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TerraDuino verwendete Hardware

Vorab muss ich anmerken, dass das mein erstes Elektronikprojekt ist und ich vorher auch keinerlei Kenntnisse in diesem Bereich hatte, nicht mal Grundkenntnisse oder gar Löten. Ich habe mir alles im Lauf der Entwicklung schrittweise angeeignet durch Lesen und Probieren (Trial&Error).

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Die Hauptkomponente ist der Arduino. Ich habe einen Mega verwendet, weil der billigere Uno zu wenige Ports hat. Ich hätte zwar auch Schieberegister verwenden können um die Anzahl verwendbarer Ports zu erhöhen, aber der Mega hat ausserdem auch mehr Speicher und mehr EEprom-Speicher. Insbesondere beim Arbeitsspeicher hat sich herausgestellt, dass ich da mehr brauche, als der Uno bietet.

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Eine weitere Komponente ist der Ethernet Shield, den man nur auf das Bord stecken muss. Arduino bietet auch gleich eine Library dazu an.

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Da der Controller vorwiegend zeitbasiert arbeitet, brauchte ich einen Zeitgeber, wofür ich einen RTC-Timer verwende und zwar einen zum selber zusammenbauen. Das war meine erste Lötaktion und es war furchtbar, das Teil funktioniert aber. Dafür gibt es eine gute Dokumentation und Library von Lady Ada.

Als Schalter habe ich Wippschalter mit integrierter Status LED verwendet (7 Stück).

Aus Platzgründen habe ich Einbau-Steckdosen verwendet, davon passen recht viele in ein vergleichsweise kleines Gehäuse.

Apropos Gehäuse, hier habe ich mir ein fertiges Gehäuse gegönnt. Am Ende ist es in dem Gehäuse etwas eng geworden, aber es geht gerade noch.

Die Schaltung habe ich auf einer Laborplatine realisiert. Auf so einer Platine sind schon viele PINs vorverbunden, so dass ich nachher nur noch ein paar Brücken hier und da löten musste.

Die Kabel der Schalter (4 Stück: +5V, GND, Schalter-PIN, Schalter-GND) habe ich mit 5-poligen Steckverbindern realisiert, die Kabelenden habe ich dann mit Flachsteckerhülsen an die Schalter angeschlossen. So kann ich einen defekten Schalter einfach austauschen, da an der Stelle nichts gelötet ist.

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Als Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor verwende ich einen DHT22, der bereits verkabelt und montiert geliefert wird.

Der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor wird intern ebenfalls mit einem Steckverbinder auf der Platine angebunden und hinten mit einem Rundsteckverbinder samt passender Buchse (nicht verlinkt).

Auf der Platine habe ich dann letztlich Pinheader verwendet, an denen die Verbindungen der Platine terminieren und von wo aus ich mit Steckverbindern (Litze mit festen Enden) auf das Arduino Bord gehen kann.

Der Lüfter ist ein alter PC-Lüfter. Mit dem hatte ich das Problem, dass er sich mit den 5V, die der Arduino zur Verfügung stellt, nicht betreiben lies (zu wenige mA). Da ich keine Lust hatte, hier noch gross zum Basteln anzufangen, habe ich dafür kurzerhand das Innenleben eines Motorola Netzteils eingebaut. Das Netzteil wird über die Relaiskarte versorgt und spuckt hinten 5V mit genug Saft für den Lüfter aus. Ein Profi wird sich an der Stelle sicher entsetzt abwenden, aber was solls. Funktioniert und das ist die Hauptsache.

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Als Relais habe ich ein fertiges 8-Kanal-Relais-Bord verwendet. Das ist bereits komplett fertig, Arduino-kompatibel und funktioniert wunderprächtig. Man muss bei dem Teil nur darauf achten, dass bei LOW das Relais geschaltet und bei HIGH ausgeschaltet wird.

Auf der Vorderseite habe ich ausserdem noch eine grüne Status LED angebracht.

Die 220V Verkabelung habe ich mit einem Bussystem gemacht. Das hab ich hier beim Elektrohändler gebraucht erstanden. Da kann man einfach die Kabel einstecken (Quetschstecker) und die sind dann alle per internem Bus verbunden. Das macht die Verdrahtung der 220V Leitungen wesentlich einfacher. Es gibt davon 3 Stück, für Erde, Phase und Nulleiter. Von der Stromversorgung geht je eine Leitung auf jeden Bus. Vom Bus gehen die Nulleiter zu den jeweiligen Steckdosen. Phase geht vom Bus auf den Relaisport-Eingang und vom Relaisport-Ausgang zur Steckdose. Das Relais habe ich als Einschalter verwendet (man kann es auch als Unterbrecher verkabeln) unter Verwendung der beiden rechten Anschlüsse (die ich hier Ein- und Ausgang genannt habe).

Den Schaltplan habe ich mit Eagle erstellt (auch mein erstes mal), einige PINs stimmen da nicht mehr. Konkret hatte ich PINs 50+51 belegt, die aber vom Ethernetshield verwendet werden, das musste ich ändern. Es gibt ausserdem noch eine Erklärung zur PIN Belegung. Die 220V Verkabelung ist in dem Plan nicht mit eingezeichnet, da eindeutig.

Ansichten

So sieht das fertige Gerät von hinten aus:

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Das Bild ist etwas veraltet. Inzwischen erfolgt die Stromversorgung durch eine separate Leitung, die aus der Rückwand herausgeführt wird mit einem männlichen Stecker. Ausserdem fehlt auf dem Bild der Port für den Lüfteranschluss, wofür ich einen Audiostecker verwendet habe.

Ansicht von vorn:

/images/View-Frontside-Panel.jpg.

Innenansicht:

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Weitere Bilder vom Bau gibt es im Forum Thread bei TCS Terrarien.