Creative Commons License Die Geocaching-Magnetbake / Reaktivlicht (W006Z001) von Jochen Wienstroth steht unter einer Creative Commons: Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland Lizenz.

Verdammt klein und mit PIC16F690 Zurück zur Varianten-Übersicht W006    Homepage-Startseite

Nachdem ich die Idee für die Anwendung aus dem geoclub hatte, fing ich relativ schnell an mal die wenigen nötigen Brocken im CAD-System zusammenzuwerfen (um zu schauen, ob das auch Chancen hat in einen Petling zu passen) und einen Schaltplan zu entwerfen. Ein Prototyp, der mit einem mit Portpins im Überfluss ausgestatteten Microcontroller eine 7Segmentanzeige ansteuert, war schnell improvisiert - und lag dann zwecks dienstlicher Arbeitsüberlastung erstmal reichlich lange in einer Ecke rum.

7Segment - Magnetbake / Reaktivlicht: Erstmuster auf Lochraster

Prototyp der Geocaching-Magnetbake auf Lochraster improvisiert

Im Gegensatz zum Großteil der Meute im Geoclub-Elektronik-Forum bevorzuge ich die PICs von Microchip, daher war recht schnell klar, dass das eine komplette Eigenentwicklung wird und ich (abgesehen von der eigentlichen Idee) nicht auf irgendwelche vorhandenen Designs aus dem Forum aufsetzen werde. Der verwendete PIC16F690 ist für diese Aufgabe zwar mehr als deutlich überdimensioniert, aber bei mir gerade in größeren Mengen im Zugriff und wurde daher einfach verwendet.

Im Laufe mehrerer Monate entstand dann "immer mal nebenbei" ein Layout im Formfaktor Petling, das es dann auch irgendwann mal zu einer Bestellung im Poolservice geschafft hat. Das Layout ist bewusst auf minimale Größe und nicht auf Bestückungsfreundlichkeit gezüchtet - daher ist es auch nicht ratsam, sowas im heimischen Ätzbad selbst zu entwickeln, zu bohren, und durchzukontaktieren - das ist hochgradigst undankbar. Mit Aussenabmessungen von 35x12,4mm passen 23 Stück dieser Platinen auf einen Quadratdezimeter, das macht dann einen Stückpreis von ca. 1,50€ pro Platine, wenn man sie bei den üblichen Verdächtigen (z.B. Meggi) im langsamstmöglichen Poolservice bestellt. Dafür lohnt es sich nicht, sich selbst mit der Chemie rumzuquälen. Den "billigen Stern am Poolservice-Fertiger-Himmel" bilex (siehe Projekt W003) kann ich hierfür übrigens gar nicht empfehlen, die hier genutzten Strukturbreiten sind DEUTLICH unter dem, was bilex sicher fertigen kann.

Nach 2 Wochen Warten (die einem wie Monate vorkommen, wenn man freudig wie ein kleines Kind auf seine selbstgelayouteteten Platinen wartet) trudelten dann auch die ersten Platinen ein, und völlig überraschend funktionierte das Alles mechanisch und elektrisch auf Anhieb.

Magnetbake / Reaktivlicht : Nullserien-Layout aus Pool-Service

Erstes bestücktes Muster auf echter Platine mit Geldstück zum Größenvergleich

Sofort wurde das Teil testweise in einen Petling eingebaut und mit allen möglichen im Zugriff befindlichen Magneten getestet, ob und wie gut die Auslösung klappt. Das ging alles erstaunlich dankbar, vom Lautsprecher- Magnet über den Magnetschlüssel einer Seekuh bis zum Billich-Stabmagnet von Reichelt war es fast immer problemlos möglich, die Anzeige schon auf einige cm Entfernung auszulösen:

Magnetbake Prototyp ausgelöst im Petling

Prototyp im Petling, ausgelöst über Reichelt Billich-Stabmagnet

Dies hier ist ein Video der Magnetbake um einen groben Eindruck zu vermitteln, wie sich das Ding so verhält - wobei dazu zu sagen ist, daß die Anzeigedauer jedes Zeichens frei konfigurierbar ist genauso wie die Pausendauer zwischen den Zeichen. Bis zu 200 Zeichen (beliebige Symbole, die man aus den 7 Segmenten plus Dezimalpunkt zusammenbauen kann) sind abspeicherbar.


Video: Magnetbake in Aktion

"Um es mal gemacht zu haben" und damit sich wenigstens ein paar Bytes Software im riesigen Flash des Microcontrollers tummeln, hab ich dann auch irgendwann mal eine Version als Reaktivlicht bestückt und programmiert, die inzwischen auch recht gut tut. In der Software ist bestimmt noch reichlich Optimierungspotential enthalten, aber erstmal bin ich mit dem Erreichten glücklich und werde mal ein paar der Teile in der Landschaft verteilen. Die Reaktivlicht-Variante hängt indes wie so viele andere meiner Erfindungen auch draußen an meinem Balkongeländer für einen Windundwetter-Dauertest:

7-Segment Reaktivlicht Außeneinsatz im Petling

Reaktivlicht-Variante im Petling, Dauertest auf Balkon

Die komplette Dokumentation mit Schaltplan, Layout, Stückliste, Gerberdaten und CWK sowie Quellcode der Software im Microchip-Assemblerdialekt für Menschen, die sich den Luxus gönnen und die Platine bei einem Poolservice bestellen wollen, findet sich hier: W006Z001_Magnetbake.zip

Die Bauteile gibt es alle entweder bei Reichelt oder bei Farnell ("Conrad-Electronic für Erwachsene"). Das Ganze ist SMD0603 bzw. TSSOP beim µC - also nicht unbedingt was für Ungeübte oder tatterige Alkoholiker oder Kaffee-Junkies :).

Ein paar "Features" des aktuellen Hard- und Softwarestands:

  • Ruhestromverbrauch Magnetbake: 0µA (der Reed-Kontakt schaltet die Versorung komplett aus)
  • Ruhestromverbrauch Reaktivlicht tagsüber ohne "Lebenszeichen-Blitz" alle 15s: <400nA
  • Ruhestromverbrauch Reaktivlicht tagsüber mit "Lebenszeichen-Blitz" alle 15s: <2µA
  • Ruhestromverbrauch Reaktivlicht nachts: 5µA, AD-Wandler Abfrage alle 130ms.
  • Gleitende Mittelwertrechnung über die Umgebungshelligkeit mit 16 Werten tagsüber alle 15s, nachts alle 2s.
  • übers EEPROM einstellbare Schwellen für Tagumschaltung, Nachtumschaltung, Mindestsprunghöhe für Auslösung
  • übers EEPROM einstellbare Zeichendauer und Pausendauer für Anzeige
  • bis zu 200Zeichen "Text" im EEPROM ablegbar
  • 16Bit-Zähler im EEPROM für Auslösungen
  • 16Bit-Zähler im EEPROM für Anzahl Tage (Wird bei jedem Wechsel Tag -> Nacht hochgezählt)
  • Debug-Modus über Jumper: Wenn gesetzt werden nach der nächsten Auslösung die beiden Zähler für Auslösungen und Tage ausgegeben und die letzte Sprunghöhe, die gemessen wurde.
  • Software für Magnetbake und Reaktivlicht identisch, konfigurierbar über EEPROM.

    Das Alles in 395 Worten Programmspeicher, 22 Byte RAM und 10+n Byte EEPROM für n Zeichen Anzeigetext. Der µC ist wirklich völlig überdimensioniert - aber halt gerade in Mengen verfügbar...

    Zwischenzeitlich habe ich nebenbei ein wenig die Hardware und Software weiterentwickelt, es gibt jetzt eine neuere Layout-Version, die "nur aus Spaß am Ehrgeiz" Bestückungsautomaten-tauglich ist (und die ich aus hoffentlich nachvollziehbaren Gründen hier nicht veröffentlichen werde), sowie eine Software- und Bestückungsanpassung, die die Magnetbake per Interrupt-on-Pin-change auslöst und in der Konfiguration mit Lebenszeichen-Blitz tagsüber nur noch 2µA braucht. Nun kann man nach dem Antriggern der Bake den Magnet auch wegnehmen und die Botschaft wird weiter angezeigt, und der Lebenszeichen-Blitz kann als angenehmer Nebeneffekt noch als Batterie-Restladungs-Indikator dienen, da der Abstand zwischen zwei Blitzen deutlich messbar kürzer wird, wenn sich die Batterie in der Nähe ihres Lebensendes befindet. Die dazu nötige Bestückungs- und Softwareänderung kann auf Wunsch gerne bei mir angefragt werden, da stecken keine großartigen Geheimnisse drin ;).

    Auch eine Ausgabe als Morse-Code auf einer einzelnen LED ist inzwischen als Software-Option implementiert (auf vielfachen Wunsch eines einzelnen Kunden) und kann auf Wunsch in fertigen Magnetbaken oder Reaktivlichtern bei mir bezogen werden, da ich von der Morserei allerdings selbst relativ wenig halte und sie einfach nur nervig anstrengend finde, wenn ich sie irgendwo bei einer Dosenstation über mich erblinken lassen muss werde ich dafür nicht auch noch Werbung durch Quellcodeverbreitung machen. Aber was tut man nicht alles, um die Wünsche seiner Kunden auf mannigfalte Arten und Weisen zu befriedigen....

    So bleibt jetzt nur noch "Viel Spaß beim Bauen" zu wünschen - egal ob auf Lochraster oder mit einer geätzten Platine!

    Wer Fragen hat oder Hilfe braucht kann sich gerne über die Kontaktadresse dieser Heimatseite bei mir melden. Weil schon einige Rückfragen kamen, möchte ich nochmals darauf hinweisen, dass diese Lösung weder in Hardware noch in Software irgendwas mit den Reaktivlichtern aus dem Geoclub-Elektronik-Forum zu tun hat und weder vorhandene Schaltpläne noch Bauteile noch Entwicklungssysteme noch gängige Microcontroller aus dem Forum beim Aufbau verwendet werden können. Aus diesem Grunde habe ich mich auch mit der "Berichterstattung" aus den "normalen" 7Segment- und Reaktivlicht-Threads abgekoppelt und werde Support zu meiner Lösung ausschließlich per Mail oder (bevorzugt) in diesem Thread leisten.

    Wer keine Lust zu ätzen oder zu löten hat, kann auch Platinen über mein angemeldetes Gewerbe per Rechnung mit ausgewiesener MwSt beziehen. Für Einzelstücke der Platine liegt der Preis bei 3€ pro unbestückter Leerplatine (professionell im Poolservice gefertigt). Wer will, kann auch eine komplette Magnetbake oder ein fertiges Reaktivlicht kaufen, die Preise belaufen sich hier auf 20€ für eine komplett bestückte und nach Wunsch vorprogrammierte 7Segment-Magnetbake oder ein 7Segment-Reaktivlicht mit Batterie versehen im Petling. Alle Preise incl. MwSt. und zzgl. Porto bei Einzelstücken, bei Abnahme größerer Mengen können wir auch gerne über das Porto als Rabatt reden...

    Da ich beim letzten Poolservice Glück hatte und mit reichlich Übermenge Platinen bedacht wurde, lassen sich Wünsche für gewöhnlich recht schnell realisieren.

    Aktueller Restbestand Leerplatinen: 9 Stück

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    Letzte Änderung: 2016-04-09 JWie