Winkdings

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Ein simples POV-Gerät, mit dem man "in die Luft malen" kann. (POV = Persistance of Vision, zu Deutsch: Bildnachwirkung)
Das Projekt ist für Elektronik-Workshops gedacht, einerseits für Lötworkshops und Elektronikeinführungen, kann aber auch für den Einstieg in die Mikrokontroller-Programmierung benutzt werden.

Das Gerät kann progammiert werden, um beliebige Sachen anzuzeigen. Für Löt-Workshops spielen wir normalerweise vorab ein "Herz"-Programm auf:

Ziele

• Einfach zu bauen
• günstig
• DIY-friendly
• einfach zu programmieren

Umsetzung

Mit dem MiniPOV3 gibt es schon eine recht gute Umsetzung der Idee, es wurde auch schon vom FabLab München erfolgreich für Workshops eingesetzt.
Es gibt aber noch Verbesserungspotential:

• Vereinfachtes Layout (Stromführung ist besser zu erkennen und ist einfacher zu löten)
• MiniPOV3 benutzt eine COM-Schnittstelle zum Programmieren. Die Idee ist gut, denn man braucht keinen spezielles Programmiergerät zum programmieren. Allerdings haben neue PCs keinen COM-Anschluss mehr, der Vorteil ist dahin. Stattdessen wird eine Standard-ISP-Schnittstelle verwendet (6-pol). Man braucht zwar jetzt ein Programmiergerät, aber hat auch Vorteile
  • Weniger Bauteile
  • dadurch auch günstiger
  • keine Z-Dioden (die man schnell mal verkehrt herum einlötet)
• Programmierung über Arduino-IDE (statt avr-gcc-Toolchain)
• Einseitige Platine (einfach selbst zu ätzen und Stromlauf ist gut zu erkennen)

Da wir Platinen und Bauteile selbst einkaufen, ist der Bausatz auch günstiger.

Schaltplan

Platine

Fritzing-Datei: winkdings0_74.fzz

Bauteile

Zusätzlich

• Klebeverbindung (Platine auf Batteriebox), z.B. dieses Klettklebeband
• 2x AA Batterien

Aufbau

Handout: winkdings0_73_handout.pdf
Lötanleitung für Kinder: winkdings0_74_lötanleitung.pdf

Programmieren

Das Winkdings ist software-kompatibel zum MiniPOV3. MiniPOV3-Firmwares laufen auf dem Winkdings ohne Änderungen und auch das Programmiergerüst zum Erstellen eigener Motive kann benutzt werden.

Zum Programmieren ist ein AVR-Programmer nötig, der am Winkdings am ISP-Anschluss angeschlossen wird.
Bei ersten Aufspielen einer Winkdings-Firmware müssen zusätzlich die "Fuses" des Attiny2313 richtig gesetzt werden (8MHz, interner Oszillator, Clock Division aus). Der entsprechende Parameter für avrdude is -U lfuse:w:0xe4:m. Mit dem MiniPOV3-Paket erledigt man das durch make burn-fuse.
Ein vollständiger avrdude-Aufruf würde also z.B. lauten:
avrdude -p attiny2313 -c avrisp2 -P COM6 -B 100 -U lfuse:w:0xe4:m -U flash:w:winkdings_herz.hex

Unter MacOSX sieht der Aufruf so aus:

avrdude -p attiny2313 -c avrisp2 -P usb -B 100 -U lfuse:w:0xe4:m -U flash:w:winkdings_herz.hex

Standard Herz-Firmware

• HEX-Datei: winkdings_herz.zip
• GALEP32-Projekt: winkdings_herz.gpf, Settings für Galep
• MiniPro-Projekt: herz.mpj

Achtung: Der Vcc-Pin der ISP-Schnittstelle des Winkding ist nicht belegt. Das soll verhindern, dass die LEDs eine zu hohe Spannung abbekommen, wenn die Platine mit einem Programmer programmiert werden, der die Schaltung mit 5V versorgt. Dadurch muss das Winkding beim Programmieren eingeschaltet sein, damit der Attiny mit Strom versorgt wird. 
Mit einigen Programmern macht das leider Probleme. So z.B. beim AVRISP mkII, der die Spannung am Vcc-Pin misst und bei Fehlen einer Spannung die Programmierung verweigert. Als Workaround kann man in dem Fall 3V+ mit dem VCC Pin temporär verbinden, dann klappt das Programmieren.

Versionshistorie

0.75

• small changes in silk print
• next batch of PCBs

0.74

• fixed resistor values in schematics

0.73

• first batch of 50 boards
• slightly changed board size and layout

0.72

• first working prototype