Post on 07-Apr-2016
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Armin Mores
Klasse 5AEL, Fachrichtung Elektronik
TFO Meran „Oskar von Miller“
Schuljahr 2014/15
Projektbericht:
LED-Globus
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Inhaltsverzeichnis Vorwort ......................................................................................................................................................................... 3
Projektbeschreibung ............................................................................................................................................... 4
Hardware .................................................................................................................................................................... 5
Blockschaltbild .............................................................................................................................................. 6
Beschreibung der Blöcke ........................................................................................................................... 7
Mikro – Controller(µC) ............................................................................................................................... 7
Spannungsversorgung ............................................................................................................................... 9
Spannungsregler .......................................................................................................................................... 9
Sensor ..................... .........................................................................................................................................10
Schieberegister ........................................................................................................................................... 11
Motor ...................... .........................................................................................................................................12
Leuchtdioden(LED) .................................................................................................................................... 13
Software .................................................................................................................................................................... 14
Interrupt – Keyboard ................................................................................................................................. 15
Gantt-Diagramm/Bill of Material ................................................................................................................ 16
Bill of Material: Bauteile/Material ......................................................................................................... 17
Anhang ...................................................................................................................................................................... 18
Schaltpläne Hauptplatine ........................................................................................................................ 19
LED – PLATINE ............................................................................................................................................. 22
Boards ............................................................................................................................................................. 24
Bildquellen .................................................................................................................................................... 28
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Vorwort
4
Projektbeschreibung
5
Hardware
6
Blockschaltbild
7
Beschreibung der Blöcke
Mikro – Controller(µC)
Der Mikro – Controller ist das Herzstück dieser Schaltung. Verwendet wir der µC
MC9S08AW32 in der 64-LQFP Bauform, der mit 5V betrieben wird. Er besteht aus
54 Ein/Ausgänge, 8Bit bzw. 10Bit ADCs und er besitzt auf zwei serielle
Schnittstellen. Ein Quarz mit einer Frequenz von 4,1952MHz dient als Taktgeben für
den µC. Weiteres findet man noch unter seinem Datenblatt.
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Spannungsversorgung
Als Energiequelle für das Projekt benutze ich eine Spannungsquelle mit einer
maximalen Spannung von 24V. Die ich für meinen Gleichstrommotor brauch.
Spannungsregler
Um die Spannung von den 24V auf die gebrauchten 5V zu regeln bevorzuge ich
einen Drosselwandler. Ich benutze einen Drosselwandler weil er möglichst eine
verlustfrei Potentialwandlung aus einer Gleichspannung in eine gewünschte
Ausgangsgleichspannung regelt. Und deswegen für meiner Schaltung sehr nützlich,
den ich habe eine Eingangsspannung von 24V und brauche z.B: eine
Eingangsspannung von 5V für den µC.
Schaltung des Drosselwandlers
Bauteile des Drosselwandlers
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Sensor Als Sensor dient mir eine Gabellichtschranke die gleich Funktioniert wie ein
Optokoppler. Ich habe eine fixierte Scheibe mit immer ein Loch pro 6°. Die Aufgabe
der Gabellichtschranke ist es mir immer eine High-Impuls über den Keybord-
Interrupt an den µC weiterzugeben sobald der Sensor ein Loch erreicht.
Schaltung der Gabellichtschranke
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Schieberegister Für mein Projekt benutze ich 8 Schieberegister(74HC573). Das Schieberegister hat
die Aufgabe immer ein Signal an die LED weiterzugeben und zwar High oder Low.
Also ob die Leuchtdiode leuchten soll oder nicht. Das Schieberegister bekommt
von den µC immer dann 8 Bit wenn der Sensor ein Signal an den µC weiterleitet
( logische 1). Sobald eines der acht Schieberegister alle 8 Bit bekommen hat, wird
das Schieberegister noch gesetzt. Und gibt die Bits an die Leuchtdioden weiter.
Danach bekommen immer nacheinander die andern 7 Schieberegister ihr Bits und
werden gesetzt.
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Motor
Also Motor dient mir ein DC-Motor der mit 24V versorgt wird. Und eine
Umdrehung von 1000U/min besitzt. Ich benötige solch einen schnellen Motor um
eine optische Täuschung zu erzielen, denn ohne die diese große Geschwindigkeit
würden wir nur Lichter sehen, anstatt der Weltkurgel.
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Leuchtdioden(LED) Für mein Projekt benutze ich 64 SMD RBG - Leuchtdioden. Sie leuchten je nach
Signal des Ausgangsport des Schieberegisters an dehnen sie hängen.
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Software
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Interrupt – Keyboard Das Interrupt – Keyboard ist ein Interrupt, das immer dann an einen bestimmten
Ereignis durchgeführt wird. Bei mir wird es durchgeführt sobald der Sensor mir eine
logische 1 an den µC weiter gibt. Nun werden bei mir in diesen Interrupt alle Leds
und Schieberegister geschalten.
Hier unten sehen sie noch einen kleinen Ausschnitt aus dem Interrupt – Keyboard
und wie es aufgebaut ist.
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Gantt-Diagramm
Bill of Material
17
Bill of Material: Bauteile/Material
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Anhang
19
Schaltpläne Hauptplatine
20
21
22
LED – PLATINE
23
24
Boards
Hauptplatine
Top-Seite
Bottom-Seite
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LED-Platine
26
Top-Seite
Bottom-Seite
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28
Bildquellen
http://hackedgadgets.com/wp-content/uploads/2010/05/rotating-led-
globe_10.jpg
http://shop.evilmadscientist.com/productsmenu/partsmenu/357
http://shop.evilmadscientist.com/productsmenu/partsmenu/357