Mittwoch, 14. Juli 2010

Miniaturisieren...

Da unser Protyp noch ein wenig groß geraten ist, um ihn bequem am Handgelenk tragen zu können, gibt's jetzt den Entwurf zu einem entsprechend kleineren Modul, in dem auf eine Volumen von ca. 35,6*25,4*8 mm (Innenmass) alle Notwendigen Bestandteile integriert sind.
Den Aufbau zeigt folgende Skizze:
Dies sind im einzelnen ein Atmega-Microcontroller mit den Anzeige-Leds und einem Taster auf der oberen Platineseite. Da ein Drehschalter, Poti oder ähnliches recht groß und aufgrund dem verdrehenden Gehäuse auch stör- und verschmutzungsanfällig ist, sind wir doch zu einem Taster mit drei AnzeigeLeds für die Funktion übergegangen (also 3 Funktionen für den Normalbenutzer und 8 für den Informatiker :-). Indem über der Platine eine dünne, und damit flexible Oberfläche als obere Abdeckung verwendet wird, kann damit die ganze Fläche zum Drücken des Tasters verwendet werden. Glücklicherweise bietet der Atmega in der SMD-Variante zwei weitere Ausgabepins, sonst wäre die Anzeige etwas kompliziert geworden. Als Taktgeber dient hier ein 8MHz-Resonator, da kleiner und mit integrierten Kondensatoren im Vergleich zum Quartz (wobei der Atmega auch einen integrierten 8MHz Quartz hat, aber so kann man ihn auch durch einen anderen ersetzen, falls es mal einen entsprechenden 16MHz Resonator gibt.

Auf der Unterseite der Platine ist dann ein GPS-Modul (basierend auf dem Aufbau des Micro-Mini von Sparkfun.
und ein Kompass (HMC 6352, da für unsere Zwecke ein einfacher 2D-Kompass reicht) untergebracht.

Darunter liegt dann die Batterie, wobei auf der Unterseite der Platine und der Oberseite des darunter liegenden XBee-Moduls die entsprechenden Kontaktflächen aufgebracht sind. Die Batterie kann dann durch eine seitliche Öffnung (Einschub) ausgetauscht werden.
Die Platinenober- und Unterseite wird damit später wie folgt aussehen:
Eine Möglichkeit, das darumherumliegende Gehäuse zu erstellen ist damit abgesehen vom 3d-Drucker ein Schichtmodell mit dem Lasercutter aus 2mm dicken Platten (Holz, Plexiglas, etc) in 4 "Rahmenschichten", wobei an den mittleren beiden (oder einer davon) die Befestigungen für das Armband sind, und die über die verschiedenen Inneformen die einzelnen Elektronikelemente tragen. Als obere und untere Abdeckung dient dann eine entsprechend dünne Deckfläche (lasergraviertes Furnierholz, bedruckte Transparentfolie). Die Innenabmessungen sind im Folgenden skizziert:
Der Mikrokontroller soll dann später über insgesamt 3 serielle Schnittstellen mit den einzelnen Modulen kommunizieren:
An der "normalen" seriellen Schnittstelle hängt das XBee-Modul, an den AnalogPins 4 und 5 über das I2C Protokoll der Digitalkompass und (noch viel später mal :-) an den durch den SMD-Atmega gegebenen weiteren Pins 20m und 21 das GPS-Modul, das mittels der TinyGPS und der NewSoftSerial-Bibliothek mit dem Atmega kommuniziert.

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