Ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2

Transcriptie

1 Ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Montage handleiding

2 De ethernetshield is specifiek gemaakt voor gebruikers van het hobbyproject Nodo, een domotica-oplossing op basis van een Arduino. Voor verdere informatie over dit project willen we graag verwijzen naar: De print is ook door een niet ervaren solderist in elkaar te zetten, voor degene die nog nooit gesoldeerd hebben, of weinig ervaring hebben met het solderen van elektronica, verwijzen we graag naar: Op deze site vind je een gratis ebook dat je leert hoe te solderen. In de opzetprint zijn de volgende items gerealiseerd: (noot: opzetprint kan alleen i.c.m. een Arduino Mega worden gebruikt) - Koppeling Arduino Mega, Nodo componenten en een thuisnetwerk - RTC (real time clock) - Connector (10 polig) met de volgende aansluitingen: o IR ontvanger of puls input o IR zender o RGB led ( power / status ) o 5V / GND o Bovenstaande items zijn via een meegeleverde bandkabel los aan te sluiten of men kan de Nodo led print gebruiken - Connector (26 polig) met de volgende aansluitingen: o 8 digitale poorten o 8 analoge poorten o IR ontvanger of puls input o 5V/ GND o I2C aansluiting: SDA/SCL o Bovenstaande items zijn via een meegeleverde bandkabel los aan te sluiten of men kan de Nodo breadboard print gebruiken om componenten op te zetten - luidsprekertje voor signalering - Reset knop voor Arduino Mega en Wiznet chip - Antenne (SMA) aansluiting - Keuze mogelijkheid d.m.v. header voor IR of puls input - Header om RTC (clock) uit te zetten bij gebruik van I2C - SD card houder - RJ45 connector - I2C aansluiting - Digitale poort Het verschil tussen V2.0.1 en V2.0.2 zit alleen in het merk RJ45 connector wat wordt gebruikt, de layout van deze connectoren is verschillend, verder zijn de printen identiek. Indien U een NES (niet geassembleerd) heeft besteld ontvangt U 2 componenten pakketjes, t.w.: 1 voor de NES zelf en 1 met connectoren en bandkabel. Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 2

3 Componenten pakket NES: - 1 (A) Crystal 25 MHz - 1 (B) Crystal KHz (kleinste van de 2 kristallen) - 1 (C) Transducer (luidsprekertje) - 1 (D) Aurel Transceiver (zender / ontvanger) - 1 (E) Resetknop haaks - 1 (F) RJ45 connector (ethernet connector) - 1 (G) Batterijhouder - 1 (H) Batterij CR (I) IDC connector 10V male (voor aansluiting bandkabel connector) - 1 (J) IDC connector 26V male (voor aansluiting bandkabel connector) - 1 (K) SMA connector female (antenne connector) - 2 (L) Jumpers - 2 (M) Header male dubbel 10 voudig - 1 (N) Header female dubbel 3 voudig - 1 (O) Header female enkel 5 voudig - 1 (P) Header male enkel 20 voudig - 1 (Q) Header male enkel 36 voudig - 1 (R) Print met smd componenten M J H D C E P Q I K N O L F A B G R Let op : in het pakketje van de NES zitten kleine componenten (w.o. een horloge kristal KHz) die klein zijn, deze kunnen snel verloren gaan. Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 3

4 Componenten connector pakket: - 1 (A) IDC connector 10V female (bandkabel connector) - 1 (B) Bandkabelklem voor IDC connector 10V - 1 (C) IDC connector 26V female (bandkabel connector) - 1 (D) Bandkabelklem voor IDC connector 26V - 1 (E) Bandkabel 10 voudig - 1 (F) Bandkabel 26 voudig B E A F D C Benodigd gereedschap: - Soldeerbout (bij voorkeur met dunne stift) - Soldeer voor elektronica (dus geen soldeer, S39 soldeerpasta e.d. dat gebruikt wordt door b.v. loodgieters!) - Kniptangetje - Klein tangetje - Waterpomptang of bankschroef - Zorg bij het solderen altijd voor een SCHONE soldeerpunt Voorbereidende werkzaamheden: Voor de montage heb je dadelijk diverse strips nodig van male en female headers, knip (of breek) de volgende headers: 20 polige male enkel: 2 strips van 8 en 2 van 2 36 polige male enkel: 3 strips van 8, 1 van 6, 1 van 3 (over strip van 3) 10 polige male dubbel: 1 strip van 10 en 1 van 5 (over dubbele strip van 5) 3 polige female dubbel: niets aan doen 5 polige female enkel: 1 strip van 4 Je kunt dit het beste doen met een fijn zijkniptangetje, slijpschijfje op Dremel, Stanleymes of ijzerzaagje. Eventuele overbodige resten kun je het beste er vanaf halen met een schuurpapiertje of vijltje. Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 4

5 Montage: De print wordt geleverd met de SMD componenten al op de print gesoldeerd. De montage is stapsgewijs beschreven zodat niets vergeten kan worden. Advies: lees eerst het item door voordat je het component monteert. Leg de print met de componentenzijde naar boven neer. Plaatsen headers: De meeste headers komen aan de onderzijde van de print te zitten, het is mogelijk om de headers direct te plaatsen en ze aan de bovenkant vast te solderen. Echter omdat de print straks redelijk makkelijk op de Mega moet kunnen worden geplaatst is het verstandiger om een andere methode toe te passen waardoor je zeker weet dat de headers precies goed zijn uitgelijnd. Headers plaatsen aan onderkant van de print: Pak de Mega en leg deze met de componentenzijde naar boven en de USB connector naar links. Male headers (enkel polig) 5 x 8 en 1 x 6: steek deze, met de lange pinnen, in de female headers aan de boven- en onderkant van de Mega Male headers (dubbel polig) 1 x 10 en 1 x 5: steek deze met de lange pinnen, in de verticale female header aan de rechterkant, begin aan de bovenkant!! Als het goed is blijven er 3 dubbele headers aan de onderkant open. Male header (enkel polig) 1 x 2: steek deze met de lange pinnen, in de verticale female header aan de rechterkant helemaal onderaan!! Female header (dubbel polig) 1 x 3: in het midden van de Mega zit een 3 x 2 polige male header, plaats de female header (met de pootjes omhoog) op deze header. Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 5

6 3 v female dubbel 8 v male 8 v male 8 v male 5 en 10 v male dubbel 6 v male 8 v male 8 v male 2 v male Er zijn twee versies van de Arduino Mega s te koop, op de foto is een versie zonder R- nummer als toevoeging te zien, maar er is ook een versie met de toevoeging R3. De layout van de R3 is iets anders dan die van de eerdere versies, deze heeft n.m.l. 4 extra female headers (zie onderstaande tekening) In de bovenste rij links zitten 10 posities i.p.v. 8, in de onderste 8 i.p.v. 6. Als je een Mega R3 hebt dan moet je de male headers plaatsen zoals aangegeven in de versie zonder R toevoeging. De headers die zorgen voor de connectie met de Mega zijn nu allemaal geplaatst, leg nu de Nodo ethernetshield, met componenten naar boven, op de Mega, als het goed is zitten de net geplaatste headers in de daarvoor bestemde aansluitingen van de shield. Nadat de shield goed op de Mega is gedrukt kun je de headers worden vast gesoldeerd. Tijdens het solderen moet voorkomen worden dat de Mega te warm wordt (door het langere tijd op een plaats houden van de soldeerbout) Er zijn diverse methoden om dat te voorkomen: a. Als je snel en goed kunt solderen kun je de shield op de Mega laten zitten en de headers vast solderen Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 6

7 b. Soldeer om en om een soldeereilandje (van alle headers) en haal daarna de shield van de Mega en soldeer de rest van de soldeereilandjes c. Soldeer van iedere headerstrip de buitenste positie vast (zie foto), haal daarna de shield van de Mega en controleer, aan de onderzijde, of de headers allemaal goed zitten, soldeer daarna de rest van de pinnen op de shield. (niet op de Mega laten zitten) De laatste methode is eigenlijk de beste, echter in de praktijk is gebleken dat met het er af halen van de shield de kans bestaat dat er pinnen (deels) uit de headersstrips worden getrokken. Dus controle op de juiste posities en hoogte van de pinnen is bij deze methode van essentieel belang. Methode C Componenten plaatsen op de bovenkant van de print: In praktijk is het gebleken dat veel mensen problemen hebben met het vast solderen van componenten op de bovenkant, dit komt doordat men eigenlijk 1 hand te kort komt. (1 voor soldeerbout, 1 voor het soldeer zelf en 1 om het component vast te houden als de print wordt omgedraaid) Om de componenten goed te plaatsen en vast te solderen zijn er diverse methoden: a. Plaats het component op de betreffende plaats, indien de pootjes aan de onderkant kunnen worden omgebogen doe dit dan zodanig dat het component blijft zitten als de print wordt omgedraaid, en soldeer deze vast. Knip zo nodig de te lange pootjes af. b. Indien de pootjes niet omgebogen kunnen worden: Doe een klein beetje soldeer op de punt van de soldeerbout, houd met een hand de print en het component vast, draai de print om en breng de soldeer aan op een van de betreffende pinnen, hierdoor zal het component niet meer van de print afvallen zodra de print wordt omgedraaid. Controleer eerst of het component goed aangesloten zit op de print en soldeer het daarna goed vast en begin met het pootje waar geen soldeer op zit. Doe dit pootje als laatste opnieuw Alternatief: plaats het component en plak deze tijdelijk vast met plakband of tape, soldeer aan de onderkant vast en verwijder het plakband of tape Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 7

8 Headers op bovenzijde: Plaats de 2 polige male header (enkel) aan de bovenzijde van de print(en zorg dat deze haaks op de print staat), naast het 8 polige IC-tje (midden op de print), en soldeer deze aan de onderkant vast. Plaats een jumper op de 1 x 2 voudige male header (verbindt deze dus door) Herhaal dit voor de 3 polige male header (enkel) aan de rechterkant van de print (onder de condensator) Herhaal dit voor de 4 polige female header (enkel) aan de rechterkant van de print (boven de condensator) 3p male 4p female 2p male Kristallen: Plaats het 25 MHz kristal (grootste van de 2 kristallen) rechts van het grote IC en soldeer deze zodanig vast dat het kristal net iets boven de print zweeft Plaats het kleine kristal rechts van het 8 polige IC-tje (ongeveer midden op de print) en soldeer deze vast. Knip van beide kristallen de overbodige pootjes aan de onderkant af. Voor beide kristallen geldt dat de polariteit niets uit maakt. Diversen: Plaats de resetknop linksonder op de print met het knopje naar links wijzend en soldeer deze vast. Knip de pootjes aan de onderkant af. Plaats de batterijhouder (zonder batterij) rechts op de print identiek aan de afbeelding op de print en soldeer deze vast Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 8

9 Plaats het luidsprekertje onder het 8-polige IC-tje, let hierbij op de polariteit, + bij de +, en soldeer deze vast. Knip van het luidsprekertje de overbodige pootjes aan de onderkant af. Resetknop Luidspreker Batterijhouder Connectoren: 10 polige IDC connector(male bandkabel connector): Plaats de 10 polige male IDC connector op juiste plaats op de print, zorg ervoor dat de uitsparing, in de connector, aan dezelfde kant zit als op de print is aangegeven! Hou de connector aan de bovenkant vast en soldeer, aan de onderkant, de 2 (schuin tegenover elkaar liggende) hoekpinnen vast. 26 polige IDC connector (male bandkabel connector): Herhaal dit voor de 26 polige male IDC connector. Soldeer daarna alle pinnen van beide connectoren vast. Uitsparing Uitsparing RJ45 connector (ethernet connector): Controleer of de pinnen van deze connector goed recht t.o.v. elkaar staan, buig ze eventueel voorzichtig wat bij. Plaats deze connector links boven op de print (kan maar op 1 manier) en soldeer de pinnen vast. (ook de 2 bredere pinnen!) Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 9

10 Belangrijk: knip de pinnen van de RJ45 connector, na het solderen, goed af. Dit om kortsluiting te voorkomen met de Mega. De 2 zwarte plastic knopjes mogen niet afgeknipt worden, deze voorkomen dat de onderkant van de connector contact maakt met de Mega. Antenne connector: Om een zo optimaal mogelijke ontvangst te hebben c.q. te kunnen zenden is het belangrijk om een goede antenne te hebben van de juiste lengte en goede aansluiting. Voor de frequentie die gebruikt wordt moet de antenne 16,7 cm lang zijn (gemeten vanaf grondvlak). Indien gebruik wordt gemaakt van alleen een draad als antenne dat kan men deze later op de print solderen, indien men gebruik gaat maken van een originele antenne met een male SMA connector dan is het noodzakelijk om de bijgeleverde SMA connector te monteren. Plaats de SMA connector op de juiste positie en soldeer de middelste vast aan de print, de 4 massavlakken. Om deze 4 pootjes goed vast te krijgen zul je de soldeerbout wat langer op de betreffende posities moeten houden zodat de massa van de print en de connector goed warm zijn, hierdoor zal het soldeer netjes in de gaten vloeien. Je moet echter ook weer niet de soldeerbout zo lang op de print houden zodat deze beschadigd. Transceiver (gecombineerde zender / ontvanger): De transceiver is een gevoelig en teer component, dus wees daar ook voorzichtig mee. Plaats de transceiver op de positie zoals aangegeven op de print, deze past maar op 1 manier. Zorg dat de transceiver netjes rechtop staat en soldeer de pinnen aan de onderkant vast en knip deze af. Omdat de transceiver erg gevoelig is moet je dus niet te lang de soldeerbout op 1 plaats houden. Om er zeker van te zijn dat de afscherming goed werkt is het belangrijk dat de transceiver goed contact maakt met de massa van de print, dit gebeurt al bij het solderen van de pinnen aan de onderkant, maar het is ook verstandig om de massa pinnen aan de bovenkant vast te solderen. Hiervoor kun je het beste de print zodanig neer te leggen dat de transceiver met Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 10

11 de achterkant (zijde zonder componenten) naar je toe wijst. Soldeer, van links naar rechts gezien, pin4 en 8 (beide massa) en pin 9 (antenne) vast. Je mag natuurlijk ook alle pinnen doen. Batterij: Als laatste kan de batterij in de houder worden geplaatst, de + moet aan de bovenkant en de aan de onderkant in de batterijhouder. Tot slot: De print kan op de Arduino Mega worden geplaatst. Aandachtspunten: plaats eerst een micro SD card in de houder voordat je de NES + Mega van spanning voorziet, indien dit niet wordt gedaan dan heb je kans dat de NES niet goed werkt I 2 C: Op de print zit een 4-voudige female header, de header kan men gebruiken om de print aan te sluiten op een I 2 C circuit. Als in het I 2 C circuit al een RTC klok aanwezig is dan moet men de klok op de NES uitschakelen, dit kan door de jumper, links naast het DS1307 IC, er af te halen. Keuze mogelijkheid IT in of puls in: Deze keuze kan gemaakt worden door de jumper, boven de 10-voudige connector, in de juiste stand te plaatsen Voeding: De NES shield wordt gevoed door de Mega en heeft dus geen aparte voeding nodig, echter het is niet wenselijk, om de combinatie Mega en NES, gebruik te laten maken van de voeding, via de USB, van de Mega hierdoor kan de combinatie onbetrouwbaar worden. Het is beter de Mega aan te sluiten aan een externe voeding van 5 12 V (liefst 6-9 V). Zend nooit vaak met de combinatie Mega en NES zonder een aangesloten antenne, de kans dat de transceiver defect raakt is dan groot. Voor verder uitleg (over gebruik) van de NES willen we verwijzen naar de Wiki pagina. Eventuele vragen kun je stellen op: Succes. Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 11

12 Relevante handleidingen: - Antennes en antennekables - Nodo ledprint - Nodo Breadboard Protected - Bandkabels samenstellen - Nodo pinbezetting connectoren IDC connectoren / pinbezetting: Pinbezetting 10-polige connector: 1: GND 6: IR out 2 2: RGB led groen 7: IR out 1 3: RGB led blauw 8: IR in 4: RGB led Common 9: + 5V 5: RGB led rood 10: Puls in Pinbezetting 26-polige connector: 1: + 5V 14: Puls in 2: + 5V 15: Analoog 8 3: Digitaal 30 16: Analoog 9 4: Digitaal 31 17: Analoog 10 5: Digitaal 32 18: Analoog 11 6: Digitaal 33 19: Analoog 12 7: Digitaal 34 20: Analoog 13 8: Digitaal 35 21: Analoog 14 9: Digitaal 36 22: Analoog 15 10: Digitaal 37 23: SDA 11: Digitaal 43 (IO-1) * 24: SCL 12: Digitaal 44 (IO-2) * 25: GND 13: Digitaal 45 (IO-3) * 26: GND (*) poorten zijn in de software niet toegewezen Naast 26 polige connector zit nog een aansluiting : digitaal 46 (IO-4), deze is ook niet in de software toegewezen Handleiding Nodo ethernetshield V2.0.1 en V2.0.2 Pagina 12