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Hardware-Beschreibung des AALeC Projekts mit allen Unterlagen zum Nachbauen

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informatik-aalen/AALeC-Hardware

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AALeC - AAlener Lern-Computer (Hardware)

Beschreibung

AALeC ist der Aalener Lerncomputer. Er basiert auf einem ESP8266, welcher als Wemos-D1-Mini-Modul eingesetzt wird.

Sensoren:

  • DHT11-Umweltsensor für Temperatur und Luftfeuchte
  • Dreh- / Drückgeber
  • Analoges Potentiometer

Aktoren / Ausgabeelemente:

  • Drei Fullcolor-Leuchtdioden PL9823 (WS2812B-kompatibel)
  • OLED-Display
  • Lautsprecher
  • LED einfach

Externe Anschlüsse:

  • I2C (4-Pin-Header)
  • Analogeingang (3,5mm-Klinke)

Die Programmierung kann in allen Sprachen erfolgen, die für den ESP8266 verfügbar sind. Für Arduino-Programmierung in C / C++ steht diese Bibliothek zur Verfügung, die die Programmierung stark vereinfacht.

Materialliste mit Vorschlag für die jeweiligen Lieferanten

Anzahl Bezeichnung Lieferant Bestell-Nr. Einzelpreis in Euro Gesamtpreis in Euro Internet Link
1 Gehäuse Kemo G091 aaaa Kemo G901 4,00 4,00 Link zum Artikel
1 Drehimpulsgeber Alps STEC11B Reichelt STEC11B13 4,45 4,45 Link zum Artikel
1 Drehpoti 10K/280° Reichelt RK09K113-LIN10K 0,76 0,76 Link zum Artikel
2 Drehknopf f. Rundachse 6mm Reichelt KNOPF 10-150B 0,31 0,62 Link zum Artikel
1 Klinkenbuchse 3,5mm mit Umschaltkontakt Reichelt EBS 35 0,19 0,19 Link zum Artikel
1 LED 3mm Grün LowCurrent Reichelt LED 3MM 2MA GN 0,09 0,09 Link zum Artikel
3 WS2812LED 8mm lednexus.de WS2812 0,40 1,20 Link zum Artikel
1 WeMos D1 mini Eckstein CP06056 8,65 8,65 Link zum Artikel
1 0,96Zoll I2C OLED Blue SSD1306 ebay - 3,37 3,37 Link zum Artikel
1 Temperatur/Feuchtesensor DHT11 Watterott ADA386 3,57 3,57 Link zum Artikel
1 Piezo Summer Reichelt Summer BM 15B 0,74 0,74 Link zum Artikel
1 Buchsenleisten 1x4 Kontakte RM 2,54mm Reichelt MPE 094-1-004 0,16 0,16 Link zum Artikel
2 Buchsenleisten 1x8 Kontakte RM 2,54mm Reichelt MPE 094-1-008 0,23 0,46 Link zum Artikel
1 Buchsenleiste 1reihig abgewinkelt RM2,54 W8 Reichelt BL 1X20W8 0,45 0,45 Link zum Artikel
1 Stiftleiste 3polig RM2,54 Reichelt MPE 087-1-003 0,07 0,07 Link zum Artikel
1 Jumper RM2,54 GL Reichelt JUMPER 2,54GL SW 0,02 0,02 Link zum Artikel
6 Widerstände 10 kOhm Reichelt METALL 10,0K 0,082 0,49 Link zum Artikel
1 Widerstand 680 Ohm (700 Ohm im Schaltplan) Reichelt METALL 680 0,082 0,08 Link zum Artikel
1 Widerstand 4,7 kOhm Reichelt METALL 4,7K 0,082 0,08 Link zum Artikel
1 USB Anschlussleitung A-Stecker->Micro B 1,5m Reichelt USB2 FL AMB WS 3,50 3,50 Link zum Artikel
1 Zylinderkopfschraube M2 x 16 (200er Pack) Reichelt SZK M2X16-200 2,20 2,20 Link zum Artikel
1 Muttern M2 (1000er Pack) Reichelt SK M2-1000 10,95 10,95 Link zum Artikel
4 Distanzhülsen Reichelt DK 10MM 0,03 0,12 Link zum Artikel
Summe 46,23

Achtung: Die angegebenen Preise können von den aktuellen Preisen abweichen.

Insbesondere bei den M2 Schrauben (4 Stück für das OLED Display) und Muttern (8 Stück) kann sich eine eigene Internetrecherche lohnen, da der angegebene Lieferant nur große Verpackungsgrößen im Angebot hat.

NEU

Seit kurzem gibt es die gesamte Hardware auch als fertigen Bausatz:

Aalener Lerncomputer Bausatz - 3D Mechatronics

Schaltplan und Bestückungsreihenfolge

Den Schaltplan und Bestückungsplan liegt als PDF Datei im Repository vor.

Bestückungsreihenfolge:

  1. Widerstände
  2. 4poligen Block von der 20poligen abgewinkelten Buchsenleiste abtrennen und als JP2 einsetzen
  3. Summer
  4. Klinkenbuchse
  5. 4polige Buchsenleiste für das OLED-Display
  6. 2x 8polige Buchsenleiste für den WeMos D1 mini
  7. 3polige Stiftleiste
  8. LEDs (1x Grün und 3x RGB)
  9. DHT11-Umweltsensor
  10. Potentiometer und Drehimpulsgeber

Besonderheit beim OLED-Display

Je nachdem, wo man das Display kauft kann man eine von zwei Varianten bekommen, die sich in der Pinbelegung unterscheiden. Beim Entwickeln der Platine wurde dies bereits berücksichtigt. Es wurden auf der Unterseite, in der Nähe des Displays zwei Jumper platziert, die mit Lötzinnbrücken geschlossen werden können.

Variante 1

Die Pins am Display (von der Oberseite des Displays gesehen mit den Pins an der oberen Kante) haben die Reihenfolge VCC GND SCL SDA:

Schließen Sie die rot markierten Kontakte auf der Unterseite der Platine mit Lötzinn gemäß aalec-loetpad-vcc-gnd.pdf

Variante 2

Die Pins am Display haben die Reihenfolge GND VCC SCL SDA:

Schließen Sie die rot markierten Kontakte auf der Unterseite der Platine mit Lötzinn gemäß aalec-loetpad-gnd-vcc.pdf

Montage des OLED-Display

Stecken Sie die vier M2x16 Schrauben von der Unterseite der Hauptplatine (nicht der Platine am Display selbst!) durch die Löcher, setzen Sie die vier Distanzhülsen darauf und fixieren Sie das Ganze mit je einer Mutter. Achten Sie darauf, dass Sie die Muttern zunächst nur leicht anziehen, damit die Schrauben noch durch die Löcher im Display passen; erst wenn sie passen können Sie die Muttern festziehen.

Stecken Sie jetzt das Display in die Buchsenleiste, so dass die Enden der Schrauben durch die Löcher im Display schauen.

Da das Glas des Displays nicht immer ganz gerade auf dessen Trägerplatine geklebt ist kann es sein, dass sich die eine oder andere Mutter, wenn Sie die Displayplatine an den Schrauben befestigen wollen, nicht drehen lässt. In diesem Fall lassen Sie die Mutter für diese Schraube einfach weg. In der Regel sind mindestens zwei Schrauben weit genug vom Glas entfernt, so dass sich die Muttern aufschrauben lassen, ohne das das Glas beschädigt wird.

Ansichten der bestückten Platine

Expermentierplatine_1.PNG

Expermentierplatine_2.PNG

Expermentierplatine_3.PNG

Expermentierplatine_4.PNG

Expermentierplatine_5.PNG

Expermentierplatine_6.PNG

Autoren

  • Winfried Bantel - Idee und Codierung
  • Peter Kolb - Schaltplan, Layout, CAD, Mechanik
  • Sebastian Stigler - Codierung

Lizenz

Das Projekt wird unter der MIT-Lizenz publiziert.

Nachbau und Vertrieb

Nachbau ist explizit erwünscht. Fertigung und Vertrieb der Platine sind unter Angabe der Hochschule Aalen erlaubt.

About

Hardware-Beschreibung des AALeC Projekts mit allen Unterlagen zum Nachbauen

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