Platinen für Arduino NANO

Hallo,

da Arduinos mittlerweile auch viel im Modellbau eingesetzt werden habe ich einige Platinen für den NANO entworfen, die verschiedene Funktionen erfüllen. Die Beschreibungen beziehen sich auf die von mir geplanten Anwendung, diese sind aber keinesfalls in Stein gemeißelt, da die Ports als Ein- oder Ausgang genutzt werden können und somit bestimmt der Sketch (das Programm) welche Funktionen letztendlich damit realisiert werden.

Daher sind auch die genannten Bauteile und Anwendungen nur als Beispiele zu betrachten und können je nach Bedarf und Vorliebe ersetzt oder teilweise auch ganz weggelassen werden.

Der Arduino kann mit Stiftleisten direkt auf die Platinen gelötet werden, ich empfehle aber die Verwendung von Sockeln, insbesondere bei Platine 3 („Die Blaue“), sonst kommt man nachher u.U. nicht mehr an den USB Port. Es können normale Buchsenleisten verwendet werden, die zu den Stiftleisten passen die oft zusammen mit dem Arduino Nano angeboten werden. Dadurch sitzt der Arduino allerdings recht hoch.

Um Platz in der Höhe zu sparen eignen sich sogenannte Präzisions-Sockel, für welche passende Stiftleisten am Arduino-Board angelötet werden müssen. Meines Wissens nach gibt es keine Angebote von Arduino Nanos mit beigelegten oder verlöteten Präzisions-Stiftleisten.

Daher bei der Bestellung des Arduinos aufpassen und ggfs. den Arduino Nano als Bausatz oder ohne die normalen Stiftleisten bestellen, wenn man Präzisions-Sockel nutzen möchte.

Die Platinen habe ich im Fernen Osten herstellen lassen, die Mindestbestellmenge beträgt 5 Stück aber i.d.R. bekommt man mehr zugeschickt. Weiterhin habe ich einen Überbestand an passenden Bauteilen, da diese oft nicht einzeln und teilweise nur schwierig zu bekommen sind.

Da ich so viele Platinen selbst nicht benötige möchte ich diese quasi zum Selbstkostenpreis anbieten, siehe die Angebote im Marktplatz.

Die Platinen sind ideal zur Verwirklichung eigener Ideen oder einfach nur zum „Rumspielen“ ohne sich viel Gedanken über die Verdrahtung oder eigene Platinenentwürfe machen zu müssen.

1. „Die Gelbe“

Diese Platine habe ich für ein nicht-Modellbau-Projekt entwickelt und dient dazu ein Servo über 4 Schalteingänge auf einstellbare Positionen zu fahren. In meiner Anwendung werden die Schalteingänge über einen 433MHz Funkempfänger angesteuert, man kann dies aber natürlich auch über ein herkömmliches Schaltmodul oder Sensoren (Schalter/Taster usw.) tun. Weiterhin ist Platz für einen Taster 6x6 mm und ein Trimm-Poti (stehend) vorgesehen, sowie eine LED mit Vorwiderstand.

Anwendungsbeispiele

• Servo oder Fahrregler unabhängig vom RC Empfänger über Schaltsignale an D3-D6 steuern
• 4-Kanal Schaltmodul: J2 als Steuerkanal mit D3-D6 als Schaltausgang (benötigt Transistor- oder Relaisstufe); dabei muß sichergestellt werden, daß J2 immer verbunden ist, da kein Pull-Down Widerstand an J2 vorgesehen ist.
• Servo-Umpoler
• Servo-Wegbegrenzung
• Servo-Stretcher/-Expander

Platinengröße

Ca. 50,7 x 26,6mm

Spannungversorgung

5V über Schraubklemme, Stiftleiste oder Kabel an J1 oder J4. Die Spannung speist den Arduino direkt und versorgt auch das Servo sowie den (optionalen) Funkempfänger. Die Spannung muß daher exakt 5V betragen.

Auch eine Speisung über J2 wäre denkbar, z.B. wenn man einen Fahrregler mit 5V BEC dort anschließt oder ein Signal vom Empfänger einlesen will sofern dieser mit exakt 5V gespeist wird.

In dem Fall kann aber kein Servo mehr an J2 angeschlossen werden.

5V sowie GND (Minus) können an J3 abgegriffen werden, wenn kein Funkempfänger benutzt wird.

Bauteile

A1 - Arduino Nano V3

D1 - LED 1,8mm oder 2x3x4mm

R1 - Widerstand 1kΩ (Vorwiderstand für LED)

RN1 - Widerstands-Netzwerk 4x10kΩ, gemeinsamer Anschluß (optional, Pull-Down f. Port D3-D6)

RV1 - Trimm-Potentiometer 10kΩ

SW1 – Taster 6x6mm

J1 – Stiftleiste oder Schraubklemme RM2,54mm 2-polig

J2 – Stiftleiste RM2,54mm 3-polig

J3 – Stiftleiste RM2,54mm 6-polig oder Buchsenleiste RM2,54mm 7-polig (nur 6 Pins beschaltet) *

J4 – Schraubklemme RM2,54mm 2-polig (nur bei Verwendung von Arduino mit normalen, hohen Sockeln; Arduino verdeckt die Schrauben der Kabelklemmen wenn aufgesteckt)

Beschaltete Ports und deren Verwendung:

A7 – Eingang für Potentiometer

D2 – Eingang für Taster

D3-D6 – Schalteingang (optionaler Pull-Down) **

D9 – PWM-Ausgang oder -Eingang

D13 – LED zur optischen Signalisierung

* 7-polige Buchsenleiste z.B. für Funkempfänger 433MHz

** Pull-Down über Widerstands-Netzwerk, oder ein Widerstand aber dann nur für D6

Befestigung

5 Löcher 2mm. Bei Verwendung von Abstandsbolzen mit M2 Außengewinde können nur 2 Muttern aufgeschraubt werden, die anderen Bolzen dienen nur zur Abstützung. (4 Bolzen insgesamt reichen aus)

Sketch

Für diese Platine habe ich einen fertigen Sketch, siehe hier: Sketch für Platine "Die Gelbe" für Arduino NANO oder UNO

2. „Die Schwarze“

Diese Platine wurde dazu entwickelt, um PWM-Signale für Servos oder Fahrregler sowie Schaltsignale in Abhängigkeit von Steuersignalen freizugeben oder zu sperren. Weiterhin stehen 4 Lötbrücken zur Kodierung zur Verfügung.

Ein Anwendungsbeispiel wäre die Verwendung im Auflieger oder Anhänger einer Roadtrain mit Lichtmodulen wie z.B. das Beier SM-IR-16-2 oder LM-XX-16-4. Durch Vergleich der Steuersignale mit der Kodierung wird entschieden, ob die PWM- und Schaltsignale durchgelassen werden oder gesperrt bleiben. Somit kann ein bestimmter Auflieger/Anhänger ausgewählt werden, um z.B. dort die Stützen hoch- oder runter zu fahren, die Sattelplatte zu betätigen usw.

Der Sketch dafür ist noch in Arbeit, wenn er fertig ist werde ich diesen vorstellen.

Andere Anwendungsbeispiele

• Ansteuerung von 4 Servos/Fahrregler und 6 Schaltausgänge über 2 Steuerkanäle plus 2 analoge Eingänge (für die Schaltausgänge werden Transistor- oder Relaisstufen benötigt)
• Servo-Umpoler mit 2 unabhängigen Kanälen; pro Kanal dreht ein Servo normal, das andere invertiert
• Servo-Wegbegrenzung und/oder Servo-Stretcher/-Expander
• Bis zu 4 Servos über Schaltsignale oder 1-2 Empfänger-Kanäle auf programmierte Positionen fahren
• 10-Kanal Schaltmodul mit 1 oder 2 Steuerkanälen (über Empfänger); benötigt Transistor- oder Relaisstufen

Platinengröße

Ca. 52 x 28,7mm

Spannungversorgung

7-12V an Stiftleiste oder Schraubklemme J1 „Vin“, oder

5V an Stiftleiste J5-J8 sofern mindestens ein Fahrregler mit 5V BEC angeschlossen wird; Jumper JP1 „5Ven“ muß dann geschlossen werden. Die Spannung des BEC im Fahrregler muß exakt 5V betragen, oder

5V an Stiftleiste J14 „BEC“ für ein externes BEC; dazu muß Jumper JP1 „5Ven“ geschlossen werden. Die Spannung des BEC muß exakt 5V betragen.

Die Spannung des externen BEC liegt dann auch am mittleren Pin von J5-8 an, es sollte daher kein Fahrregler mit BEC dort angeschlossen werden, oder die rote Ader muß gezogen werden.

Bitte beachten:

Es ist möglich, den Arduino mit 7-12V zu betreiben und gleichzeitig ein externes BEC mit 5-7,4V an J14 oder Fahrregler mit BEC an J5-J8 anzuschließen. Dazu einfach den Jumper JP1 „5Ven“ offen lassen.

Sollten mehrere Regler mit BEC an J5-J8 angeschlossen werden und diese nicht identisch sein, so muß die rote Ader aus dem Servo-Stecker(n) gezogen werden!

An J15 können die 3,3V des Arduino-Boards abgegriffen werden. Der Stromverbrauch darf 50mA nicht überschreiten.

Bauteile

A1 - Arduino Nano V3

D1 – LED 1,8mm oder 2x3x4mm

R1 – Widerstand 1kΩ (Vorwiderstand für LED)

R2-R3 – Widerstand 10kΩ (optionaler Pull-Down für Port A0 und A1)

J1 – Stiftleiste oder Schraubklemme RM2,54mm 2-polig

J2-J4 – Stiftleiste RM2,54mm 3x3

J5-J8, J14 – Stiftleiste RM2,54mm 5x3

J9-J10 – Stiftleiste RM2,54 2x3

J11-J12 – Stiftleiste RM2,54 2x3

J15 – Stiftleiste RM2,54mm 2-polig

SW1 (J13) – Taster RM5,08mm

RV – Trimm-Potentiometer (optional, siehe Beschreibung zu A6/A7 unten)

Beschaltete Ports und deren Verwendung:

A0-A1 – PWM Eingang, mit optionalem Pull-Down (R2 und R3)

A2-A5 – Lötbrücke (zur Kodierung)

A6-A7 – Analoger Eingang *

D2-D3 – Schalteingang für Steuersignal

D4 – Schalteingang für Taster

D5-D6 – PWM Eingang (Servo oder Fahrregler)

D7-D8 – Schalteingang

D9-D10 – PWM Ausgang (Servo oder Fahrregler)

D11-D12 – Schaltausgang

D13 – LED über Vorwiderstand R1

RESET (Pin 3) – Externer Taster für Arduino Reset (optional)

* A6 kann mit einem Trimm-Poti (stehend) ausgestattet werden, A7 kann dann nicht mehr benutzt werden (oder es muß ein Kabel direkt am Lötpad von A7 angelötet werden).

Befestigung

2 Löcher 2mm und 2 Löcher 3mm. Empfohlen sind 2 Abstandsbolzen mit M2 Außengewinde und 2 Snap-in Befestigungen 3mm. Aus Platzgründen können keine Muttern auf den M2 Bolzen befestigt werden, diese dienen daher nur zur Abstützung.

Schaltplan

3. „Die Blaue“

Diese Platine wurde speziell für den RC Funktions-Modellbauer entwickelt. Die Platine sollte dabei so klein wie möglich gehalten werden, aber trotzdem einen weiten Funktionsumfang zum Schalten von Verbrauchern und Steuern von Servos mit wenig externer Beschaltung bieten.

Zur Vereinfachung der Bestückung wurde komplett auf SMD Bauteile verzichtet.

Auch hier gilt das die genannten Anwendungen nur Beispiele sind und jeder kann selbst über seinen Sketch bestimmen, welche Funktionen die Platine hat.

Übersicht

• Spannungsversorgung mit 7-12V oder 5V
• 8 analoge Anschlüsse mit flexibler Beschaltung als Ein- oder Ausgang
• 1 digitaler Eingang mit Möglichkeit für Pull-Down Widerstand und Hardware-Interrupt, z.B. für einen Schalter zum Aufruf einer Programmierungs- oder Kalibrierungs-Routine
• 2 Schaltausgänge über MOSFET für Lasten bis 2A mit LED Anzeige
• 4 Schaltausgänge über Transistoren für Lasten bis maximal 200mA pro Ausgang mit LED Anzeige
• 4 PWM Ausgänge für den Anschluss von Servos oder zum Dimmen von LEDs usw.; auch als Eingang nutzbar
• 1 Schaltausgang mit Vorwiderstand für LED, z.B. für eine abgesetzte optische Zustands-Anzeige
• 1 Anschluss zur Versorgung von Sensoren o.ä. mit 3,3V (max. 50mA)

Aufgrund der vielen Bestückungs- und Konfigurations-Möglichkeiten gibt es für diese Platine eine 15-seitige (!) Anleitung. Die Anleitung gibt es auf Anfrage auch im Voraus, einfach eine PN mit eurer Email-Adresse schicken (Datei ist zu groß für den Anhang an eine PN).

Die Platine ist für Modellbauer mit Elektronik-Grundkenntnissen oder besser empfohlen.

Platinengröße

Ca. 66,7 x 41,3mm

Spannungversorgung

7-12V oder 5V. Für Details siehe Anleitung.

Bauteile

Flexible Bestückung, siehe Anleitung.

Beschaltete Ports und deren Verwendung:

Flexible Verwendung, siehe Anleitung.

Befestigung

4 Löcher 3mm (Snap-in Halter empfohlen)

Schaltplan

Siehe Anleitung.