MiniMausL - řídící ovladač pro NanoL

MiniMausL - managing throttle for NanoL

Princip

Ovladač je navržený jako velice základní, s poměrně silnou orientací na cenu. Ovladač využívá několik komponent, které snižují cenu celého designu. Například řadič klávesnice a displeje je vlastně použitý z mikrovlnné trouby. Napájecí část je pro změnu původně z nabíječky pro telefon.

Schéma

Na schématu jsou čtyři základní komponenty:

• Hlavní procesor
• Rozhraní kompatibilní s LocoNet
• Displej a klávesnice
• Napájení

Hlavní procesor

Rozhraní kompatibilní s LocoNet

Rozhraní kompatibilní s LocoNet je také celkem triviální. Jedná se jen o napěťové a impedanční přizpůsobení pomocí komparátoru LM311 a tranzistoru BC847C. Jedná se o úplně základní zapojení bez žádné filtrace a dalších kouzel (tady se dá spolehnout na hardware hlavního procesoru).

Displej a klávesnice

Pro displej a klávesnici jsem použil řadič z levné mikrovlnné trouby (nebo indukčního sporáku) TM1637. To hodně zjednodušilo celý design. Také to vedlo k tomu, že největší obvod na desce je řadič displeje a hlavní procesor je jeden z nejmenších.

Napájení

Napájení je vyřešeno tak trochu oklikou. Na desce je prostor pro osazení lineárního regulátoru 78L05F, ale to je myšleno jen jako možný teoretický plán B. Správnější je použití modulu nabíječky s chipem MP2315 (pozor, existuje velké množství padělků, založených například na chipu RY7135. Originál má značení AGCx, padělky DKxxx). Při použití správného modulu dosáhneme velké efektivity využití energie. S použitím lineárního stabilizátoru bude spotřeba nešikovně velká (s padělkem bude "těžko říci"). Pokud se rozhodnete použít modul měniče, nezapomeňte jej na spodní straně přenastavit na 5V.

Principle

Throttle is designed as very basic, with strong orientation to price. It uses few components, that decrease price of all design. For example display and keyboard driver is recycled from microwave oven. Power part is originally from mobile phone charger.

Schematic

Schematic consist of few basic components:

• Main processor
• LocoNet compatible interface
• Display and keyboard
• Power supply

Main processor

LocoNet compatible interface

LocoNet compatible interface is as well very trivial. In reality it is only impedance and voltage adjustment using differential comparator LM311 and transistor BC847C. It is very basic schematic without any special filtering and other magic (here we can relay on main processor hardware).

Display and keyboard

For display and keyboard management is used driver for cheap microwave ovens (or induction cookers) TM1637. It simplifies all design a lot. As well it make funny fact, that bigger chip on board is display driver and main processor is one of smallest.

Power supply

Power supply is designed by a small detour. On board is place for soldering linear stabilizer 78L05F. But that is intended as theoretically possible plan B. Better is use of charger module with chip MP2315 (be careful, it exist big amount of fake ones, based for example on chip RY7135. Original is marked as AGCx, fake one as DKxxx). Using proper module will mean very effective use of energy. Using linear stabilizer will result in awkward high consumption (using fake chip will result in "hard to say"). In case you will decide to use step down converter, do not forget to change voltage to 5V fix on back side.

Stavba

Ovladač je orientovaný na cenu a proto využívá cenově orientované komponenty. Některé se vyznačují "drobnými" odlišnostmi od u nás běžných. Věnujte proto dostatečnou pozornost nákupu. Pro jistotu vám napíšu, kde jsem co nakoupil. V některých případech nemusí být nabídka aktuální. Pracujte s ní tedy opatrně.

• Displej nejvýhodnější je koupit modul se čtyřmístným displejem a dvoumístný displej samostatně. Dvoumístný displej je typu 2821AS-16 a jeho zapojení není moc běžné. Pokud budete kupovat v odkazovaném obchodě, hledáte "2Bit Anode". Při použití modulu musíte být schopni modul bezpečně rozebrat. To někomu může činit potíže, potom raději zvolte samotný displej a samotný řadič TM1637. Zde volíme displej "Anode" "0,36" "4 bit Green", to je model 3641AG. Obvod pak pochopitelně TM1637. Obojí je dostupné v mnoha obchodech, jedná se o celkem běžné zboží.
• Potenciometr já jsem použil TENTO bezejmenný model. Má dobré rozměry, ale nízkou kvalitu. Obávám se, že v oblasti 45mm tahových potenciometrů může člověk volit mezi bídou a nouzí. Mrzuté je, že změna potenciometru znamená změnu desky a to znamená další náklady a tak.
• DC/DC měnič tohle bude asi největší oříšek. Já používám TYTO, ale mám je dlouho, ještě z doby "předpadělkové". Dnes bych asi spíš doporučil se podívat do zásob našich obchodů jako je drátek nebo láska kit. Minimálně se tam dá domluvit co dostanete.
• Tlačítka Já používám ta, co mám v šupleti. Jedná se o tlačítka, která Číňan označuje jako 6*6 a pokud člověk pochopí podstatu, tak mezi nimi lze libovolně přecházet s použitím kleští. Ta barevná z prvního prototypu jsou TATO, později jsem spíš osazoval TATO verzi 11mm a k tomu barevné hmatníky. Ano, vím, že u tlačítek je při kusovém osazování pohodlnější osazovat vývodová, ale já mám SMD raději, deska pak neškrábe.

Na desce je místo pro celou řadu komponent, které jsem nikdy neosadil. Jako první se jedná o čtveřici R2, R3, C3 a C4. Jejich osazení doporučuje datasheet obvodu TM1637. Ale zároveň je v sobě obsahuje procesor PIC16F18015. Proto není nutné je osazovat (mohlo by to být spíše na škodu). Další je C13. Ten jsem na desku umístil v době, kdy jsem odhalil "nekvalitu" potenciometru. Ale jeho přínos není významný, proto jej neosazuji. Pokud by si někdo chtěl hrát, třeba se mu podaří vytvořit nějaký vhodný filtr. Poslední blok je lineární zdroj zahrnující IC4, C9, C10, C11 a C12. Používám DC/DC měnič a proto jsem tento lineární zdroj nikdy nepotřeboval.

Než budete osazovat DC/DC měnič, zkontrolujte si, že máte správně nastavené fixní napětí 5V. Na zadní straně měniče je žebříček pájecích plošek a ve výchozím stavu je propojená volba "ADJ" - tedy nastavitelný trimrem. Rozhodně doporučuji tuto volbu přeškrábnout a propájet volbu 5V. Ušetříte si tím spoustu starostí až začne trimr odcházet.

Ostatní komponenty jsou osazené běžným způsobem. Nezapomeňte si dát pozor na kvalitu osazení a třeba také na to, aby součástky jako třena displej tvořili vhodnou rovinu podle potřeby krabičky.

Build

Throttle is oriented to price, then it use price oriented components. Some of them have "small" diversions from component used in Europe. Pay proper attention when buying components. Just for sure, I will list, Where I bought my used components. In some cases offer must not be actual. Work carefully with it.

• Display cheapest way is to buy module with four digit display and separate two digit display. Two digit display is 2821AS-16 type and its pinout is not so common. In case you will use referred shop, you are looking for "2Bit Anode" variant. In case you will buy module, you have to be experienced enough to disassemble it. It can make problems to some people. In this case go for separate display and separate driver TM1637. Here we are selecting display "Anode" "0,36" "4 bit Green", That is in reality 3641AG. Driver of course TM1637. Both are available in various shops, they are common components.
• Potentiometer I used THIS noname model. It have good dimensions, but poor quality. I fear, that in 45mm slide potentiometers does not exist any quality one. Sad is, that change of potentiometer mean change of board and it result in additional costs etc.
• DC/DC converter It will be probably biggest problem. I'm using THISone, but I have stock of them for long time. I have them from "beforefake" era. Nowadays I can recommend to use local sources like drátek or láska kit. At minimum you can negotiate, what you will receive.
• Buttons I'm using those I have in my drawer. Buttons are commonly marked in China as 6*6 buttons. Once one is little experienced with them, it is easily possible to change form of them easily using pliers. Those colorful from first prototype are THIS, later I mostly used THIS in version 11mm and added colorful fingerboards. Yes, I know, that when soldering them manually, it can be easier to use through hole one, but I like SMD one more. Board does not make scratches then.

On schematic and on PCB you can see lot of components, I never soldered. First example is group R2, R3, C3, and C4. They are recommended in datasheet of TM1637 chip. From the other hand, they are integrated in processor PIC16F18015. Then it is no necessary to populate them (it can be worst then without them). Next one is capacitor C13. I added it to board at time, when I realized poor quality of potentiometer. But added value of this capacitor is not so big, so I do not populate it anymore. Once someone want to play, probably will be able to create good filter. Last block is linear stabilization IC4, C9, C10, C11 and C12. I'm using DC/DC converter module and then never need linear stabilization.

Before you will start soldering DC/DC converter, check carefully, you have properly configured fixed voltage 5V. It is ladder of soldering switches on back side of converter. By default value "ADJ" is selected. It mean value set by trimmer. Strongly recommend scratch out this default option and solder selection 5V. You will save a lot of headache when trimmer will start failing.

Rest of components are soldered by usual way. Do not forget to keep quality of soldering and for example do not forget to keep displays in good flat level based on used box needs.

Nahrání programu

S nahráním programu si není potřeba dělat velké starosti. Jak je u tohoto typu procesory zvykem, lze jej nahrávat osazený v desce. Prostě se připojí programovadlo ke konektoru X1 a nahraje se program. Při nahrávání se používají vývody sdílené s klávesnicí. Je proto doporučené po nahrání odpojit a připojit LocoNet kabel. Program nemá žádné nastavení, takže je možné začít ovladač rovnou používat.

Krabička

Krabičku namaloval a vytiskl Pavel. Já pro ní nemám žádné podklady.

Program upload

It is no necessary to to expect big complications. As it is usual for this processor type, program can be uploaded to completely soldered and finished device. Simply connect programmer to header X1 and upload program. When program is uploaded, it share pins with keyboard. It is recommended to disconnect and re-connect LocoNet cable when programming is done. Program have no additional configuration, it mean, throttle can be directly used when program is uploaded.

Box

3D printed box is designed and printed by Pavel. I have no any materials regarding that.