Dieses Board wurde speziell zum Experimentieren mit dem Mikrocontroller AT-MEGA 8, 168 oder 328 (bekannt vom Arduino Uno™ ) und andere Pin-kompatible Controller entworfen.
Der AVR Controller Mega 8/168/328 eignet sich wegen seines günstigen Preises als auch geringen Baugröße für zahlreiche Aufgaben, bei denen ein Mega16 oder Mega32 oder gar ein Raspberry Pi völlig überdimensioniert wäre. Im Bereich Robotik kann ein Avr wie der Mega 8 oder 328 ideal auch als Co-Controller für Servosteuerung, Motorsteuerung, Display Ausgabe, Sensorüberwachung und viele mehr eingesetzt werden. Oft sind kaum externe Bauteile notwendig.
Um den Controller jedoch für eine spezielle Aufgabe programmieren zu können, bedarf es einer Entwicklungsumgebung die quasi alle Ports steckbar zugänglich macht, also auch die visuelle Überwachung der Port-Zustände erlaubt.
Für diese Aufgabe ist RN-MEGA8Plus ideal! Ganze 20 Ports können gleichzeitig visuell über Leuchtbalken überwacht werden. Nahezu alle Ports sind über einfache Steckklemmen erreichbar. Zudem verfügt das Board über einen genormten LCD-Display- , I2C-Bus-, RS232-, Servo- und ISP-Anschluss.
Eine Besonderheit von RN-MEGA8Plus ist der Steckplatz für ein EasyRadio Funkmodul. Dadurch wird das Board funkkompatibel zu unserem Projekt RN-Mega128Funk, RN-Steuerung und RN-Funk. Somit können Daten mit anderen Boards oder PC per Funk ausgetauscht werden. Das Funkmodul ist optional im Handel beziehbar – es wird nur eingesteckt und man kann loslegen.
Funktionselemente
Features des AVR Boards
- Beliebiger Quarz kann bestückt werden
- Schneller AVR ATMega8 Mikrocontroller (bis zu 8K Flash Speicher, 1K Ram und 0,5K EEPROM) (optional auch Mega168 / 328 oder pinkompatibler AVR )
- 23 programmierbare I/O Pins, 6 AD Ports u.v.m.
- 20 Leuchtdioden über zwei Balkenanzeigen auf dem Board – über Jumper deaktivierbar
- Steckplatz für ein EasyRadio Funkmodul
- fast alle Portleitungen sind über Steckklemmen mit Hebelmechanik herausgeführt. Kein löten mehr, Drähte und Litze kann einfach eingeklemmt werden
- Alle Stecker RS232, ISP, LCD, I2C-BUS entsprechen der vereinbarten Roboternetz-Definition
- Potentiale (GND und +5V) sind mehrfach über Steckbuchsen erreichbar. Ideal zum experimentieren da einfach Drähte (ca. 0,5mm²) eingesteckt werden (kein Löten oder schrauben).
- Integrierter programmierbarer Mini-Lautsprecher um Töne auszugeben
- Ein Reset Taster
- 5 Taster für beliebige Verwendung. Sie belegen nur einen analogen Port!
- 5 V Spannungsstabilisierung mit 2 A Belastbarkeit (bei Kühlung), auch herausgeführt für Erweiterungen
- Eingangsspannung gegen Verpolung geschützt
- ISP-Programmer wird über Diode versorgt (da einige Programmer dies nicht eingebaut haben)
- RS232 mit normgerechtem Pegelwandler (MAX232) – PC direkt anschließbar
- Batteriespannung kann im Programm abgefragt werden
- ISP – Programmierschnittstelle für übliche AVR-Programmieradapter (10polig)
- Betriebsspannung wahlweise zwischen 7 und 16V (empfohlen 8 bis 14 V)
- Sehr kompakt, nur halbes Europaformat nach Roboternetz-Definition (ca. 100x78mm)
- I2C-Bus über die zahlreiche Erweiterungsplatinen anschließbar sind (z.B. Sprachausgabe RN-Speak, Relaisboard RN-Relais, Servoboards, LCD´s, RN-Control uvm.).
- RN-MEGA8PLUS kann auch selbst als Slave Erweiterung für anderes Board (z.B. RN-Control) dienen
- Programmierbar in zahlreichen Sprachen, z.B. Basic (BASCOM Compiler, eingeschränkt bis 2K wird mitgeliefert), C (C-Compiler GCC wird mitgeliefert), Assembler, Pascal
- Deutsche Doku mit Basic Programmbeispiel
- Eagle Dateien frei zum Download
- Kein Starter- oder Applikationsboard notwendig – bereits alles integriert!
Schaltplan Teil 1
Schaltplan Teil 2
Bestückungsplan
So sieht die fertige Platine aus, wenn man sie fertigen lässt
Aufbauanleitung
Da die gesamte Aufbauanleitung den Rahmen dieses Beitrags sprengen würde, habe wir uns hier im Beitrag nur auf Schaltplan, Bauteileliste und einige andere Punkte beschränkt. Die komplette Aufbauanleitung mit weiteren Bildern haben wir in ein PDF-Dokument gepackt! Am Ende dieses Beitrages könnt ihr dieses unter Download herunterladen!
Über die frei downloadbare Eagle Dateien lässt sich bei einem Platinenhersteller leicht eine eigene Platine für dieses Projekt bestellen. Einige Platinenanbieter werden auf unserer Seite https://www.mikrocontroller-elektronik.de/ genannt! Der Aufbau der Schaltung ist durch ein vorgefertigte Platine eigentlich völlig problemlos auch von Elektronik-Einsteigern zu bewerkstelligen. Durch den Bestückungsdruck und die Bestückungsliste, etwas weiter hinten in dieser Dokumentation, ist der Aufbau recht unkritisch. Aufgrund moderner Bauteile hält sich die Anzahl der Kleinteile in Grenzen, weshalb die Schaltung meist in ca. 45 bis 90 Minuten aufgebaut ist.
Dennoch einige Anmerkungen zu kleinen Hürden:
- Das Board verwendet vier Widerstandsnetzwerke . Auf der Platine sind diese mit RN1 bis RN4 gekennzeichnet. Da diese Teile Einsteigern noch nicht so bekannt sind, möchte ich darauf hinweisen das diese richtig herum eingelötet werden müssen. Auf den schwarzen Teilen ist auf einer Seite ein Punkt. Dieser Punkt muss auf die Seite wo auf der Platine eine kleine 1 aufgedruckt ist.
- Sie können frei wählen welchen Quarz (Frequenz) Sie einlöten. In der Regel reichen 7,3728 Mhz voll aus damit ist das Board noch immer schneller als viele vergleichbare Boards dieser Preisklasse, zudem braucht es dann weniger Strom als mit 16 Mhz. Brauchen Sie jedoch die volle Rechenpower, dann ist 16 Mhz sinnvoll. Bei 16 Mhz brauchen Sie jedoch auch einen guten Programmieradapter, billige Lösungen machen hier manchmal Probleme mit der Übertragung.
In dieser Anleitung nutzen wir noch weitgehend einen Programmer für einen Druckerport, natürlich können Sie aber auch einen moderneren USB-Programmer nutzen. Am besten schaun Sie auch dazu auf unsere Seite https://www.mikrocontroller-elektronik.de/, dort werden wir einige vorstellen und testen. Sie können aber auch im Roboternetz andere User nach den entsprechenden Erfahrungen mit Programmern befragen!
Dir krumme Zahl 7,3728 Mhz hat noch einen zweiten Vorteil. Mit dieser Frequenz ist die Baudrate der RS232 ganz exakt, weshalb sich damit höhere Übertragunsgeschwindigkeiten erreichen lassen.Bei den Beispielprogrammen wird in der Regel von einem eingelöteten 16 Mhz Quarz ausgegangen. - Die Taster richtig herum einsetzen. Wir verwenden 4 polige Taster, das fünfte Loch auf der Platine wird nicht benötigt. Die Taster passen genau in die Löcher, die Pin´s müssen nicht verbogen werden sondern der Taster muss nur mit leichtem Druck in die Platine eingedrückt werden.
- Über den Poti R2 (Spannungsteiler) wird die Referenzspannung festgelegt. Diese ist später wichtig für das messen von analogen Spannungen. Über diesen Spannungsteiler kann diese beliebig eingestellt werden. Sie sollte zwischen 2,5 und 5V liegen und kann an der Stiftleiste JP2 gemessen werden. Wurde diese korrekt eingestellt, wird ein Jumper auf EXREF gesteckt.Alternativ kann man den Jumper auch weglassen und die Referenzspannung per Software programmieren. Ist man sich unsicher (Einsteiger), lässt man den Jumper erst mal weg, die Poti-Einstellung ist dann belanglos.
- Das Board nutzt den Analog-Wandler des Controllers auch zur Batteriespannungsüberwachung. Soll diese Funktion über Jumper “UMESSPORT” aktiviert werden, dann ist darauf zu achten das auch der Spannungsteiler R9 und R10 richtig dimensioniert ist. Die hier abfallende Spannung darf nicht höher als die zuvor erwähnte Referenzspannung sein.Einige Beispiele:
R9=22 k
R10= 5,1KBei diesen Werten würde bei 13V Eingangsspannung 2,5V abfallen. Wenn man eine Referenzspannung von 2,5V eingestellt hat, dann sollte die Eingangsspannung nicht höher sein, da ansonsten der analoge Port beschädigt werden kann.
Diese Werte werden in den Beispielen verwendet. Werden andere Werte eingesetzt, so muss das Beispielprogramm angepasst werden.R9=22 k
R10= 2,2K
Bei diesen Werten dürfte Eingangsspannung bis ca. 27V hoch sein, um die Referenzspannung von 2,5V zu erreichenDie abfallende Spannung berechnet sich so:I=Eingangsspannung/R9+R10
Uref=I*R10 - Zu beachten ist noch das die Balken-LED-Anzeigen nicht falsch herum eingelötet werden. Die Anode ist auf der Seite wo die Beschriftung KINGBRIGHT steht. Wenn man den Bestückungsplan so vor sich liegen hat, das der Ein-/Ausschalter rechts ist, dann muss bei der linken Balkenanzeige die Schrift auch links sein und bei der rechten Balkenanzeige muss die Schrift rechts sein.Im Zweifel kann man auch mit einem Multimeter Anode und Kathode bestimmen
- RN-Mega8Plus verfügt über einen Platz für ein Funkmodul. Wird dieses nicht benötigt, läßt man den Platz einfach unbelegt. Man kann ein solches Funkmodul wahlweise direkt einlöten oder in eine Buchsenleiste stecken. Ich empfehle eine 7 und 2 polige Buchsenleiste einzulöten. Eine solche liegt dem Bausatz bei. Da diese im Handel länger sind, muss diese mit einer Zange oder kleinen Säge (Laubsäge) auf die entsprechende Pinzahl gekürzt werden.
- Soll statt des vorhandenen RS232 Anschlusses ein Funkmodul eingesetzt werden, so ist das IC1 (MAX232) nicht mehr notwendig und muss aus der Fassung gezogen werden.
- Auf der Platine ist bei dem Piezo Lautsprecher die Polarität “+” gekennzeichnet. Bei dem mitgelieferten Lautsprecher müssen Sie dies nicht beachten, der Piezo Lautsprecher kann beliebig herum eingelötet werden.
Das waren eigentlich schon die besonderen Punkte die zu beachten sind. Ansonsten natürlich sauber mit einem 15 – 25 W Lötkolben alles auf der Unterseite verlöten. Grundkenntnisse beim Löten werden empfohlen.
Nach dem Aufbau sollten Sie nochmals alle Lötpunkte kontrollieren. Wenn Sie dann Spannung anlegen, dann sollten deutlich weniger als 100mA Strom fließen. Ist der Strom höher, dann deutet das auf ein Lötfehler hin.
Das mitgelieferte Testprogramm kann dann recht einfach mit Bascom oder Pony übertragen werden. Per Tastendruck können anschließend verschiedene Boardeigenschaften überprüft werden
Bauteile Bestückungsliste / Bestellliste
Platinenbezeichnung Beschreibung Bestellnummer/Bezugsquelle ANTENNE SMA-Buchse Bezugsquelle* Conrad C1 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C2 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C3 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C4 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C5 4,7uF Elko Bezugsquelle* Reichelt C6 4,7uF Elko Bezugsquelle* Reichelt C7 4,7uF Elko Bezugsquelle* Reichelt C8 4,7uF Elko Bezugsquelle* Reichelt C9 22pf Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C10 22pf Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C11 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C12 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C13 1000uF Elko Bezugsquelle* Reichelt C14 220uF Elko Bezugsquelle* Reichelt C15 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt C16 100n Keramik Kondensator Bezugsquelle* Reichelt D2 BYV27 DIODE Bezugsquelle* Reichelt DZ1 LED BLOCK Baragraf Anzeige Bezugsquelle* Reichelt DZ2 LED BLOCK Baragraf Anzeige Bezugsquelle* Reichelt EXREF JUMPER;Stiftleiste 2polig Bezugsquelle+ Reichelt FUNKMODUL Buchsenleiste (7 pol und 2 polig) Bezugsquelle* Reichelt ER400TRS (optional Funkmodul) I2C-BUS 10pol Wannenbuchse Bezugsquelle* Reichelt IC1 IC-Fassung 16 polig Bezugsquelle+ Reichelt RS232 TRANSEIVER Bezugsquelle* Reichelt IC2 Spannungsregler 5V Bezugsquelle* Reichelt ISP 10 pol Wannenbuchse Bezugsquelle* Reichelt JP1 Jumper 3x8 Bezugsquelle* Reichelt aus zwei- und einpoligen zusammenbauen JP2 3x8 Bezugsquelle* Reichelt aus zwei- und einpoligen zusammenbauen JP3 Stiftleiste 2 polig Bezugsquelle* Reichelt JP4 Stiftleiste 2 polig Bezugsquelle* Reichelt JP5 Stiftleiste 2 polig Bezugsquelle* Reichelt JPI2C Stiftleiste Bezugsquelle* Reichelt JPQ Stiftleiste 2x2 2 mal Bezugsquelle* Reichelt L1 Induktivität 10uH Bezugsquelle* Reichelt LCD Wannenbuchse 10 polig Bezugsquelle* Reichelt MEGA8 IC Fassung 28 polig Bezugsquelle* Reichelt MICROCONTROLLER ATMEGA 8-16 DIP ATMEGA 8-16 DIP oder MICROCONTROLLER;ATMEGA 168 DIP Bezugsquelle* Reichelt PORTB Steckklemme 8 polig Bezugsquelle* Reichelt PORTC Steckklemme 8 polig Bezugsquelle* Reichelt PORTD Steckklemme 8 polig Bezugsquelle* Reichelt POTENTIAL Kontaktbuchse 1x10 Bezugsquelle* Reichelt POW5 Stiftleiste 2polig Bezugsquelle* Reichelt POWER Schraubklemme 2 polig Bezugsquelle* Reichelt Q1 Quarz 16 Mhz Bezugsquelle* Reichelt R1 1k Widerstand 1k Bezugsquelle* Conrad R2 Spindeltrimmer stehend 50k Bezugsquelle* Reichelt R3 10k Widerstand Bezugsquelle* Conrad R4 1k Widerstand Bezugsquelle* Conrad R5 1k Widerstand Bezugsquelle* Conrad R6 1k Widerstand Bezugsquelle* Conrad R7 10k Widerstand Toleranz max. 1% Bezugsquelle* Conrad R8 1k Widerstand Bezugsquelle* Conrad R9 22k Widerstand Bezugsquelle* Conrad R10 5,1k Widerstand Bezugsquelle* Conrad RESET Minitaster liegend Bezugsquelle* Reichelt RN1 RESISTOR;Widerstandsnetzwerk 5x1k Bezugsquelle* Reichelt RN2 RESISTOR;Widerstandsnetzwerk 5x1k Bezugsquelle* Reichelt RN3 RESISTOR;Widerstandsnetzwerk 5x1k Bezugsquelle* Reichelt RN4 RESISTOR;Widerstandsnetzwerk 5x1k Bezugsquelle* Reichelt RS232 Stiftleiste 3 polig Bezugsquelle* Reichelt SPEAKER Mini Piezo Lautsprecher Bezugsquelle* Reichelt T1 Minitaster liegend Bezugsquelle* Reichelt T2 Minitaster liegend Bezugsquelle* Reichelt T3 Minitaster liegend Bezugsquelle* Reichelt T4 Minitaster liegend Bezugsquelle* Reichelt T5 Minitaster liegend Bezugsquelle* Reichelt UMESS Stiftleiste 2 polig Bezugsquelle* Reichelt 7 Stück Kurzschlussstecker (Jumper) Bezugsquelle* Reichelt 3 Stück Abtandsbolzen min. 10 mm Alle Angaben ohne Gewähr
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Ausführliche Projektbeschreibung (PDF)
Eagle-Dateien (ZIP)
Bascom Beispielprogramme (ZIP)
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Weblinks zum Thema
Geeignete Programmer für die Programmierung
Letzte Aktualisierung am 2024-11-21 / * Affiliate Links
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