Es ist gerade Ostern, und die Fastenzeit ist vorbei. Aber nicht, was die Projekte angeht. Hier geht die Fastenzeit es richtig los...

Wie vor einiger Zeit angekündigt, geht es diesmal darum, den Joystickadapter auf Streifenrasterplatine eine Schrumpfkurz zu verpassen. Sicherlich war die Streifenrasterplatine funktionell und es hat ja auch alles funktioniert. Aber was das Design angeht, so wird eine solche Platine sicherlich keinen Preis gewinnen können. Daher habe ich das ganze soweit geschrumpft, dass die gesamte Elektronik in ein DSUB9 Gehäuse passt. 

Wie ich in dem Artikel USB Joystickadapter schnell und preiswert aufgebaut schon geschrieben hatte, wollte ich noch zeigen, wie man das ganze so klein bekommt, dass das ganze nicht nur funktionell, sondern auch ansprechend im Design ist. Und vor allem ist dadurch die Elektronik geschützt.

Wichitg war auch ein passendes Gehäuse. Und was lag da näher, als die einfachen Standard D-SUB 9 Gehäuse zu nehmen. Diese sind sehr günstig zu haben und gibt es sowohl in einer einfachen Kunststoffausführung sowieso in einer Version mit metallisierter Oberfläche. 

D SUB9 Gehäuse 3d Mode klein

 

Auf dem Bild sieht man das 3D Modell eines entsprechenden Gehäuses. Ob man die etwas teurere metallisierte oder die einfache Version verwendet, spielt technisch keine Roll. Etwas edler sieht die slibrig glänzende "Metalic Edition" schon aus. Aber das bleibt jedem selbst überlassen.

Am Schaltplan wurde nichts geändert, der konnte 1:1 übernommen werden. Auch hat sich nicht an den Werten oder Bauteilarten geändert, abgesehen davon, dass es jetzt natürlich sich alles um SMD Bauteile handelt. 

Um es auch nicht ganz so geübten Bastlern etwas leichter zu machen, habe ich die relativ großen SMD Bauteile benutzt, wie 0805 oder TQFP. Dafür ist die Platine beidseitig bestückt. Um die Platine entwerfen zu können, waren als allererstes die genauen Ausmaße des Innenraums wichtig.

Ich nehme dazu gerne 3D Modelle der Hersteller, die man teilweise frei oder gegen Unterzeichnung einer NDA (Vertraulichkeitsvereinbarung) bekommt. Der Grund, warum man einen entsprechenden NDA unterzeichnen muss, liegt in der hohen Güte der 3D Modelle begründet. Denn mit diesen kann man diese Gehäuse recht einfach selber herstellen. Und dies möchten viele Hersteller aus verständlichen Gründen unterbinden.

Der Vorteil ist aber eben deren Genauigkeit. So brauche ich keinen Meßschieber, sondern kann einfach in der CAD Software alles genau erfassen, so dass im ersten Schritt die Umriße der Platine entstehen.

KiCad Platinenumriß

 

Aber jetzt kommt der Spannende Teil. Es müssen jetzt die ganzen Bauteile auf der Platine verteilt werden. Das ganze ist eine Mischung aus einem Puzzle- und einem Logikspiel. Es gibt Abhängigkeiten, die beachtet werden müssen, aber es muss natürlich auch irgendwie in das etwas ungewöhnliche Platinendesign passen. Da der Mikrokontroller das größte Bauteil ist, fängt man mit diesem an, ähnlich wie mit den Ecken beim Puzzle. Dabei muss man einweig 3 Dimensional denken, weil ja auch Bauteile auf der anderen Seite platziert werden müssen. Bei Bauteilen, bei denen eine Bohrung erforderlich ist, wie hier der Anschluß für das USB Kabel, muß aufgepasst werden, das sich auf der anderen Seite kein SMD Bauteil befindet.

KiCad Platinenlayout

 

Mit ein wenig Übung geht dies recht schnell. Wobei der erste Versuch, die Bauteile zu platzieren, seltens der einzige ist. Denn es müssen jetzt noch die Leiterbahnen verlegt werden. Und da kommt es, besonders bei Design, bei denen die Bauteile dicht beieinander liegen, immer mal wieder zu Problemen, auch die Leiterbahnen verlegen zu können.

KiCad Platine Layouten

 

Auch hier ist es manchmal ein kleines Puzzle Spiel. Die Anzahl der VIAs (Durchkontaktierungen) sollte möglichst klein gehalten werden, was nicht immer möglich ist. Auch sollten Umwege vermieden werden. Da es hier um eine recht simple Schaltung geht, die nicht mit hohen Frequenzen arbeitet, muss zumindest dieser Punkt beim verlegen der Leiterbehnen keine große Beachtung zuteil kommen. Hier sollte sehr sorgsam gerarbeitet werden. 

Das sieht sicherlich alles sehr Chaotisch und unübersichtlich aus. Und auch hier muss man wieder in zwei Ebenen denken, da Bauteile zwischen beiden Seiten verbunden werden müssen. KiCad bietet hier zumindest einige Hilfen an, die das ganze etwas übersichtlicher machen, indem die entsprechenden Kontakte beim Markieren des Anfangs hell aufleuchten. Die ersten Bahnen sind immer noch recht einfach, komplizierter wird es zum Schluß hin, wenn der verfügbare Platz immer begrenzter wird. 

Da kann es schon mal passieren, dass man vorherige Verbindungen noch einmal umlegen muss, damit beide Verbindungen Platz finden. Zu beachten sind hier die Abstände zwischen den Leiterbahnen. Die sind u.a. auch vom Platinenhersteller abhängig. Dazu bietet jeder Hersteller eine Liste an, aus denen ersichtlich ist, was technisch machbar ist, und was eben nicht geht. In den Platinen Layout Programmen kann man viel machen, aber nicht alles lässt sich auch bei jedem Hersteller umsetzen. 

KiCad 3D Ansicht Platine

 

So eine schöne Ansicht ist der dann erste Lohn der, doch manchmal mühevollen Arbeit. Aber es hat sich gelohnt. Als nächstes werden die Gerber Dateien erstellt und an den Dienstleister seiner Wahl geschickt. Und einige Tage später, oder manchmal auch Wochen, wenn diese aus ferneren Ländern eine längere Reise hinter sich haben, kann man das fertige Ergebnis in Händen halten.

Retronics Joystickadapter SMD Version Platine unten

 

Jetzt braucht die Platine nur noch bestückt zu werden. Ich persönlich fange hier gerne mit dem Mikrokontroller an, damit man Platz hat, um diiesen reihum zu verlöten. Danach kommen dann die anderen Bauteile dran. Etwas fummelig ist sicherlich J2, die kleine Stiftleiste um später den Miktokontroller zu flashen. Wer möchte, kann hier auch einfach kleine Drähte anlöten. Dieser wird nur einmalig benötigt, um den Bootloader zu flashen (siehe auch USB Joystickadapter schnell und preiswert aufgebaut, wo der genaue Vorgang erklärt ist),

Die Teileliste sieht wie folgt aus:

 

 DescriptionReferencesValueFootprintQuantity Per PCBDistributor
1 Unpolarized capacitor C2 C3 C4 100n C_0805_2012Metric 3 https://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G0805/KEM-X7R0805-100N/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=8048&ARTICLE=207073&START=0&OFFSET=16&
2 Polarised capacitor C1 10µ CP_EIA-3528-21_Kemet-B 1 https://www.reichelt.de/smd-tantal-10-f-16v-125-c-t491b-10u-16-p206453.html?&trstct=pos_0
3 Unpolarized capacitor C6 C8 22p C_0805_2012Metric 2 https://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G0805/KEM-C0G0805-22P/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=8048&ARTICLE=207027&START=0&OFFSET=16&
4 Unpolarized capacitor C5 C7 68n C_0805_2012Metric 2 https://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G0805/KEM-X7R0805-68N/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=8048&ARTICLE=207072&START=0&OFFSET=16&
5 Zener Diode D1 D2 3.6V D_MiniMELF 2 https://www.reichelt.de/SMD-Z-Dioden-Mini-Melf/SMD-ZF-3-6/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2995&ARTICLE=18943&START=0&OFFSET=16&
6 Generic connector, double row, 02x03, odd/even pin numbering scheme (row 1 odd numbers, row 2 even numbers), script generated (kicad-library-utils/schlib/autogen/connector/) J2 AVR ICSP PinHeader_2x03_P1.27mm_Vertical_SMD 1 https://www.reichelt.de/Stiftleisten/SL-2X10G-SMD1-27/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7434&ARTICLE=51715&START=0&OFFSET=16&
7 Generic connector, single row, 01x09, script generated (kicad-library-utils/schlib/autogen/connector/) J3 DB9 Joystick Port DB9_Conn_Edge_Male_Special 1 https://www.reichelt.de/SUB-D-Standardverbinder/D-SUB-ST-09/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7417&ARTICLE=6985&START=0&OFFSET=16&
8 Generic connector, single row, 01x04, script generated (kicad-library-utils/schlib/autogen/connector/) J1 USB A Conn PinHeader_1x04_P2.00mm_Vertical 1 https://www.reichelt.de/USB-Kabelverbinder/USB-A-10080109/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7531&ARTICLE=198964&START=0&OFFSET=16&
9 Jumper, generic, normally closed JP1 Ground PinHeader_2x01_P1.27mm_Vertical_SMD 1 https://www.reichelt.de/Stiftleisten/SL-2X10G-SMD1-27/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7434&ARTICLE=51715&START=0&OFFSET=16&
10 Resistor R5 R6 1,8k R_0805_2012Metric 2 https://www.reichelt.de/SMD-0805-von-1-bis-910-kOhm/SMD-0805-1-80K/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7971&ARTICLE=32889&START=0&OFFSET=16&
11 Resistor R4 10k R_0805_2012Metric 1 https://www.reichelt.de/SMD-0805-von-1-bis-910-kOhm/SMD-0805-10-0K/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7971&ARTICLE=32898&START=0&OFFSET=16&
12 Resistor R1 2.2k R_0805_2012Metric 1 https://www.reichelt.de/SMD-0805-von-1-bis-910-kOhm/SMD-0805-2-20K/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7971&ARTICLE=32890&START=0&OFFSET=16&
13 Resistor R2 R3 68 R_0805_2012Metric 2 https://www.reichelt.de/SMD-0805-von-0-bis-910-Ohm/SMD-0805-68-0/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7970&ARTICLE=32872&START=0&OFFSET=16&
14 TQFP32, 16k Flash, 1kB SRAM, 512B EEPROM U1 ATMEGA328P-AU TQFP-32_7x7mm_P0.8mm 1 https://www.reichelt.de/Atmel-ATMega-AVRs/ATMEGA-328P-AU/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=2959&ARTICLE=119684&START=0&OFFSET=16&
15 Two pin crystal Y1 12MHz Crystal_SMD_5032-2Pin_5.0x3.2mm 1 https://www.reichelt.de/Quarze/12-0000-HC49-SMD/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=3173&ARTICLE=72514&START=0&OFFSET=16&

 

Wenn die Platine dann bestückt ist, sieht das Ergebnis so aus:

Retronics Joystickadapter SMD Version Platine fertig unten

 

Und die Rückseite, bzw. andere Seite:

Retronics Joystickadapter SMD Version Platine fertig oben

 

Auf den Bildern kann man auch schon das angelötete USB Kabel sehen. Ich habe für diese Platine ein fertig konfetioniertes Kabel benutzt, welches ein offenes Ende hat. Es kann auch preiswerter sein, wenn man einfach ein beliebiges USB 2.0 Kabel nimmt, und das andere Ende abschneidet. Welche Variante hier dem Vorzug gegeben wird, ist eigentlich egal. Das Kabel mit dem "fehlenden" Ende (also offene Leitungen) war teurer, als z.B. eine USB Verlängerung, die hier ebenfalls gepasst hätte.

Nun muss noch der Bootloader geflasht werden und dann kann die Platine ins Gehäuse montiert werden.

Retronics Joystickadapter SMD Version Platine in Gehäuse

 

Nun das ganze schließen und fertig ist der Joystickadapter. Nun kann dieser am PC angeschlossen werden, und genau wie der Adapter aus USB Joystickadapter schnell und preiswert aufgebaut mit der Firmware bestückt werden. Damit wäre das Ganze abgeschlossen und der USB Joystickadapter kann seiner Verwendung zugeführt werden.

Falls noch Fragen oder Anregungen sind, so steht euch das Kommentarfeld dazu offen.

Ich habe noch ein paar Platinen übrig. Diese kann gegen einen kleinen Unkostenbeitrag bei mir angefordert werden: Platinen

Anmelden

An dieser Diskussion teilnehmen.

INFO: Du schreibst diese Nachricht als Gast!

Stern inaktivStern inaktivStern inaktivStern inaktivStern inaktiv
 
Cookies erleichtern die Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden.
Weitere Informationen Ok Ablehnen