Sponsored Review

Ein Leiterplatten-Nutzen oder Panel ist die übliche Technik um mehr Leiterplatten für einen kalkulierten Preis zu bekommen.

Die meisten Leiterplattenhersteller, die auch von Makern und Bastler, genutzt werden, kalkulieren den Endpreis basierend auf der Nutzfläche der bestellten Leiterplatte.

Mittlerweile gibt es Anbieter, die den Preis für die Leiterplatte für eine Grösse von 100×100 mm kalkulieren. Diese Kalkulation verwendet auch der chinesische PCB-Hersteller JLCPCB.

JLCPCB hat mir einen Coupon angeboten, damit ich die Möglichkeiten der Panels in einem konkreten Projekt testen kann. Vielen Dank dafür 🙂

Mein aktuelles Sensorprojekt des ATtiny Sensor Nodes V4 hat eine Leiterplattengrösse von 30x50mm.

Die Abbildung zeigt die ersten Prototypen in den bekannten Farben des amerikanischen Herstellers OSHPark.

In die nutzbare Fläche von 100x100mm bei JLCPCB passen also 3×2 Leiterplatten von meinem Projekt, ohne dabei einen Aufpreis zu bezahlen,

Auf der X-Achse entsteht dabei jeweils links und rechts noch ein kleiner Rand von je 5mm.

Panel erstellen bei JLCPCB

Das Erstellen eines Nutzens oder Panels ist im Bestellvorgang bei JLCPCB integriert. Wie gewohnt lädt man im ersten Schritt die Gerberdaten des Leiterplattenprojektes hoch.

In der Vorschau ist sofort das PCB-Projekt sichtbar und in der rechten Spalte wird der Preis für die Standardmenge von 5 angegeben. Ich habe in meinem Projekt 10 Stück ausgewählt.

Der Preis für diese Projekt wird somit mit 5 USD angegeben.

Die Konfiguration des PCB-Panels erfolgt nun über den Menüpunkt Panel by JLCPCB.

Standardmässig ist diese Option auf No.

Für die Panel-Bestellung wird nun Yes ausgewählt und die Anzahl der Boards in x und y-Richtung eingetragen. Für das Testprojekt also 2×3 PCB.

Mit der Eingabe der Anzahl der Boards für die X- und die Y-Richtung wird automatisch die Panel-Grösse angegeben. In meinem Projekt 100x100mm. Gleichzeitig wird ein Hinweis angegeben, dass in X-Richtung 10mm Rand entstehnt.

Mit der Option Edge Rails auf No wird Rand automatisch abgeschnitten.

Mit der Konfiguration der Panels bekommt man nun also 10 Panels mit je 6 Leiterplatten, insgesamt also 60 einzelne Leiterplatten für einen sehr günstigen Preis.

Mit dem Absenden der Leiterplattenpanels ist die Bestellung abgeschlossen und die Herstellung der Leiterplatten beginnt in Kürze.

Hilfe und Infos zu Panels

In der Hilfe zu Panels beschreibt JLCPCB nochmals diese Funktion der Panel-Erstellung.

In den Bemerkungen sind noch ein paar wichtige Hinweise zur Anzahl der Boards und der Boardgrösse erwähnt.

Panels dürfen nicht schmaler als 7 cm sein und ein einzelnes Board darf nicht kleiner als 1.5×1,5 cm sein.

Ich habe in einem ersten Panelprojekt ein Panel erstellt, das kleiner als 7 cm war. Bei der Qualitätsprüfung wurde dieses Board dann abgewiesen und die Kosten für die Leiterplatten wurden zurückerstattet.

Ideal wäre es, wenn Panels, die nicht den Grössenanforderungen entsprechen mit einem Warnhinweis vor der Bestellung abgewiesen werden.

Lieferung der Panels

Mein Projekt wurde innerhalb von knapp 2 Arbeitstagen produziert. Die Lieferung hat dann nochmals etwa 3 Tage gedauert.

Das Panel meines Projektes sieht perfekt aus

und dank den V-Cut (Brechkanten zwischen den einzelnen Leiterplatten) können diese leicht auseinandergebrochen werden.

Fazit

Mit einfachen Verwendung von Nutzen oder Panels bietet JLCPCB eine nützliche und praktische Funktion der Bestellung von kleineren Leiterplattenserien zu einem günstigen Preis.

 

 

 

Am 29. April 2019 erscheint die 4. Auflage von Arduino Praxiseinstieg.

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Arduino im Kleinformat mit ATtiny10

Installation, Konfiguration und Programmierung des ATtiny10 über Arduino IDE.

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Der chinesische Leiterplattenhersteller JLCPCB hat mir ein Guthaben zur Verfügung gestellt, damit ich ihre Leiterplattenprodukte testen und anschliessend ein Review schreiben kann.

JLCPCB hat sich auf die Herstellung von Leiterplatten (englisch PCB – Printed Circuit Boards) für Prototypen- und Kleinserien spezialisiert. Die Firma ist in der chinesischen Stadt Shenzhen beheimatet und produziert, gemäss ihrer Website, 8000 PCB-Aufträge pro Tag.

JLCPCB ist ein grosser Lieferant für viele Maker und Elektronik-Entwickler und verspricht, dass die Leiterplattenaufträge für Kleinserien in hoher Qualität und mit einer Durchlaufzeit von 2 Tagen produziert werden. Für Erstkunden wird die erste Bestellung von 10 Leiterplatten zu einem Preis von 2 USD angeboten.

Vom CAD-Projekt zur Bestellung

Die Bestellung von Leiterplatten-Projekten erfolgt online. Dazu muss der Besteller sein entwickeltes Leiterplattenprojekt lokal ins Gerberformat exportieren. Diese Gerberdaten können anschliessend über Website von JLCPCB hochgeladen werden.

Für Einsteiger ist die Generierung von Gerberdaten eine kleine Hürde, aber JLCPCB bietet auf der Website technischen Support in Form von ausführlichen Anleitungen für die gebrächlichsten Leiterplattenprogramme wie KiCad, Eagle oder Altium.

Andere PCB-Hersteller umgehen diese Hürde, indem sie den Upload der spezifischen Formaten von KiCad oder Eagle zulassen und die Gerber-Generierung direkt online ausführen.

Über JLCPCB kann die Erstellung von Gerberdaten für die Bestellung vereinfacht werden, indem man die Leiterplatten über das eigene Online-CAD-Programm EasyEDA verwaltet und erstellt. In EasyEDA steht eine Funktion zur Verfügung, über die man kompatible Gerber-Daten für die Bestellung erstellen kann.

Test-Bestellung

In meinem Test habe ich 4 aktuelle Leiterplattenprojekte, die ich mit Eagle oder EasyEDA erstellt habe, bestellt.

  • Projekt Opamp Power (Erstellt in EasyEDA)
  • Projekt Sollwertgeber SWU (Erstellt in Eagle, Upload Gerberdaten)
  • Projekt Opamp Dual Power (Erstellt in EasyEDA)
  • Projekt Breadboard Power Adapter BP-A2 (Erstellt in Eagle, Hochgeladen und Bearbeitet in EasyEDA)

Registrierung

Damit man Leiterplatten bei JLCPCB bestellen kann, muss man sich am System anmelden.

Falls man noch keinen Benutzeraccount besitzt, kann man sich über die Funktion „REGISTER“ einen Account erstellen lassen.

Dieser Benutzeraccount kann dann sowohl für die Leiterplattenbestellung, wie auch für die Leiterplattenentwicklung im EasyEDA verwendet werden.

Bestellablauf

Wie bereits erwähnt, beinhalten die Gerber-Daten die eigentlichen Daten des Leiterplattenprojektes.

Für die Bestellung wird nun das ZIP-File mit den Gerberdaten über die Funktion „Add your gerber file“ hochgeladen. Die Archiv-Datei darf dabei nicht grösser als 4 MB sein.

Nach dem Hochladen der Daten wird das Leiterplattenprojekt online dargestellt.

Über den Gerber Viewer kann das Projekt im Detail überprüft werden. Dazu können die einzelnen Ebenen (Solder-mask, Silkscreen etc.) der Leiterplatte für Bestückungsseite (Top) und Lötseite (Bottom) optisch dargestellt werden.

Nach dem Upload der Leiterplatten-Daten können nun die gewünschten Optionen der Leiterplattenbestellung über ein übersichtliches Eingabeformular ausgewählt werden.

Wichtige Auswahlmöglichkeiten sind die Anzahl der benötigten Leiterplatten (PCB Qty), die Leiterplattenfarbe (PCB Color) und die Oberflächen-Option (Surface Finish)

Nach jeder Auswahl wird der Gesamtpreis für die Bestellung aktualisiert.

Mit der Auswahl der Leiterplattenoptionen ist die Bestellung zusammengestellt und bereit für den Checkout. Im Checkout werden die Versandart und die Zahlungsart ausgewählt.

Falls aber noch eine weitere Leiterplatte zur Bestellung hinzugefügt werden soll, kann diese vor dem Checkout über die Option „Add new item“ ausgewählt werden.

Nach dem Versand der Bestellung erhält man eine Email mit der Bestellbestätigung.

Produktion und Zustellung der Bestellung

Wie versprochen, wurde meine Bestellung innerhalb von 2 Tagen ausgeführt und versendet.

In der Liste meiner Bestellungen kann für jede Leiterplatte der Produktionsstatus überprüft werden.

Mittels Klick auf den Link „Production Progress“ kann der gesamte Produktionsprozess überwacht werden.

Wie man aus dem Bild meiner Bestellung erkennen kann, wurde die Bestellung in weniger als 2 Tagen ausgeführt.

Dank der offerierten Shipping-Methode (DHL) war die Lieferung von China in wenigen Tagen auf meinem Labortisch.

Leiterplatten

Die Leiterplattenbestellung von JLCPCB wird in einer kleinen stabilen Karton-Box geliefert. Die einzelnen PCB-Varianten sind in Plastik verschweisst.

Von jeder bestellten Leiterplatte wurden genau 10 Stück geliefert.

Die Qualität der produzierten Leiterplatten ist sehr gut.

Die verzinnten Pads lassen sich gut löten und auch die Bohrungen und Durchkontaktierungen sind sauber verzinnt. Der Bestückungsdruck ist sauber und klar, auch Textelemente in kleiner Schrift sind noch scharf dargestellt und gut lesbar.

Die Abmessungen der Leiterplatten sind korrekt und die Kanten sind einwandfrei. Einzig bei der blauen Leiterplatte des Breadboard Power Adapters gibt es einen kleinen und scharfen Absatz, der wohl vom Ausfräsen der Konturen herkommt.

Fazit

Der chinesische Leiterplattenhersteller JLCPCB liefert Leiterplatten von hoher Qualität und zu einem sehr günstigen Preis.

Der Bestellvorgang über die Website ist einfach und verständlich. Bei der Online-Eingabe wird automatisch der Preis für die Leiterplatten mit den gewählten Optionen angezeigt.

Nach dem Absenden der Bestellung kann der Produktionsprozess über die Website geprüft werden.

Die versprochene Durchlaufzeit von 2 Tagen für eine Bestellung wurde eingehalten und Dank der schnellen Lieferung mit einem Lieferdienst hat man die Leiterplatten innerhalb einer Woche auf dem Tisch.

Dank dem günstigen Preis lohnt sich auch eine Produktion einer Prototypenserie.

Die Qualität der Leiterplatten hat mich überzeugt und ich kann JLCPCB jedem Maker und Elektronik-Entwickler für Prototypen und Kleinserien empfehlen.

 

 

 

Arduino Day 2018

Ein Breadboard oder Steckbrett ist die erste Wahl für den Bastler und Elektroniker wenn es um den Aufbau einer Prototypenschaltung geht.

Im Elektronik-Handel gibt es viele verschiedene Arten und Varianten von Breadboards. Händler in Fernost verkaufen diese für wenig Geld. Somit lohnt es sich immer eine Handvoll dieser nützlichen steckbaren Leiterplatten auf Lager zu haben.

Die auf den Breadboards aufgebauten Schaltungen können auf verschiedene Arten mit Spannung versorgt werden.

  • Batterie-Pack
  • USB-Versorgung
  • Versorgung via Board (bspw. Arduino)
  • externes Netzteil

Bei der Versorgung mit Batterie können die Anschlussdrähte direkt in an den jeweiligen Versorgungspins des Breadboard angeschlossen werden.

Für die USB-Versorgung können passende Breakout-Boards verwendet werden.

Im Bild ist das Breakout Board von Sparkfun abgebildet.

Zusätzlich sind im Elektronik-Handel viele Arten von Steckbrett-Power-Adapter verfügbar. Diese können über USB oder teilweise auch über ein 2.1mm Barrel Jack-Stecker versorgt werden.

Beim Einsatz einer Breadboard-Schaltung mit einem Arduino-Board können die Versorgungspins des Arduino mittels Jumper-Wire auf das Steckbrett geführt werden.

Die Versorgung über ein externes Netzteil erfordert meist eine zusätzliche Anschlusstechnik. Labornetzgeräte, die jeder ernsthafte Bastler im Labor verwendet, sind mit 4mm-Bananenbuchsen ausgerüstet.

Die Frage stellt sich nun wie die Bananenstecker mit dem Steckbrett verbunden werden? Bei grösseren Breadboards sind meist 2 bis 3 Bananenbuchsen vorhanden.

Für kleinere Sensor-Schaltungen und Experimente verwendet man aber oftmals ein Half-Sized Breadboard, das ohne Anschluss-Stecker geliefert wird.

Die Lösung für den fehlenden Adapter ist ein Breadboard Power Adapter mit 4mm-Anschluss-Stecker.

Mein erster Prototyp eines solchen Breadboard Adapters zeigt das nachfolgende Bild. Als Anschlussbuchsen wurden Buchsen vom Typ PB 4 von Hirschmann verwendet.

Die Buchsen können u.a. bei Reichelt Elektronik bezogen werden

Breadboard Power Adapter als PCB

Aus dem ersten Prototypen ist ein richtiges Board entstanden, das zusätzlich mit Filter-Kondensatoren und einer Spannungsanzeige ausgerüstet ist.

Das einfache PCB ist als Projekt bei OSH Park verfügbar.

Breadboard Mini

Neben den Half-Size-Breadboards nutze ich gerne auch die kleinere Steckbrett-Variante Breadboard Mini.

Ein Power-Adapter für diese Steckbrett-Grösse gibt es bisher nicht.

Mein Breadboard Adapter für Breadboard Mini besitzt Anschlusspins für Krokodilklemmen.

Der Anschluss mit Krokodilklemmen sieht dann so aus:

Nachfolgend noch ein paar weitere Bilder, die zeigen wie man die verschiedenen Board verwenden kann.

Breadboard Power Adapter für Breadboard Mini:

Breadboard Adapter auf grösserem Steckbrett:

 

My visit in Shenzhen (China) at Seeed Studio.

BME680 Umweltsensor-Board

Projekt in Arbeit: BME680 Breakout Board

Mit den Abmessungen von 12 mm x 12 mm soll µduino der kleinste Arduino der Welt werden. Momentan sucht der Entwickler mittels Crowdfunding Anhänger und Unterstützer für das kleine Board. Auf der Website von Crowdsupply kann man sich für 18 USD ein Board sichern.

Trotz seine kleinen Abmessungen bietet der µduino 20 Pins mit analogen und digitalen I/O’s. Mögliche Anwendungen für dieses Miniboard sind beispielsweise Sensor-Anwendungen, Quadcopter, GPS-Logger, Herzfrequenzmesser etc.

Um alle Pins auf das Board zu platzieren sind die Pinleisten im Rastermass von 1.27mm. Für eigene Anwendunge benötigt man eine feine Lötspitze und etwas Erfahrung mit feinen Lötarbeiten.

Das Finanzierungsziel von 5000 USD ist heute, 12 Tage vor Schluss, bereits erreicht.

(Quelle MAKE)

PGLU ist eine prozessorgesteuerte Lernumgebung für das Klassenzimmer. Mit dieser graphischen Entwicklungsumgebung können die Schüler einer Schulklasse im Gruppenverband an einem Werk-und Programmier-Projekt (beispielsweise einem Roboter) arbeiten.

Diese Lernumgebung wurde von Rolf Beck aus Wettingen (Schweiz)  entwickelt und wird von etlichen Firmen unterstützt. Das Zielpublikum dieser Lernumgebung sind Schulklassen mit Schüler der 6. bis 9. Klasse, die im Werkunterricht die Programmierung und das Zusammenspiel mit Hardware erlernen möchten.

Der Projektleiter Rolf Beck hat mir freundlicherweise ein Set mit der Hardware der PGLU zum Test und Review zur Verfügung gestellt.

Elemente der PGLU

Die Entwicklungsumgebung PGLU besteht aus aus einer Prozessorplatine, PGLU-Platine genannt, und einer sogenannten App.

PGLU-Platine:
Die PGLU-Platine ist eine Schnittstellen-Platine mit Eingängen und Ausgängen, an die man Schalter, Sensoren, Motoren und Leuchtdioden anschliessen kann. Über einen USB-Anschluss wird die Platine mit der Teacher’s Box oder einem PC verbunden.

Das „Gehirn“ der Platine ist ein Arduino Nano. 4 Analoge Eingänge und 6 Ausgänge des Arduino Nano sind auf stabile Schraubklemmen herausgeführt und ermöglichen den stabilen Anschluss von Aktoren und Sensoren.

Wie die Sensoren an der PGLU-Platine angeschlossen werden und welche Pins des Arduino Nano verwendet werden, sind in der Anleitung in farbigen Bildern gut verständlich erklärt.

Das Programm im Arduino-Board auf der PGLU-Platine wird im Normalfall über die App erstellt und via der Teacher’s Box auf die PGLU-Platine verteilt.

App:
Die graphische Oberfläche, die PGLU-App, läuft auf jedem Computer oder Tablet und erfordert keine Installation. Die App ist in 2 Versionen verfügbar, Der Teacher’s Box-Version und einer eingeschränkten Webversion.

Teacher’s Box:

Als Zentrale der Lernumgebung und zur Projektverwaltung-und Überwachung steht der Lernperson eine Teacher’s Box zur Verfügung. Die Teacher’s Box ist ein Minicomputer in Form eines Raspberry Pi auf dem die einzelnen Programme während der Entwicklung gespeichert werden.

Mit der Teacher’s Box sind verschiedene Arbeitsweisen im Klassenzimmer möglich, je nachdem wieviele Teilnehmer und Platinen vorhanden sind. Die einzelnen Szenarien sind auf der Website beschrieben.

Inbetriebnahme

Das Vorgehen beim Anschluss und der Inbetriebnahme der Teacher’s Box ist ausführlich und gut verständlich beschrieben. Nach dem Verbinden mit dem WLAN von PGLU und der Eingabe der Startadresse im Browser auf dem Tablet wird die Startseite der PGLU IDE dargestellt.

Nun kann ein neues Projekt erstellt oder ein bestehendes Projekt geladen werden.

Falls es mal nicht funktionieren sollte, findet man auf der Support-Seite Unterstützung bei der Problembeseitigung.

Programmierung

Mit Teacher’s Box:
Die Programmierung erfolgt über den graphischen Editor, die PGLU-IDE. Alle Programme werden über die Teacher’s Box verwaltet und zentral gespeichert. Über die Programme-Liste werden alle Programme aufgelistet.

Mittels einer Status-Anzeige in Form eines farbigen Punktes sieht man jeweils wie der Stand des Programmes ist.

Der blaue Punkt gibt an, dass das Programm Blink geladen ist.

Nachdem das geladen Programm verändert wurde, zeigt ein roter Punkt an, dass das Programm noch gespeichert werden muss.

Die Programmierung selbst, erfolgt im graphischen Editor. Dazu können die verfügbaren Blöcke aus der linken Spalte in die Arbeitsfläche gezogen werden.

Im Beispiel wird im Hauptprogramm die LED 1 eingeschaltet, danach erfolgt eine Pause von 1000 Millisekunden. Anschliessend wird die LED 1 ausgeschaltet und nach einer weiteren Pause beginnt das Hauptprogramm wieder am Anfang.

Die Testfunktion Simulator erlaubt das Testen und prüfen eines erstellten Programmes und hilft im Falle eines Logikfehlers.

Nach dem Aufbau des Programmes und dem Test wurde das erstellte Blinkprogramm auf das angeschlossene Gerät hochgeladen und das Programm wurde durch Ein-und Ausschalten der LED 1 (auf der Platine mit L1 bezeichnet) ausgeführt.

Neben der graphischen Ansicht des Programmes kann der eigentliche Programmcode über die Codeansicht betrachtet werden. Das ist der bekannte Arduino-Code, der in der PGLU-IDE aber nur angeschaut und nicht verändert werden kann.

Eigene Codeschnippsel oder neue Funktionen können nicht importiert werden. Bestehende Beispiele aus dem Internet, die Bibliotheken verwenden, können mit der aktuellen Version der PGLU-IDE nicht eingesetzt werden.

Nach dem Programmupload kann die PGLU-Platine von der Teacher’s Box entfernt und durch eine eigene Stromversorgung über eine Batterie oder ein USB-Netzteil versorgt werden.

Ohne Teacher’s Box:
Schüler können auch Zuhause am Projekt arbeiten. Da dann keine Teacher’s Box vorhanden ist, muss die webbasierte Programmierumgebung unter http://mach.pglu.ch aufgerufen werden. Über die graphische Oberfläche kann nun wie gewohnt der Programmcode erstellt werden. Der Upload des Programmes auf die Prozessorplatine erfolgt in diesem Fall über die Arduino IDE, die lokal installiert sein muss. Mit copy/paste kann der Code aus der PGLU-IDE in die Arduino-IDE kopiert werden. Die PGLU-Platine wird dabei direkt mit dem PC verbunden.

Zu beachten ist, dass zwischen der Teacher’s Box und der webbasierten PGLU-IDE keine Verbindung besteht. Bereits erstellte Programme müssen manuell transferiert werden.

Programmierung ohne Teacher’s Box (Quelle pglu.ch)

Projekte und Einsatz im Klassenzimmer

Auf der Website von PGLU stehen der Lehrperson einige Projekte, Arbeitsblätter und Aufgabenbeispiele zur Verfügung. Diese können im Klassenzimmer direkt eingesetzt werden und sind eine gute Startbasis für weitere Projekte.

Zwischenfazit

Ich habe einen guten Eindruck von der PGLU-Lernumgebung. Die Entwickler haben sich viel Gedanken gemacht und ein lauffähiges Projekt mit einer sehr ausführlichen Dokumentation realisiert.

Die Inbetriebnahme ist sehr einfach und es müssen keine Programme oder Treiber installiert werden. Das WLAN der Teacher’s Box wurde von meinem PC, wie auch einem Tablet und einem Smartphone, sofort erkannt.

Dank dem verwendeten Arduino Nano kann die Lernumgebung auch ohne Teacher’s Box.

In Teil 2 dieses Testberichtes werde ich den selbstfahrenden Roboter mit dem Kit aus dem Shop aufbauen und austesten.




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