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Elektronik

So verbindest du die elektronischen Einzelteile zu einem funktionierenden Sensor

Jetzt wirds elektronisch. Für die folgenden Arbeiten solltest du löten können. Den Rest erklären wir dir jetzt so detailliert wie möglich.

1 - Teensy Entwicklerboard

Alle Vorbereitungsschritte für den Teensy Entwicklerboard

Das brauchst du

Werkzeug

  • CuttermesserCuttermesser
  • LötkolbenLötkolben + Lötzinn
  • Mikro-USB-Kabel + 5V Netzteil/USB-Port des Laptops

Teile

  • Teensy Entwicklerboard
  • Knopfzellenhalter
  • Schrumpfschlauch (1cm)

So funktioniert es

Funktionsprüfung

Die Rote LED sollte bei Stromversorgung per USB blinken.

Der Teensy sollte grundsätzlich funktionieren, bevor du mit den Anpassungen beginnst. Schließe das Teensy Entwicklerboard per USB an eine Stromquelle an. Die rote Kontrollleuchte sollte blinken. Ziehe das USB-Kabel jetzt wieder ab.


Kontakt für USB-Stromversorgung unterbrechen

Die Verbindung zwischen den beiden rechteckigen Kontakten (rot eingekreist) muss entfernt werden. Kreis 1 und 2 zeigen wie.

Der Teensy Entwicklerboard soll für dieses Projekt per Akkupack mit Strom versorgt werden. Damit er nicht versehentlich per Akkupack und USB mit Strom versorgt wird, müssen wir zuerst die Stromversorgung per USB deaktivieren.

Im Foto sind zwei eckige Kontakte rot eingekreist. Die beiden Leiterbahnen werden durch eine kleine Leiterbahn verbunden ( siehe Pfeil in Kreis 1). Diese musst du mit dem Cuttermesser wegkratzen bis es in etwa so aussieht wie in Kreis 2.

Zur Kontrolle schließt du den Teensy jetzt wieder per USB an eine Stromquelle an. Die Rote LED aus dem ersten Schritt sollte nun nicht mehr blinken/leuchten.


Knopfzellenhalter vorbereiten

Knopfzellenhalter mit Schrumpflauch über den Anschlusskabeln

  • Durch eine Knopfzelle versorgst du den Teensy auch dann mit Strom wenn er gerade nicht am Akku hängt. So verliert er seine Uhrzeit- und Datumseinstellungen nicht, während du den Akku lädst.
  • Bevor du den Knopfzellenhalter an den Teensy löten kannst, muss über beide Kabel ein kleines Stück Schrumpfschlauch (1 cm) gezogen (aber noch nicht erwärmt) werden. Das dient später der Zugentlastung.

Knopfzellenhalter anlöten

Angelöteter Knopfzellenhalter

Das rote Kabel muss an Pin 32, das schwarze an Pin 28 gelötet werden. Die Pin-Bezeichnungen findest du auf der Rückseite des Teensy

2 - Audioshield und Teensy verbinden

Vorbereitung des Audioshields für den Zusammenbau mit dem Entwicklerboard

Das brauchst du

Werkzeug

  • SeitenschneiderSeitenschneider
  • SpitzzangeSpitzzange
  • LötkolbenLötkolben + Lötzinn
  • LötkolbenAbisolierzange

Teile

  • Teensy Entwicklerboard
  • Audioshield
  • 2-adriges Kabel (4cm)
  • 40-Pin-Leiste
  • Batteriebuchse
  • Akku-Pack (nur zur Kontrolle der korrekten Polung beim Löten)

So funktioniert es

Pinleiste einkürzen

Kürzen der Pinleiste auf Länge des Audioshields

Die 40-Pin-Leiste ist für das Audioshield zu lang. Steck sie einfach an einer Seite bündig auf die Lochreihe des Audioshields auf und trenne den Überstand mit dem Seitenschneider ab.

Das Gleiche machst du nochmal für die gegenüberliegende Seite. Du solltest jetzt zwei gleichlange Leisten (14 Pins) und ein kürzeres Reststück haben.

Das Reststück wird nicht mehr benötigt. Leg es am besten beiseite, damit du es nicht versehentlich verwendest.


Pinleisten anlöten

Die eingekürzten Pinleisten werden mit den kurzen Enden an das Audioshield gelötet.

Deine beiden gleichlangen Pinleisten steckst du jetzt mit der kurzen Seite von oben (Seite mit Klinkenanschluss und Micor-SD-Karten-Slot) in das Audioshield und lötest die Leisten auf der Rückseite des Audioshields Pin für Pin fest.


Teensy aufsetzen und Pins anpassen

Pins abknipsen (cyan) bzw. zurechtbiegen (rot).

  • Nun setzt du den Teensy auf die langen Pins auf. Dabei zeigt die USB-Buchse nach oben und in die gleiche Richtung wie der Klinkenanschluss des Audioshields.
  • Die Pins an 5V und GND biegst du mit einer Spitzzange (Spitzzange) wie im Foto schräg nach vorne.
  • Um später den Spannungswandler gut anlöten zu können, knipst du jetzt mit dem Seitenschneider (Seitenschneider) die Pins 21, 22, 23 ab.
  • Jetzt lötest du alle Pins fest, um die beiden Platinen zu verbinden.

Buchse für die Stromversorgung vorbereiten

Buchsenkabel zusammenlöten

  • Im Bild siehst du Cyan eingerahmt das zweiadrige Kabel (4 cm) und die Anschlussbuchse. In der Anschlussbuchse steckt noch ein Stecker (mit Kabel) der im Lieferumfang enthalten war. Das kann eine Hilfe beim Löten sein. Stecker und Kabel brauchst du allerdings in den folgenden Schritten nicht mehr.
  • Trenne das zweiadrige Kabel (4 cm) an beiden Seiten ein Stück weit auf und isoliere alle Enden ab. (Im Foto bereits geschechen)
  • Löte jetzt das Kabel so an die Buchse, dass die Polung zum Stecker des Akkupacks passt.

Buchse mit Zugentlastung festlöten

Buchsenkabel zusammenlöten

  • Das Kabel des Knopfzellenhalters (bereits am Teensy angelötet) führst du jetzt in Richtung der USB-Buchse über den Teensy hinweg. Das schwarze Kabel der Akkupackbuchse aus dem vorherigen Schritt führst du dann (von der Knopfzelle aus kommend) mit durch den Schrumpfschlauch.
  • Das schwarze Kabel lötest du am umgebogenen GND-Pin und das rote Kabel am ebenfalls umgebogenen 5V Pin an.
  • Um die Lötstellen für die Kabel des Knopfzellenhalters gegen Zug zu entlasten, werden alle Kabel im Schrumpfschlauch durch Erwärmen "fixiert". Schiebe dazu die Kabel des Knopfzellenhalters etwas in Richtung ihrer Lötstellen zurück, sodass keine Spannung mehr an diesen Kabeln anliegt. Erwärme jetzt vorsichtig den Schrumpfschlauch mit einer Heißluftpistole oder einem Feuerzeug.

3 - Vorbereitung Radaranschluss

Für die Spannungsversorgung des Radarmoduls musst du einen Spannungswandler einbauen. Außerdem musst du Anschlüsse für den Datenaustausch zwischen den Komponenten vorbereiten.

Das brauchst du

Werkzeug

  • SpitzzangeSpitzzange
  • LötkolbenLötkolben + Lötzinn

Teile

  • Teensy Entwicklerboard + Audioshield aus vorherigem Schritt
  • Spannungswandler
  • Header 6-Pin
  • Header 4-Pin
  • Kabel (ca. 4 cm)

So funktioniert es

Spannungwandler und Teensy verbinden

Spannungswandler, angelötet an GND und 3.3V des Teensy

Nicht im Foto: Lege den Spannungswandler mit der Beschriftung nach oben und den Füßchen zu dir zeigend vor dich hin. Die beiden linken Füßchen biegst du jetzt so nah wie möglich am Spannungwandler um 90° nach oben.

Siehe Foto: Nun legst legst du den Spannungswandler mit den der Beschriftung nach unten auf den Teensy. Dabei darauf achten, dass die umgebogenen Füßchen jeweils links an den zwei alleinstehenden Pins, die aus 3.3V-Kontakt und GND-Kontakt (rechts daneben) herausragen, anliegen.

Jetzt kannst du beide Kontaktstellen verlöten.


Steckerverbindung vorbereiten (Teil 1: Header 6-Pin)

Pin 1 herausgezogen

Pin 5 und 6: Erste Biegung um 90° nach hinten

Zweite Biegung nach unten

Beide Pins angelötet am Line-In des Audioshields

  • Klicke dich durch die Biege-Tabs (1.-4.), um detaillierte Fotos zu den einzelnen Schritten zu sehen.
  • Pin 1 (ganz links) aus dem Stecker ziehen. Er wird nicht mehr benötigt.
  • Pin 5 und 6 (ganz rechts) zuerst um 90° nach hinten biegen. Dann mit etwa 4mm Abstand um ca. 75 grad nach unten biegen. Beide Pins müssen an die Line-In Kontakte des Audioshields heranreichen und dort festgelötet werden.

Angelöteter Header 6-Pin

  • Der Header 6-Pin muss am Ende auf das Radarmodul passen. Es kann helfen, wenn du das Radarmodul zum Zurechtbiegen der Pins schonmal am Audioshield befestigst. Die nötigen Schritte werden ab hier im Kapitel "Zusammenbau" erklärt.
  • Enable (Pin 2) zu Pin 17 des Teensy biegen und zusammenlöten (passt gerade so).
  • Gnd (Pin 4) und Vcc (Pin 3) schräg mit dem Output des Spannungswandlers verbinden (siehe Foto). Hier muss man eventuell mit Lötzinn oder einem kurzen Draht überbrücken. Das Foto am Ende der Seite zeigt nochmal eine Draufsicht, die hilfreich sein kann.

Steckerverbindung vorbereiten (Teil 2: Header 4-Pin)

Vorbereiteter Header 4-Pin.

  • Das Kabel (4cm) musst du mit einem Ende an einem der inneren Kontakte des Header 4-Pins anlöten.


Endergebnis

Endergebnis nach Ausführung aller Schritte

  • Das andere Ende des Kabels lötest du vom Header 4-Pin kommend an GND (lineout oder mic) des Audioshields .

  • Am Ende sollte alles wie auf dem Foto aussehen.