Unterschiede

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--- projekte:borg16 [05.12.2014 09:31] – [Aufbauanleitung] Bild von der Rückseite des CTDO-Borgs tunix
+++ projekte:borg16 [05.08.2022 22:51] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1
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 |   6| Kaminfeuer                                      |   25| schimmernde Rechtecke                           |
 |   7| CAN-Zeitanzeige                                 |   26| DNA                                             |
-|   8| Matrix                                          |   31| Test: Helligkeitsstufe 1                        |
+|   8| Matrix                                          |   27| Oberflächenwelle                                |
-|   9| Zufallsrauschen                                 |   32| Test: Helligkeitsstufe 2                        |
+|   9| Zufallsrauschen                                 |   31| Test: Helligkeitsstufe 1                        |
-|  10| Fallende Spielfiguren                           |   33| Test: Helligkeitsstufe 3                        |
+|  10| Fallende Spielfiguren                           |   32| Test: Helligkeitsstufe 2                        |
-|  11| Game Of Life                                    |   35| Test: Farbpalette                               |
+|  11| Game Of Life                                    |   33| Test: Helligkeitsstufe 3                        |
-|  12| Fliegende Punkte                                |   36| wandernde Zeile                                 |
+|  12| Fliegende Punkte                                |   35| Test: Farbpalette                               |
-|  13| Breakout-Demo                                   |   37| wandernde Spalte                                |
+|  13| Breakout-Demo                                   |   36| wandernde Zeile                                 |
-|  14| Animationen von Martin Herweg                   |   38| wandernde Spalte (bidirektional)                |
+|  14| Animationen von Martin Herweg                   |   37| wandernde Spalte                                |
-|  15| rotierendes Moiré-Muster                        |   39| wandernde Zeile (birektional)                   |
+|  15| rotierendes Moiré-Muster                        |   38| wandernde Spalte (bidirektional)                |
-|  16| CAN-Zeitanzeige, 2. Slot                        |  253| Sprung zu Modus 1                               |
+|  16| CAN-Zeitanzeige, 2. Slot                        |   39| wandernde Zeile (birektional)                   |
-|  17| Langton's Ameise                                |  254| Spielmenü                                       |
+|  17| Langton's Ameise                                |  253| Sprung zu Modus 1                               |
-|  18| Labor-Logo                                      |  255| Abschalten der Anzeige                          |
+|  18| Labor-Logo                                      |  254| Spielmenü                                       |
-|  19| hypnotisierende Kröte                           |     |                                                 |
+|  19| hypnotisierende Kröte                           |  255| Abschalten der Anzeige                          |
-<note>Üblicherweise ist nicht jeder Modus in der Firmware konfiguriert. Wird beim ''mode''-Befehl eine nicht vergebene bzw. nicht konfigurierte Modusnummer angegeben, springt die Borgware einfach zum nächsten verfügbaren Modus.</note>
+<note>
+  * Üblicherweise ist nicht jeder Modus in der Firmware konfiguriert. Wird beim ''mode''-Befehl eine nicht vergebene bzw. nicht konfigurierte Modusnummer angegeben, springt die Borgware einfach zum nächsten verfügbaren Modus.
-<note>Während der Anzeige des Menüs bzw. während eines Spiels ist kein Moduswechsel möglich.</note>
+  * Während der Anzeige des Menüs bzw. während eines Spiels ist kein Moduswechsel möglich.
+</note>
 ==== Flashen neuer Firmware ====
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     * Flussspannung: 2.0-2.2V (betrieben mit 2.2V)
     * Diffusionsstrom nominal 20mA (betrieben mit Pulsströmen zwischen 70-80mA)
-    * Bezugsquelle: [[http://www.aliexpress.com/item/500pcs-lot-Dip-10mm-Ultra-Bright-Orange-LED-Round-Diodes-lamp-14000-18000MCD-Water-Clear-wholesale/1252026716.html|Ali-Express-Verkäufer "Green City"]] (Verkauf in 500er-Einheiten)
+    * max. Sperrstrom: 10µA
+    * Artikelnummer: GCT10MUO
+    * <del>Bezugsquelle: [[http://www.aliexpress.com/item/500pcs-lot-Dip-10mm-Ultra-Bright-Orange-LED-Round-Diodes-lamp-14000-18000MCD-Water-Clear-wholesale/1252026716.html|Ali-Express-Verkäufer "Green City"]] (Verkauf in 500er-Einheiten)</del>
   * [[https://www.das-labor.org/wiki/Borg16|Borg16-V2]]-Platine mit folgenden Optionen und Modifikationen:
     * CAN-Bus-Controller
     * ATmega644 anstatt ATmega32
     * 16 Vorwiderstände mit jeweils 12 Ohm, Metallfilm, Nennlast 0,6W, Toleranz 1%
-    * [[https://secure.reichelt.de/index.html?&ACTION=20&LA=5010&AWKID=976845&PROVID=2084|Reichelt-Warenkorb]] ohne Vorwiderstände und ohne CAN-Option
+    * [[https://secure.reichelt.de/index.html?&ACTION=20&AWKID=1054173&PROVID=2084|Reichelt-Warenkorb für den Borg16]] ohne Vorwiderstände und ohne CAN-Option
+    * separater [[https://secure.reichelt.de/index.html?&ACTION=20&LA=5010&AWKID=983730&PROVID=2084|Reichelt-Warenkorb für die optionalen CAN-Bauteile]]
     * orginale [[https://www.das-labor.org/wiki/Borg16_V2_Teile|Borg16-Teileliste]] vom Labor
+    * Bezugsquelle: <del>CTDO (Leerplatine) oder</del> [[https://www.das-labor.org/wiki/Baus%C3%A4tze#Borg16_V2|LABOR e.V.]] (Leerplatine, Bausatz)
   * aufgrund bleihaltiger Lote nicht RoHS-konform ;-)
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 Die Platinenabdeckung (der "Spuckschutz") ist aus 3mm starkem Plexiglas gelasert. Die SVG-Datei dafür befindet sich {{:projekte:borg_spuckschutz_outline.svg|hier}}.
+**Jetzt für 1€ pro Stück bei Tunix erhältlich (Selbstkostenpreis).**
 {{:projekte:borg16_spuckschutz_01.jpg?0x128|Platine mit dem Spuckschutz aus Plexiglas}}
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 ===== Aufbauanleitung =====
-<note important>Die Aufbauanleitung bezieht sich nur auf das Gehäuse und die Verdrahtung der LED-Matrix. Für eine genaue Beschreibung der Borg16-Platine mit Lötanleitung sei auf das [[http://www.das-labor.org/wiki/Borg16|Labor-Wiki]] verwiesen.</note>
+Die Aufbauanleitung bezieht sich nur auf das Gehäuse und die Verdrahtung der LED-Matrix. Für eine genaue Beschreibung der Borg16-Platine mit Lötanleitung sei auf das [[http://www.das-labor.org/wiki/Borg16|Labor-Wiki]] verwiesen,
+<note important>Die Fotos vom Aufbau zeigen meistens nicht den CTDO-Borg selbst sondern ein ähnliches Modell, dessen Abmessungen mit 35,6cm×35,6cm etwas kleiner sind. Vom Maßstab abgesehen sind die Arbeitschritte aber fast identisch. Der Text weist auf über den Maßstab hinausgehende Unterschiede zwischen Beschreibung und Bild explizit hin, also aufmerksam lesen!</note>
-{{ :projekte:borg16_rückansicht_01.jpg?0x96|Rückansicht des CTDO-Borgs}}
 Der Borg ist grob in einen Außenrahmen und in einen Innenrahmen unterteilt, wobei der Außenrahmen das eigentliche Gehäuse bildet. Er fixiert die Frontscheibe und nimmt den Innenrahmen auf, der hinten eingeschoben wird. Der Innenrahmen enthält die ganze Technik. Er ist auf eine Holzplatte aufgeleimt, welche den LEDs mit 256 Löchern als Träger dient. Zudem umschließt der Innenrahmen die Verdrahtung der LED-Matrix. Hinten ist mittels zweier Scharniere eine Sperrholzplatte befestigt, die die Verdrahtung vor der Außenwelt schützt und als Revisionsklappe fungiert. An dieser Klappe ist auch die Borg16-Platine befestigt, die über zwei Flachbandkabel mit der LED-Matrix verbunden ist.
+{{:projekte:borg16_rückansicht_01.jpg?0x128|Rückansicht des CTDO-Borgs}} {{:projekte:borg16_rückansicht_02.jpg?0x128|Das Innenleben der Matrix bei geöffneter Revisionsklappe}}
 ==== Wahl des Materials ====
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 Als Material für die beiden Rahmen kommen Bretter aus dem Baumarkt zum Einsatz, dort unter anderem als "gehobeltes Kantholz" mit 2,4m bis 3m Länge im Angebot. Eine 9mm starke Multiplexplatte dient als Trägerplatte für die LEDs. Es ist wichtig, gerade, nicht verdrehte Bretter auszusuchen, weil sich ansonsten keine vernünftigen Rahmen herstellen lassen. Der Innenrahmen hat zudem die Aufgabe, die Multiplexplatte zu begradigen, die sich durch das Fräsen der Löcher schnell verziehen kann. Ein krummer Innenrahmen würde wiederum die Multiplexplatte verbiegen, auch wenn sie vorher gerade war, wodurch die LEDs unterschiedliche Abstände zur Frontscheibe hätten, was unschön aussieht. Auch sollten nicht zu viele Astlöcher vorhanden sein, da die beim Sägen gerne mal herausfallen.
-Das Holz für den Treff-Borg stammt aus dem Bauhaus an der Bornstraße in Dortmund. Es erfordert etwas Ausdauer, ein geeignetes Brett zu finden, da Bauhaus den Kram einerseits stehend lagert (und sich deswegen krumm steht) und andererseits ohnehin eher ein "preisoptimiertes" Sortiment fährt. Immerhin machen die Mitarbeiter beim Holzzuschnitt keine Anstalten beim Zusschneiden der Bretter in kleine, transportable Stücke (à 60cm). Bei Hornbach weigern die sich bei Brettern und Holzlatten gerne mal. Zudem rechnet Bauhaus bei der Multiplexplatte dankenswerter Weise nur die tatsächlich abgenommene Fläche ab. Ein unrühmliches Gegenbeispiel ist der Hellweg-Baumarkt in Brackel, der die komplette Multiplexplatte inkl. Verschnitt in Rechnung stellt. Krumm ist der Kram bei denen außerdem noch.
+Das Holz für den Treff-Borg stammt aus dem Bauhaus an der Bornstraße in Dortmund. Es erfordert etwas Ausdauer, ein geeignetes Brett zu finden, da Bauhaus den Kram einerseits stehend lagert (und sich deswegen krumm steht) und andererseits ohnehin eher ein "preisoptimiertes" Sortiment fährt. Immerhin erklären sich die Mitarbeiter beim Holzzuschnitt bereit, auch Bretter in kleine, transportable Stücke (à 60cm) zuzuscheiden. Bei Hornbach weigern die sich bei Brettern und Holzlatten gerne mal. Zudem rechnet Bauhaus bei der Multiplexplatte dankenswerter Weise nur die tatsächlich abgenommene Fläche ab. Ein unrühmliches Gegenbeispiel ist der Hellweg-Baumarkt in Brackel, der die komplette Multiplexplatte inkl. Verschnitt in Rechnung stellt. Krumm ist der Kram bei denen außerdem noch.
 <note>Generell ist es im teureren Holzfachhandel einfacher, geeignete Werkstücke zu finden. Eine andere Alternative wäre Leimholz, das der angehende Borgbauer allerdings erst mit der Tischkreisäge in handlichere Stärken sägen muss, um annähernd ein Brettformat zu erhalten.</note>
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 Zum Verleimen die Frontscheibe zunächst in die Nuten von zwei sich gegenüberliegenden Rahmenteilen einsetzen. Dann die Gehrungflächen dieser beiden Teile vollständig mit Leim bestreichen, aber nur so viel, dass nichts herunterläuft. Jetzt zügig aber vorsichtig die anderen beiden Rahmenteile anbringen. Falls sich die Frontscheibe beim Einsetzen in die Nut zu sehr nach unten wölbt, einfach etwas weiches zum Stützen darunter legen (z.B. einen Stapel Papiertaschentücher). Wenn alles sitzt, einen breiten Spanngurt (bzw. zwei dünne Spanngurte) am Außenrahmen festzurren, so dass der nötige Anpressdruck für die Gehrungsverleimung gegeben ist. Nach einer Stunde ist der Rahmen belastbar.
+{{:projekte:borg16_aussenrahmen_06.jpg?0x128|Probeweises zusammenlegen der Rahmenteile mit eingelassener Frontscheibe (hier noch mit Schutzfolie).}} {{:projekte:borg16_aussenrahmen_07.jpg?0x128|Spanngurte sorgen für den nötigen Anpressdruck beim Verleimen.}}
 ==== Herstellung der LED-Trägerplatte ====
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 **Variante 1:** Der Königsweg ist eine CNC-Fräse mit ausreichend großen Verfahrwegen (hier 500mm) zu nehmen. Die CNC-Fräse im CTDO ist leider nicht groß genug dafür, aber das Labor in Bochum ist entsprechend ausgerüstet. Wer freundlich nachfragt, bekommt auch Unterstützung. Es ist wichtig die Platte ordentlich zu fixieren, so dass sie sich beim Fräsen nicht bewegen kann, was sonst unpräzise Löcher zur Folge hätte. Die entsprechende Fräsdatei für das Programm CamBam gibt es {{:projekte:borg500.zip|hier}} (für 6mm Fräser, beim Drawing-Eintrag //Borg500/Machining/Part1// im Kontextmenü auf //Generate Toolpaths// klicken, anschließend G-Code erzeugen).
+Alternativ kann auch ein DXF File geladen werden und hieraus der G-Code generiert werden, das .dxf File für den "Standard Borg" mit Außenmaßen von 500x500mm findet sich hier {{:projekte:borgcnc.dxf.zip|}}
 {{:projekte:borg16_trägerplatte_01.jpg?0x128|Fräsen mit der CNC-Fräse im LABOR e.V.}} {{:projekte:borg16_trägerplatte_02.jpg?0x128|Die fertig gefräste Platte, hier sind auch die verschraubten Holzblöcke zur Fixierung auf der Arbeitsplatte zu sehen.}}
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 LEDs haben eine Polung, was bedeutet, dass es nicht egal ist, wie herum sie verdrahtet sind. Das lange Beinchen ist der positive Pol (die Anode) und das kurze Beinchen ist der negative Pol (die Kathode). In der Matrix verbinden die Zeilen jeweils die Kathoden miteinander, die Spalten jeweils die Anoden. Dabei dürfen sich Kathoden und Anoden nicht berühren, auch die Zeilen bzw. Spalten dürfen sich untereinander nicht berühren. Am einfachsten ist es, die LEDs so einzusetzen, dass die Beinchen um 45° versetzt zueinander stehen, um Platz zwischen den beiden Polen zu schaffen (Empfehlung: Kathode links oben, Anode rechts unten). Da die Kathoden kürzer sind und diese sich bei 26mm Abstand nur noch so gerade eben berühren, ist es sinnvoll, mit den Zeilen anzufangen. Dazu die Kathode vorsichtig von der Austrittsstelle an zur Kathode der Nachbar-LED biegen. Dies für jede LED in der Zeile wiederholen. Das letzte Kathodenbeinchen bleibt über, trotzdem noch nicht abknipsen, da es später ein leicht zugänglicher Messpunkt sein wird. Wenn sich alle Kathoden in einer Zeile berühren, geht es mit dem Löten weiter. Dabei dürfen die Beinchen beim Verlöten nicht unter mechanischer Spannung stehen, da einem sonst das flüssige Lötzinn um die Ohren fliegt, falls irgendwann mal Lötarbeiten zwecks Reparatur anstehen.
+{{:projekte:borg16_leds_01.jpg?0x128|Test der ersten Zeile: Alle Kathoden sind miteinander verlötet und an dem äußersten Kathodenbeinchen ist die negative Elektrode des Labornetzteils angeklemmt. Die positive Elektrode sollte nun an jeder Anode die jeweilige LED zum Leuchten bringen.}} {{:projekte:borg16_leds_02.jpg?0x128|Und so sieht es aus, wenn in jeder Zeile jeweils alle Kathoden verbunden sind. Die Anoden stehen noch ab.}}
 Wer mag, kann nach Abschluss der Zeilen-Lötarbeiten weißes Isolierband auf den LEDs anbringen (zeilenweise in Vierergruppen), durchstochen von den noch hochkant stehenden Anoden der LEDs. Das Isolierband dient einerseits als Reflektor für bessere Lichtausbeute, andererseits kann es einen gewissen Schutz gegen Kurzschlüsse bieten. "Kann" deshalb, weil sich die Anoden beim anschließendem Verlöten in der Regel so weit erwärmen, dass sich die durchstochenen Löcher etwas weiten, wodurch der Isoliereffekt wieder verschwindet. Generell ist das eine fummelige Angelegenheit und es ist leicht, sich in die Finger zu stechen. Es ist auch möglich, erst nach Fertigstellung der kompletten Matrix einfach Iso-Band darüber zu kleben, sofern nur die Reflektorwirkung gewünscht ist. Ein Nachteil daran ist (neben der fehlenden Isolierung), dass im Wartungsfall dann nicht nur die Kathodenverbindungen, sondern auch die Spaltenverbindungen abgeklebt sind. Die Spalten verlöten sich weitestgehend analog zu den Zeilen, allerdings benötigen die Anoden zum Ende hin einen kleinen hinein gebogenen "Buckel", damit sie die Kathoden nicht berühren.
+{{:projekte:borg16_leds_03.jpg?0x128|Weißes Isolierband in Vierergruppen, durchstochen von den noch abstehenden Anoden.}} {{:projekte:borg16_leds_04.jpg?0x128|Alle Anoden korrekt gebogen und verlötet. Man beachte den Buckel, um eine Berührung mit der Kathode zu vermeiden.}}
 <note tip>Die übrig gebliebenen Kathoden- und Anodenbeinchen am Rand lassen sich prima zum Testen verwenden. Dazu bei einem Labornetzteil die passende Flussspannung der LEDs einstellen und den zulässigen Strom begrenzen (siehe Datenblatt der LEDs). Die negative Elektrode des Netzteils einfach an ein übrig gebliebenes Kathodenbeinchen klemmen und mit der positiven Elektrode dann an den übrig gebliebenen Anodenbeinchen die jeweiligen LEDs dieser Zeile testen. Leuchten die LEDs in der Zeile ab einer bestimmten Spalte nicht mehr, ist dort eine kalte Lötstelle in der Kathode. Analog gilt dies auch bei den Spalten (dort bei der Anode). Leuchtet nur eine bestimmte LED nicht, ist dort entweder ein Kurzschluss (mit dem Lötkolben nachbessern) oder die LED ist kaputt (ersetzen).</note>
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 ==== Flachbandkabel ====
+{{ :projekte:borg16_flachbandkabel_01.jpg?0x96|Hier sieht man den kammartigen Zuschnitt der Flachbandkabel. Wir schauen hier von hinten darauf, d.h. die rote Litze des horizontal verlegten Spaltenkabels gehört an die Anode ganz LINKS.}}
   * Flachbandkabel in zwei je ein Meter lange Stücke schneiden
   * Litzen entsprechend des Abstands der LEDs auftrennen und kammartig zuschneiden
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   * ggf. Flachbandkabel kürzen und Pfostenbuchse crimpen (besser damit warten, bis Revisionsklappe und Platine montiert sind)
-Per Konvention markiert die rot isolierte Litze eines Flachbandkabels Pin 1. Es ist sinnvoll dieser Konvention zu folgen, da auch die verpolungsicheren Wannenstecker und Pfostenbuchsen eine entsprechende Markierung für die rote Litze aufweisen (ein aufgeprägtes Dreieck, beim Crimpen beachten!). Die Borgware-2D betrachtet die LED an Spalten-Pin-1/Zeilen-Pin-1 als RECHTS OBEN (von vorne betrachtet). Von hinten darauf geschaut ist das links oben, die rote Litze des Spaltenkabels gehört also auf das Anodenbeinchen ganz LINKS und die rote Litze des Zeilenkabels gehört auf das Kathodenbeinchen ganz OBEN. Bei den restlichen Litzen entspricht die Reihenfolge der der übrigen Zeilen bzw. der der übrigen Spalten.
+Per Konvention markiert die rot isolierte Litze eines Flachbandkabels Pin 1. Es ist sinnvoll dieser Konvention zu folgen, da auch die verpolungsicheren Wannenstecker und Pfostenbuchsen eine entsprechende Markierung für die rote Litze aufweisen (ein aufgeprägtes Dreieck, beim Crimpen beachten!). Die Borgware-2D betrachtet die LED an Spalten-Pin-1/Zeilen-Pin-1 als rechts oben (von //vorne// betrachtet). Von //hinten// betrachtet (also von der Seite, an der wir an der Verdrahtung arbeiten) ist das links oben, die rote Litze des Spaltenkabels gehört also auf das Anodenbeinchen ganz LINKS und die rote Litze des Zeilenkabels gehört auf das Kathodenbeinchen ganz OBEN. Bei den restlichen Litzen entspricht die Reihenfolge der der übrigen Zeilen bzw. der der übrigen Spalten.
 <note tip>Es ist sinnvoll, die beiden Flachbandkabel bereits vor dem Verlöten zu konfektionieren, da durch das Fummeln am Kabel eine Zugbelastung an bereits verlöteten Stellen wirkt. Die Kathoden bzw. Anoden haben einen Abstand von 26mm (bei 400mm×400mm LED-Fläche), entsprechend weit sind die einzelnen Litzen aufzutrennen und zu kürzen. Stücke von 1m Länge sind gut verarbeitbar, kürzen lassen sie sich nachher immer noch. Es ist besser, die Pfostenbuchse erst dann an das Kabel zu crimpen, wenn die Revisionsklappe (das Pappelsperrholz) mit den Scharnieren auf den Innenrahmen geschraubt und die Borg16-Platine auf dieser Klappe befestigt ist. Dann lässt sich auch die nötige Länge der Flachbandkabel mühelos ermitteln.</note>