OpenDCC Gateway, Bauanleitung

Einleitung

    Vor dem Bestücken festlegen, für welchen Zweck das Gateway verwendet werden soll und die nicht benötigten Bauteile aus dem Bestückungsplan wegstreichen.

Bestückung Teil 1

    BauteilseiteLötseite
    Zuerst werden die Spannungregler, Einstellwiderstände und Abblockkondensatoren bestückt. Die beiden LED samt Vorwiderständen werden bestückt und testhalber der prozessorseitige Anschluß auf Masse gelegt. (Hinweis: die roten Drähtchen beim USB sind nur in Version 1.0 erforderlich)

Test 1

  • Stromversorgung über Xpressnet, es müssen an den Spannungregler die richtigen Spannungen erzeugt werden.
  • Stromversorgung über USB, Kontrolle VCC.
  • LED Kontrolle

Bestückung Teil 2

    BauteilseiteLötseite
    Nun werden die weiteren Komponenten und ICs bestückt. Es sind SMD-Bauteile verwendet, speziell bei den ICs auf mögliche Kurzschlußbildung zw. den Pins achten. Zum Schluß werden die Steckstifte und die Fassung für das Display bestückt. Achtung: beim Pin 1 des XBEE-Moduls aufpassen - Kurzschlußgefahr VCC gegen GND.
    LCD Jumper Das Display kann entweder direkt gesteckt werden oder über einen Adapter mittels eines 10poligen Flachbandkabels (Raster 2mm) angesteckt werden. Je nach Display sind unterschiedliche Lötbrücken zu schließen, siehe Bild. Das Poti zur Kontrasteinstellung ist nur beim Textdisplay erforderlich. Das Display wird seriell mit SPI angesteuert, fallweise ist auf dem Display hierzu eine Umstellung erforderlich (Siehe auch Display am Handregler.)
    Die Platine nach dem Bestücken mit Alkohol reinigen (wichtig!) und gründlich optisch kontrollieren. Die meisten Fehlerberichte, welche mich bisher erreichten, hatten ihre Ursache im mangelhaften Lötstellen und fehlenden Bauteilen!
    Zum Schluß noch die jeweiligen Lötbrücken schließen.

Test 2

    Nun erfolgt der weitere Test.
  • Messen der internen Versorgungsspannung und der Stromaufnahme. VCC sollte 3,3V und etwa 30mA Strom sollten verbraucht werden.
  • Test des DCC Eingangs: a) Gleichspannung anlegen und an IC3 VCCINT nachmessen. Hier müssen 5V anliegen und die LED muß leuchten.
    b) DCC anlegen und an Pin 3 von J1 (dritter Pin von oben) nachkontrollieren - hier muß DCC als 5V Signal anliegen.

Bilder

    Gateway Bestückungsseite Gateway Lötseite
    Gateway BestückungsseiteGateway Lötseite

Fuses

    Der AT90can128 hat die Signatur 0x1E 0x97 0x81.

Bootloader

    Das Bootloaderprogramm muß mit Ponyprog oder AVRISP in den Prozessor geladen werden. Hierzu steckt man das Programmiergerät auf JP2. Achtung, beim AT90can128 liegen die ISP-Pins nicht auf MISO/MOSI, sondern auf der seriellen Schnittstelle 0. Deswegen muß während des Einspielen des Bootloaders die Steckbrücken für UART0 offen sein.
    Ich bestücke die ISP Steckstifte normalerweise nicht, sondern stecke einen 6-poligen Stiftstecker mit Wrap-Stiften in die Platine, verkante etwas und sorge mit einer Federzwinge für etwas Anpressdruck. Der Bootloader wird durch Schluß gegen GND auf PAD14 (Jumper am linken Rad der Platine) beim Einschalten aktiviert. Angesprochen wird der Bootloader mit dem Programm AVROSP über die serielle Schnittstelle, Einstellung 19200 Baud, 8N1
    Beim Starten des Bootloaders wird die LED A angesteuert.

USB Initialisieren

    Der USB Chip setzt USB Signale auf RS232 um. Hierzu muß er vorher mit der richtigen Vendor-ID und Device-ID initialsiert werden. Nach der Initialisierung muß das Gateway als USB-IF OpenDCC Gateway V1.0 im Device Manager von Windows erscheinen.

Testsoftware einspielen

    Wenn die Inbetriebnahme bis hierher geklappt hat, wird es Zeit, das erste Applikationsprogramm zu laden. Hierzu wird die Platine mit gestecktem Jumper an USB angesteckt, um den Bootloader zu aktivieren. Auch muß UART1 mit USB verbunden sein, also im Jumperfeld alle 4 Jumper ganz links stecken.

    Leider hat Atmel ab dem Studio 4.14 die partfiles nicht mehr kompatibel zum AVROSP gehalten. Also muß man bei neuem Studio entweder die partfiles aus dem altem Studio für den Download entnehmen oder auf ein besseres Bootprogramm umsteigen, wie z.B. AvrOspII.

Besondere Hinweise zur Version 1.1 des Layouts (gilt auch für 1.0)

  • Vorankündigung: Die XBEE-Module haben Kommunikationsprobleme an der seriellen Schnittstelle, wenn diese mit 115200 Baud betrieben wird. Für diese Rate sind Hardware-Handshake Leitungen erforderlich. Aus Latenzzeitgründen möchte diese Rate jedoch verwenden, deshalb wird eine Nachverdrahtung von CTS und RTS erfolgen.

Besondere Hinweise zur Version 1.0 des Layouts (gilt nicht für 1.1 bzw. 1.2)

  • Auf Grund eines Lib-Fehlers in der con-usb-2.lbr ist die USB-Buchse auf der Bauteilseite eingezeichnet, elektrisch jedoch auf der Lötseite angeschlossen. Hier entweder die USB-Buchse auf der Platinenunterseite bestücken oder die Platine entsprechend nacharbeiten. (Gleicher Fehler wie beim Handregler V1.0)
  • R22, R23, R24 sind Schutzwiderstände für den Bootstecker, Wert 100 Ohm (statt wie im Stromlauf 1k)
  • Die Widerstandsteiler für den LT1117 sind wie folgt zu dimensionieren: 121 / 365 Ohm für 5V, 121 / 200 Ohm für 3,3V; R19 = 121, R14 = 365, R20 = 121, R21 = 200.
  • Wertänderungen: R37 = 1k5 (war 470), R36 = 10k (war 1k). Grund: zu hoher Stromverbrauch und thermische Last auf dem 5V-Regler (SOT23)
  • Beim UART0 sind RTS und CTS noch nicht angeschlossen. Hier ist eine Nachverdrahtung von CTS und RTS erforderlich.