auf der Rückseite bestückt. |
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1.1.2 Bestückungsvariante Logik
Des Weiteren beinhaltet das Modul die Möglichkeit einen Realtime-Clock oder alternativ ein serielles EEProm aufzulöten. Dies ist dann von Vorteil wenn das Modul als autonomer Datenlogger eingesetzt wird.
| Realtime Clock (RTC) | |
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| Serielles EEProm | |
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Die Adresse lautet: 0 0 0 Als Widerstand wird 1 kΩ verwendet |
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1.1.3 Bestückungsvariante HF-Modul
Als Funkmodul von Hope können eingesetzt werden:
- RFM12B
- RFM69CW
- RFM69W
| RFM12B und RFM69CW | RFM69W |
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Der Widerstand R13 kann wahlweise montiert werden wenn man den Reset-Pin des RFM12B verwenden will.
R11 ist nur notwendig wenn der RFM12B verwendet wird.
2 Peripherieanschlüsse
Für Erweiterungen ist das Board mit 3 Steckern (Pin-Header) versehen. Diese können, je nach Bedürfnis bestückt werden. Es ist auch möglich, die Header auf der Oberseite oder auf der Unterseite zu montieren. Wird jedoch ein Batteriehalter montiert so ist auf diesen gebührend Rücksicht zu nehmen (abgewinkelte Header).
| Version S | Version P |
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2.1 Stecker X1
| Stecker X1 | Signal | Bemerkumg |
| 1 | Speisung ein | 5 … 12VDC mit MCP1703 |
| 1 … 2.5 VDC mit LTC3525 | ||
| 2 | GND | Ground |
| 3 | Betriebsspannung 3.3V | Für externe Verwendung |
2.2 Stecker X2
| Stecker X2 | Prozessor-Pin | Signal | Alternativ-Signal | Bemerkumg |
| 1 | 3, 5, 21 | GND |
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| 2 | 4, 6 | VCC | 3.3V DC | Betriebsspannung |
| 3 | 30 | PD0 | TXD | Port / serielle aus |
| 4 | 31 | PD1 | RXD | Port / seriell ein |
| 5 | 27 | PC4 | SDA / ADC4 | I2C-Bus / ADC Input Channel 4 |
| 6 | 28 | PC5 | SCL / ADC5 | I2C-Bus / ADC Input Channel 5 |
| 7 | 1 | PD3 | INT1 | Ext. Interrupt 1 |
| 8 | 2 | PD4 | T0 | Port / Ext. Eingang für Timer0 |
| 9 | 9 | PD5 | T1 | Port / Ext. Eingang für Timer1 |
| 10 | 10 | PD6 | AIN0 | Analog Comparator Positive Input |
2.3 Stecker X3 / Programmierstecker
| Stecker X3 | Prozessor-Pin | Signal | Alternativ-Signal | Bemerkumg |
| 1 | 16 | PB4 | MISO |
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| 2 |
| VCC | 3.3V DC |
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| 3 | 17 | PB5 | SCK |
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| 4 | 15 | PB3 | MOSI |
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| 5 | 29 | PC6 | /Reset |
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| 6 |
| GND | Ground |
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2.4 Stecker X4
Beim Stecker X4 handelt es sich um einen wahlweise bestückbaren HF-Stecker. Er wird bestückt wenn ein steckbares HF-Kabel notwendig ist. Als Alternative befindet sich daneben ein Lötpad an dem eine entsprechend lange Antenne angelötet werden kann.
2.5 DIL-Schalter
Um verschiedene sonst gleiche Module unterscheiden zu können ist eine On-Board-Adressierung mittels eines 4-poligen DIL Schalters vorhanden. Diese ermöglichen 16 individuelle Adressen.
| SW1 | Prozessor-Pin | Port | DIL-Wertigkeit | Bemerkung | |
| SW1/1 | 23 | PC0 | 20 | log. 0 ˄ | | ˅ log.1 |
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| SW1/2 | 24 | PC1 | 21 | ||
| SW1/3 | 25 | PC2 | 22 | ||
| SW1/4 | 26 | PC3 | 23 | ||
| SW2 | 29 | PC6 | ----- | Resetschalter |
Bem: Die Ports sind nicht herausgeführt
2.6 LED
Zur Zustandssignalisierung besteht die Möglichkeit 2 LED´s zu montieren. Standardmässig sind je eine grüne und eine rote LED vorgesehen:
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| Prozessor-Pin | Port |
| Bemerkung |
| D3 | 12 | PB0 |
| grüne LED |
| D2 | 13 | PB1 |
| rote LED |
Selbstverständlich können unter Berücksichtigung des Vorwiderstandes auch andersfarbige LED eingesetzt werden.
2.7 Spannungsüberwachung
Zur Überwachung der (Batterie-)Betriebsspannung ist ein Spannungsteiler vorhanden. Er ist auf den ADC-Eingang 7 (Pin 22) geführt. Damit kann das Lebensende der Batterie erkannt und entsprechende Massnahmen durchgeführt werden.
Für Batteriebetrieb beträgt der Spannungsteiler 100k zu 33k. Dies ergibt einen Messumfang von: 0…4.333V mit einer Auflösung von 4mV
Für 5V-Betrieb muss der Spannungsteiler angepasst werden. Er beträgt 150k zu 33k. Dies ergibt einen Messumfang von: 0 …6,1V mit einer Auflösung von 5.5mV
4 Layout
4.1 Version S
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4.2 Version P
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5 Verwendete Bauteile
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| Bezeichnung / Gehäuse | Lieferant | Best. Nummer | Bemerkung |
| IC1 | ATmega328 / TQFP32 | Reichelt | ATMEGA 328P-AU | Prozessor |
| IC2 | MCP1703 / SOT89 | Reichelt | MCP 1703-3302MB | DC-Spannungsregler |
| IC3 | LTC3525 / SC6 (SC70) | DigiKey |
| Up-Konverter |
| IC4 | RFM69W |
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| HF-Modul High Power |
| IC5 | RFM12/RFM69CW |
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| HF-Modul |
| IC6 | MCP79410 / SOIC8 | Reichelt | MCP 79410-I/SN | RTC |
| D1 | TS4148 / 0805 | Reichelt | TS 4148-0805 | Diode |
| D2 | SMD-LED 0805 RT | Reichelt | SMD-LED 0805 RT | Leuchtdiode rot |
| D3 | SMD-LED 0805 GN | Reichelt | SMD-LED 0805 GN | Leuchtdiode grün |
| D4 | TSS40 / 0603 | Reichelt | TSS 40U SMD | Schottky-Diode |
| Q1 | CSTCE16 | Reichelt | CSTCE 16,0 | 16 MHz |
| Q2 | CC7V-T1A | Reichelt | 32,768 CC7V-9 | 32.768 kHz mit 9 pF |
| R1 | 10k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 10,0K |
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| R2 | 10k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 10,0K |
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| R3 | 10k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 10,0K | Für Resetverzögerung |
| R4 | 1k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 1,00K |
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| R5 | 1k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 1,00K |
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| R6 | 1k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 1,00K |
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| R7 | 33k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 33,0K | Spannungsteiler Spannungs- überwachung |
| R8 | 100k / 0805 | Reichelt | SMD-0805 100K | |
| C1 | 9pF / 0805 | Reichelt | NPO-G0805 8,2P |
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| C2 | 9pF / 0805 | Reichelt | NPO-G0805 8,2P |
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| C3 | 10uF / 0805 | Reichelt | X7R-G0805 1,0/16 | Für Resetverzögerung |
| C4 | 10uF / 0805 | Reichelt | X5R-G0805 10/16 |
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| C5 | 10uF / 0805 | Reichelt | X5R-G0805 10/16 |
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| C6 | 1uF / 0805 | Reichelt | X7R-G0805 1,0/16 |
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| C7 | 1uF / 0805 | Reichelt | X7R-G0805 1,0/16 |
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| C8 | 100nF / 0805 | Reichelt | X7R-G0805 100N | Entkopplung |
| C9 | 100nF / 0805 | Reichelt | X7R-G0805 100N | Entkopplung |
| C10 | 1uF / 0805 | Reichelt | X7R-G0805 1,0/16 | Entkopplung Spannungsteiler |
| L1 | 10uH / 1210 | Reichelt | LQH3C 10µ |
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| X1 | 3-polig |
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| X2 | 10-polig |
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| X3 | 6-polig |
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| X4 | MML-Stecker | Reichelt | R302 302 |
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| B1 | Batteriehalter | Reichelt | KZH 25-1 | Alternativ: KZH 20-1 |
| SW1 | DIL-Schalter | Ebay |
| Raster 1.27 |
| SW2 | Taster | Reichelt | KMR 231 G LFS | Micro-Schalter |
Bem: grau hinterlegt ist die Minimalbestückung mit Batterie
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