Ding:FabUino

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Foto
FabUino Layout.png
flattr.png
Basisdaten
Status eingeschränkt nutzbar
Schöpfer Mose (Diskussion)


Der FabUino ist ein Bausatz für einen Arduino-Klon basierend auf der Idee des Nanino. Hauptziel ist es hierbei, einen kostengünstigen Arduino-Eigenbau-Bausatz bereitstellen zu können, welcher komplett im FabLab hergestellt werden kann, aber trotzdem weitgehend die Verwendung von Shields erlaubt. Die Leiterbahnbreite und Abstände sind besonders groß gewählt, um auch Anfängern das Ätzen zu erleichtern.

Lizenz

Der FabUino steht unter CC-BY-NC-SA. Der gewinnbringende Verkauf ist somit zuerst einmal nicht gestattet. Eine Ausnahme hiervon wird allen gemeinnützigen oder mildtätigen Vereinen, sowie Bildungseinrichtungen und anderen gemeinnützigen Organisationen eingeräumt. Um vielen Leuten den Zugang zu ermöglichen, empfehlen wir hierfür einen VK-Preis von 10€ (Stand Juni 2013).

Unterschiede

Zum Arduino Uno R3

Der FabUino verzichtet auf einige wenig benötigte Elemente um seinen niedrigen Preis zu ermöglichen. Im Vergleich zum Arduino Uno R3 sind dies:

  • Kein ISP-Konnektor
  • Kein 3.3V Spannungsregler
  • Kein 5V Spannungsregler
  • Fehlen der zusätzlichen Anschlüsse der Arduino Uno Revison 3
    • SDA
    • SCL
    • IOREF

Alle genannten Einschränkungen werden in der Regel nicht benötigt. Falls diese dennoch benötigt werden, können sie durch das FabUino FB-Shield problemlos ergänzt werden.

Darüber hinaus verzichtet der FabUino bewusst auf einen onboard USB-Seriell-Wandler. Stattdessen muss ein USB-Seriell-Kabel verwendet werden. Der Kostenvorteil ergibt sich somit unmittelbar bei der Benutzung mehrerer FabUinos, da nur ein Kabel benötigt wird und nicht auf jedem Board ein Wandler vorhanden sein muss. Verwendet werden kann jedes Kabel mit TTL-Pegel wie z.B. das FabProg.

Zum Nanino

Die markanteste Verbindung des FabUino zum Nanino ist zweifelsohne die 45°-Ausrichtung einiger Bauteile. Davon abgesehen sind auch viele Leiterbahnen ähnlich geführt, da es oftmals die sinnvollste Lösung aufgrund der Ausrichtung und der vorgegebenen Pin-Belegung für die Shield-Kompatibilität ist. Dennoch unterscheidet sich der FabUino in vielen Punkten deutlich vom Nanino. Im Wesentlichen sind dies folgende Hauptunterschiede:

Layout

Dimensionen

Da ein Hauptziel des FabUino ein niedriger Preis ist, spielt Kosteneffizienz eine wichtige Rolle. Geringsmöglicher Verschnitt von Platinenmaterial sollte deshalb erreicht werden. Die Dimensionen des FabUino sind mit 53,33mm x 49,8mm so gewählt, dass sie optimal auf einer Eurokarte ausgelegt werden können und sechs FabUinos darauf mit praktisch null Verschnitt Platz finden.

Leiterbahnführung

Ein No-Go des Nanino ist aus meiner Sicht die Führung einiger Leiterbahnen direkt am Rand des PCB. Hierfür wurde die Platzierung der 5V, GND und AREF Leiterbahnen geändert. Leider wurden somit aufgrund der gewählten Platinenabmessung zusätzliche Brücken auf der Platinenoberseite notwendig.

Dateiformat

Das Boardlayout des Nanino wurde mit Rhino erstellt, welches hierfür nicht speziell konzipiert ist und darum viele Nachteile im vergleich zu traditionellen PCB-Layoutern wie EAGLE hat. Um die vorgenannten Veränderungen des Layouts umzusetzen, habe ich deshalb komplett von Null begonnen und ein neues Layout in EAGLE erstellt.

Auto-Reset

Der FabUino unterstützt (im Gegensatz zum Nanino) die Auto-Reset-Funktion der Arduino-Software. Ein manueller Reset ist deshalb nicht erforderlich.

Schaltplan

FabUino SX.sch.svg

Aufbau

Der FabUino kann entweder mit unserem Bausatz, welcher im Lab zu erwerben ist, oder aber komplett in Eigenregie hergestellt werden. Ich werde zuerst auf die Herstellung mittels Bausatz eingehen und weiter unten den Prozess zur kompletten Selbstfertigung erläutern.

Bill of Material

Nachfolgend die Stückliste der enthaltenen/benötigten Teile. Es existiert auch ein fertiger Reichelt Warenkorb.

Bezeichnung Bauteil Gesamtanzahl
ATMEGA328P ATMEL ATmega328P Mikroprozessor 1
L, PWR LED 3mm 2
C1, C2 Keramikkondensator 22pF 2
C3, C4, C5, C6 Vielschicht-Keramikkondensator 100nF 4
C7 Subminiatur-ELKO 10µF/16V 1
R1 Widerstand 10kΩ 1
R2, R3 Widerstand 1kΩ 2
JP1, JP2 Buchsenleiste RM 2,54 8pol 2
JP3, JP4 Buchsenleiste RM 2,54 6pol 2
JP5 Stiftleiste RM 2,54 6pol gewinkelt 1
RESET Taster 1
Q1 Quartz 16MHz 1

Nachfolgende Bauteile können bei Bedarf optional hinzugefügt werde. Sie sind nicht im Bausatz enthalten und für die Grundfunktionalität nicht erforderlich!

Bezeichnung Bauteil Gesamtanzahl
R4 SMD-Widerstand 1kΩ 0805 1
R5 Widerstand 1kΩ 1
RX, TX SMD-LED 0805 2

Platine

FabUinoSX DIY Nutzen.jpg