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Summercamp

Serviceangebote

Hier findest Du interessante Projekte und Angebote der HfTL. So zum Beispiel unsere Binäruhr oder Projektvideos unserer Studierenden auf Youtube. Viel Spaß beim Anschauen und basteln!

 

 

HfTL-Binäruhr

Mit unserer HfTL-Binäruhr hast Du immer die richtige Uhrzeit parat - und das im Binärcode! Deine Freunde werden staunen........

Die HfTL-Binäruhr

1. Los geht´s

Beim Löten werden zwei Metallflächen elektrisch leitfähig miteinander verbunden. Dazu wird Metall, das Lot, geschmolzen. Teile des Lots dringen in die Oberfläche der zu bindenden Fläche ein. Wenn es wieder fest wird, verbindet es die beiden Flächen wie Klebstoff. Beide zu verbindenden Metallteile müssen dabei erwärmt werden.

Halte die Lötspitze (Achtung heiß) an das Pad auf der Platine und warte ein bis zwei Sekunden.  Halte dann mit der anderen Hand zusätzlich das Lötzinn an die heiße Stelle. Schmilzt das Zinn, verbinden sich die Kontaktflächen auf der Platine.

1.1. Der Sockel für den Mikrokontroller

Stecke den Sockel an die richtige Stelle. Er hat eine kleine Einkerbung, die auch auf der Platine aufgemalt ist. Löte anschließend alle Beinchen an. Damit sich der Sockel nicht an einer Stelle zu stark erwärmt, löte immer diagonal gegenüberliegende Beine nacheinander.

1.2. Die Taster

Stecke einen Taster in die richtige Stelle auf der Platine. Drehe diese danach um und löte die Beinchen des Tasters an. Wiederhole den Schritt für die weiteren zwei Taster.

1.3. Die LEDs (light-emitting diode)

Die LED hat ein kurzes und ein langes Bein. Das kurze ist der Minuspol und das lange der Pluspol. Auf der Platinenoberseite sind als Hilfestellungen ein kleines +(plus) und ein (minus) aufgemalt. 

Stecke die erste LED an die richtige Stelle und biege ihre Beinchen leicht auseinander. Drehe jetzt die Platine um und löte zunächst ein Beinchen der LED an. Danach kannst du sie richtig ausrichten und auch das andere Bein anlöten.

Wiederhole die Schritte für die restlichen LEDs der Reihe.

Zwicke nun mit einer Zange die Beinchen der LEDs kurz nach der Lötstelle ab. Stecke die verbleibenden LEDs ein, löte sie an und zwicke die Beinchen ab.

1.4. Der Quarzoszillator

Der Oszillator erzeugt den Takt, den der Mikrokontroller für die Ermittlung der Uhrzeit benötigt.

Stecke den Quarz auf die Platine und löte ihn fest. Danach biegst du ihn leicht zur Seite, sodass er sich über dem auf der Platine aufgemalten Rechteck befindet.

1.5. Der Batteriehalter

Der Batteriehalter ist das einzige Bauteil, das auf der Unterseite der Platine platziert wird.

Stecke den Batteriehalter von unten an die Platine. Die beiden Anschlüsse des Batteriehalters und die Löcher auf der Platine sind jeweils mit + und gekennzeichnet. Achte darauf, dass das richtige Beinchen ins richtige Loch gesteckt wird. Danach wird das Bauteil auf der Oberseite der Platine verlötet.

1.6. Der Mikrokontroller

Stecke den Mikrokontroller jetzt  in den Sockel. Achte dabei darauf, dass die Kerben im Sockel und im Mikrokontroller auf derselben Seite sind - wie es auf der Platine aufgezeichnet.

2. Die fertige Binäruhr

2.1. Funktionstest

Schiebe nun die Knopfzelle in den Batteriehalter. Achte dabei darauf, dass du die beschriftete Seite der Batterie sehen kannst. Wenn du die Batterie eingelegt hast, drehe die Binäruhr um, sodass Du die LEDs sehen kannst. Die Uhr führt jetzt einen Selbsttest durch, bei dem alle LEDs nacheinander aufleuchten. Wenn die LEDs nicht nacheinander aufleuchten oder die Uhr heiß wird, entferne bitte sofort die Batterie.

2.2. Stellen der Uhr

Bevor du die Uhrzeit einstellst, überlege Dir,  welche LEDs leuchten müssen.

Die Taster sind mit S1, S2 und S3 beschriftet. Zum Aktivieren des Stellmodus drücke gleichzeitig die Taster 2 und 3 für etwa zwei Sekunden. Leuchtet die untere LED Reihe komplett, lasse die Taster wieder los. Die Uhr befindet sich jetzt im Minutenstellmodus. Halte Taster 1 oder Taster 3 länger gedrückt, um die Minuten entweder vor oder zurückzustellen.

Wenn Du die Minuten eingestellt hast, drückst du den Taster 2 wieder etwa zwei Sekunden lang, bis beide LED Reihen aufleuchten. Die Stunden können nun, genauso wie die Minuten, mit den Tastern 1 und 3 verändert werden.

Um den Stellmodus zu verlassen, drücke noch einmal den Taster 2 etwa zwei Sekunden lang. Die Uhr zeigt jetzt die eingestellte Urzeit an.

Hinweis: Nach einiger Zeit werden alle LEDs der Uhr ausgehen. Die Uhr spart so Energie, aber die Zeit läuft natürlich trotzdem weiter. Um die Zeit ablesen zu können, drücke einfach eine Taste für etwa eine Sekunde. Die Uhr zeigt Stunden und Minuten an. Wenn du den Taster 1 drückst und festhältst, kannst du auch die Sekunden ablesen.

3. Lesen der Binäruhr

Für die Visualisierung der Uhrzeit werden elf grüne Leuchtdioden benutzt. Um die Dezimalzahl der Minute 59d binär darstellen zu können, bedarf es 6 Bit bzw. 6 Stellen im binären Zahlensystem (Wertigkeiten 32, 16, 8, 4, 2, 1). Bei der Stundenanzeige benötigt man sogar nur 5 Bit bzw. 5 Stellen (Wertigkeiten 16, 8, 4, 2, 1), da der höchste angezeigte Stundenwert 23 ist. 

Anzeige der Uhrzeit

Minuten: 01 0110 b = (25 * 0 + 24 * 1 + 23 * 0 + 22 * 1 + 21 * 1 + 20 * 0) = (16 + 4 + 2)d = 22

Stunden: 01000 b = (24 * 0 + 23 * 1 + 22 * 0 + 21 * 0 + 20 * 0) = 8

 

Schaltplan Layout
Schaltplan der Plantine

4. Schaltplan
Im Bild kannst du drei Taster, elf Leuchtdioden und ein großes rotes Rechteck erkennen, mit dem alle Bauteile verbunden sind. Dieses Rechteck ist der Mikrokontroller (eigentlich ein Computer, so wie du ihn sicherlich Zuhause stehen hast, nur eben viel kleiner und nicht so schnell).

Download der Bauanleitung der HfTL-Binäruhr