Haselmaus Funkvernetzung

Die Haselmaussensoren werden bisher per serieller Schnittstelle vor Ort ausgelesen. Das hat diverse Nachteile, man muss raus in den kalten nassen Wald, ein Laptop mitschleppen und das mit einem Adapter an die Haselmaus-Nistkästen anstöpseln. Dabei wird auch das Umfeld gestört, gut Möglich das die Haselmaus darauf hin das Nest nicht mehr besucht.

Die Lösung ist drahtlose Vernetzung. Dank Ralfs Vorarbeit ist die Arbeit daran nun ein gutes Stück vorangekommen. Die bestehende Haselmauselektronik wird um ein kleines Funkmodul auf Basis des Nordic nRF24L01 ergänzt.

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Modul nRF24L01

Die bisherige Haselmauselektronik soll weiterverwendet werden, diese hat jedoch keinen Anschluss für das Funkmodul. Zu diesem Zweck wird eine kleine Adapterplatine erstellt, sie wird zwischen die bestehende Leiterplatte und den Mikrocontroller gesteckt. Der bisherige Mikrokontroller ATMEGA88p ist zu klein für die Funksoftware, darum wird er gleich mit ausgetauscht, nun läuft die Firmware in einem ATMEGA328p. Es ist der selbe Controller der auch im Arduino UNO steckt. Der Zwischendapter besteht aus einer kleinen Leiterplatte, die einen Sockel für das Funkmodul und den Mikrocontroller trägt. Diese wird als ganzes wiederum in den Sockel des Controllers gesteckt. Das kleine Platinchen ist in KiCad entworfen und dann mehrmals so angeordnet, dass sie eine Europlatine (eine standardisierte Größe 160x100mm) auffüllt.

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Layoutentwurf KiCAD

Danach wird die Kupferlage auf Klarsichtsfolie gedruckt. Die Leiterplatte ist Kupferbeschichtet und mit Fotolack beschichtet. Mit UV-Licht wird sie etwa 2 Minuten bestrahlt. Danach wird der Fotolack entwickelt, dabei löst sich der Fotolack an den Stellen, an denen UV-Licht aufgetroffen ist, das blanke Kupfer tritt hervor. An den Stellen an denen später Leiterbahnen bleiben sollen, hat der schwarze Film die Belichtung verhindert. Das Layout wird immer spiegelverkehrt ausgedruckt, dadurch liegt der schwarze Toner direkt auf dem Fotolack und die Kanten werden schön scharf abgebildet.

 

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Layout auf Klarsichtfolie

Die belichtete und entwickelte Leiterplatte wird danach mit einer Ätzlösung behandelt. Dabei wird das freiliegende Kupfer abgelöst, übrig bleiben die vom Fotolack abgedeckten Leiterbahnen. An den Stellen an denen das Kupfer abgelöst wurde, ist nur noch das Basismaterial (gelbes, glasfaserverstärktes Kunstharzgewebe) übriggeblieben. Verbleibt die Leiterplatte zu lange im Ätzbad, frisst es die Leiterbahnen von der Seite an und am Ende sind alle Bahnen weggeätzt. Die Leiterplatte wird nun gründlich gespült. Der Fotolack wird nun nicht mehr benötigt und kann entfernt werden. Mit einem Lötlack wird das blanke Kupfer gegen Oxidation geschützt, dadurch lässt sie sich später besser löten.

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Geätzte Leiterplatte mit 10 Adapterplatinen

Für die durchsteckbaren Bauteile werden anschließend die Löcher gebohrt. Danach werden die einzelnen Adapterplatinen auseinandergesägt und die Schnittkanten mit einer Feile entgratet.

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Platine gebohrt und vereinzelt

Die Bauteile werden nun eingelötet. Zusätzlich zu IC-Sockel und Steckverbinder sind zwei SMD-Kondensatoren aufgelötet, diese sorgen für eine saubere Spannungsversorgung, das Funkmodul ist empfindlich gegen schwankende Versorgungsspannung.

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Adapter bestückt mit durchsteckbaren Bauteilen und zwei SMD-Kondensatoren

Nach dem Zusammenbau findet eine kurze Funktionsprüfung statt, ob alle Verbindungen da sind und keine Kurzschlüsse vorhanden sind. Nun geht es an das schreiben der Firmware.

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Haselmauselektronik mit Adapterplatine und Funkmodul zusammengebaut

xsider

Hardware-Maker mit beruflichem Hintergrund, ich weiß auf welcher Seite der Lötkolben warm wird. Verantwortlich für die Haselmaus-Technik.

2 Gedanken zu „Haselmaus Funkvernetzung

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