Net-SD-Disp-Board

Endlich habe ich mal wieder ein weiteres 5x5 Board fertig gestellt.
Das Board ist eine kleine eierlegende Wollmilchsau geworden um das mal auf gut Deutsch aus zu drücken. 🙂 Auf dem Board ist ein microSD Cardslot mit Pegelwandler von 3,3V auf 5V, ein Slot für verschiedene Netzwermodule sowie ein Shiftregister mit Beschaltung für ein LCD Display.

Die Fotos dazu könnt ihr hier bewundern.

Da ich anfangs ein sehr teuren Pegelwandler für ca 3 EUR das Stück verwendete, habe ich mit Daniel noch einmal über den Pegelwandler gesprochen und nach einer genaueren Sichtung des Datenblatts des ENC28J60 der auf den Netzwerkmodulen verbaut ist habe ich festgestellt, dass gar kein bidirektionaler Pegelwandler nötig ist. Daraufhin hat Daniel erst mal ein Artikel zu Pegelwandlern verfasst. 🙂

Man kann das Board in der Mitte durchbrechen und somit den USB Slot und das Displaymodul von dem SD und Netzwerk Teil zu trennen.

Hier erst mal die Eagle Sheets dazu:

net-sd-disp-board-schaltplan

Schaltplan

board-logo

Board

net-sd-disp-board-oben

Oben

net-sd-disp-board-unten

Unten

 

 

 

 

Oder als PDF:

Beschreibung

Network:

Ich habe zwei verschiedene Netzwerkmodule die aber beide mit dem ENC28J60 arbeiten. Der Unterschied hier liegt eindeutig im Preis und in der Größe. Das größere Modul ist ungefähr 5,5cm x 3,5 cm groß für ca 5,50 EUR und das kleine dagegen nur so groß wie der RJ45 Slot für ca 13 EUR. Das Kleine kann man dann direkt auf mein Board aufstecken. Bei dem Großen hingegen wird einfach ein 10 poliges Flachbandkabel mit 2x5 Stecker verwendet.

Da der ENC28J60 mit 3,3V versorgt werden muss ist auf der Rückseite des Boards noch ein AMS1117-3,3V Lowdrop-Regler zu finden. Wenn man im Datenblatt mal genauer nach schaut auf Seite fünf sieht man ein schönes Blockschaltbild in dem aufgeführt ist welche Prots des ENC28J60 5V tolerant sind. Was für ein Zufall das es genau die Eingänge sind die wir mit dem AVR verbinden müssen. Die Ausgänge geben natürlich nur 3,3V aus, aber das reicht dem AVR locker um dies als eine logische Eins zu erkennen.

Die 5x2 Stiftleiste kann man einfach direkt mit einem kompletten Port auf meinem Atmega Experimentierboard verbinden. Dort idealer weise mit dem Port B wenn man das ISP Protokoll nicht softwaremäßig auf einem der anderen Ports laufen lassen möchte. Da ich Kanal 3 und 4 nicht benötige habe ich diese noch mal auf eine kleine Stiftleiste herausgeführt um sie eventuell noch anderweitig nutzen zu können.

Für das Netzwerkmodul gehe ich nicht weiter auf die Software drauf ein da ich auch einfach nur das Ethersex Projekt benutze. Dies ist sehr sehr umfangreich und auch ziemlich gut Dokumentiert.

Eine kleine Beschreibung habe ich auch noch dazu geschrieben.

 

SD-Card:

Aus Platzgründen habe ich ein microSD Cardslot verwendet der für ca  2 EUR zu haben ist. SD Karten oder microSD Karten sind nicht wie der ENC28J60 5V tolerant. Die nehmen einem das sehr übel, wenn sie mit mehr als 3,7V konfrontiert werden. Daher habe ich ein günstiges Standartmodul das 74HC4050 verwendet. Das ist ein einfacher Konverter der mit 3,3V betrieben wird und somit auch nur 3,3V an die SD Karte weitergibt. Aber an die Eingänge des 74HC4050 kann man auch problemlos 5V anlegen. Somit haben wir einen sehr kostengünstigen Pegelwandler.

Da aber das Netzwerkmodul sowie die SD Karten ein ChipSelect besitzen kann man diese zusammen verwenden und dann ansprechen wenn es nötig ist. Die ChipSelect Anschlüsse sind dann natürlich nicht zusammen gelegt. 😉

Ich habe mal ein paar nützliche Links zusammen gesucht die mir bei der Ansteuerung verschiedenster SD Karten sehr geholfen haben:

 

LCD-Display:

Ein hanelsübliches LCD-Display wird hier einfach über den standard Schiftregister 74HC595 um mit nur drei Pins des AVR ein Display ansteuern zu können.

Die Grundlage und die Software hierzu habe ich von mikrocontroller.net übernommen. Dort habe ich nur eine kleine Änderung in der com74HS595.h vorgenommen. Nach meiner Beschaltung waren Pin 11 und 12 bei den Definitionen vertauscht. Aber das kann jeder bei sich selber austesten. Vielleicht kann man den Code noch hier und dort optimieren, aber im Großen und Ganzen ist er sehr schlank und bietet alle nötigen Funktionen.

 

V-USB:

Anfangs sollte die miniUSB Schnittstelle nur als Spannungsquele dienen. Aber da ich noch ein wenig Platz hatte, habe ich hier eine Minimalschaltung für eine V-USB Schnittstelle hinzugefügt die man einfach am AVR anschließen kann. Die Minimalschaltung habe ich von hier übernommen. Habe die letzte Möglichkeit gewählt da ich in der Regel meine AVRs mit 5V betreibe. Da das Board schon sehr voll ist und ich es auch trennen möchte, habe ich hier die Pegelwandlung von den Datenleitungen des USB Ports nicht mehr über den Pegelwandler laufen lassen.

 

Bauteilliste
AnzahlBezeichnungBeschreibung (Gehäuse)EinzelpreisGesamtpreis
1U174HC4050 (SO-16)0,270,27
1IC2AMS1117 3,3V (SOT23)2,652,65
1IC374HC595 (SO-16)0,270,27
1R1Potentiometer 10kOhm (liegend 6mm)0,230,23
1R2Widerstand 1kOhm (SMD 0805)0,100,10
2R3, R4Widerstand 68Ohm (SMD 0805)0,100,20
1R5Widerstand 1,5kOhm (SMD 0805)0,100,10
2D1, D2z-diode 3,6V (Mini-Melf)0,060,12
1Q1NPN BC337 (TO-92)0,050,05
1C10,1µF (SMD 0805)0,050,05
1C21µF (SMD 0805)0,050,05
1microSD SockelmicroSD Sockel SMB2,002,00
1miniUSB SockelminiUSB Sockel SMD0,240,24
1Stiftleiste (2x5)0,190,19
1Stiftleiste (1x28)0,140,14
 Gesamt6,66 €

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