PC Lab – Der Computer in der Box

Ich habe vor einem Jahr dieses schöne alte Hobby wieder hervorgesucht, weil ich sehen wollte, ob man die damalige Experimentiertechnik nicht mit modernen Weiterentwicklungen verknüpfen könnte. Und so sind einige Projekte entstanden, mit denen ich sehr zufrieden war – und auch ein paar, die mir nicht so gefallen haben. Eines davon war die Anbindung der Experimentierboxen an einen Computer. Das hatte ich über eine USB-Platine realisiert, aber einerseits war diese Platine riesengroß und zum anderen musste immer ein ganzer PC verfügbar sein, damit man einmal ein Gerät einschalten konnte. Das autarke Stereoradio oder der Flachbildfernseher waren da viel witziger. Es war klar: so konnte das nicht bleiben.

Nachdem in diesem Jahr einige Mini-PC-Platinen auf dem Markt erschienen sind (beispielsweise der Raspberry Pi und der APC von Via), reifte die Idee, einen kompletten Computer in Philips-Schuco-Experimentierbox einzubauen, so dass man dessen gesamtes Potenzial nutzen könnte. Ich bestellte frühzeitig einen APC – eine 17x10cm große Platine, für die ein spezielles Android-Betriebssystem vorgesehen war. Je näher aber der Lieferzeitpunkt rückte, um so mehr zweifelte ich daran, dass dies der richtige Weg sei. Einerseits läuft darauf (ebenso wie auf dem Raspberry Pi) keine Standardsoftware, zum anderen muss man sich auch in neue Entwicklungsumgebungen einlernen – und ich komme nun mal aus der PC-Ecke (bin allerdings seit 7 Jahren konsequenter Mac-Nutzer).

Kurzerhand entschloss ich mich für den konsequenten Weg: ich beschaffte ein speziell für den Einsatz im Auto gedachtes Mini-ITX-Board, das extrem flach gebaut war, ohne Lüfter auskam und ansonsten alles bot, was man benötigte: Steckplätze für WLAN und SSD, eingebauter Stereoverstärker und eine Stromversorgung über einen einfachen 12V-Stecker. Grafikausgänge für VGA und HDMI sind ebenfalls vorhanden. Die eingebaute Grafik hängt hinten am VGA-Anschluss, so dass man den heimischen Fernseher noch nebenbei anschließen kann. Mit 17x17cm war es zwar größer als der APC, konnte aber immer noch bequem im hinteren Teil der Experimentierbox unterhalb der Bauplatte verschwinden.

Hier gehts zur Beschreibung der Features des Boards.

Danach begannen die üblichen Arbeiten mit dem Schaltpult: Heraustrennen der Original-Deckplatte, Schneiden und Bearbeiten einer neuen Platte aus Polystyrol, Schneiden, Bohren und Fräsen der Löcher, Bedrucken der Platte mit Rubbelbuchstaben.

Die einzelnen Schritte sind auf einer Unterseite beschrieben.

Nach einem ersten Funktionstest – Windows 7 hatte ich mittels USB-DVD-Laufwerk schon installiert, als die Komponenten noch lose auf dem Schreibtisch herumlagen – fehlte nun noch die Verbindung zwischen Experimentierbox und PC. Diese sollte durch ein USB-Board der Firma Vellemanns hergestellt werden. Grundsätzlich ist es mit ein paar Mikroprozessorkenntnissen nicht sehr schwer, einen USB-Controller zu bauen. Für das Vellemanns-Board spricht aber, dass es haufenweise Softwareunterstützung für alle üblichen Compiler mitbringt und mittels einer einfachen Softwarekomponente (DLL) gesteuert werden kann. Sogar eine iPhone-Unterstützung ist verfügbar.

Mehr zum USB-Board gibt’s hier.

Zwei Teile fehlen noch: die Stromversorgung für die Experimentierbox und der Touchscreen-Controller. Als Stromversorgung verwende ich zwei Linearregler vom Typ 7809 und 7805. Ich habe es mir verkniffen, die 5-Volt-Leitung des PC-Boards anzuzapfen – bei einem Kurzschluss beim Experimentieren wäre ansonsten auch schnell mit dem Computer Schluss. Der 7805 hängt am 7809, der wiederum direkt an der Eingangsspannung durch das Netzteil hängt und nicht an den Komponenten des PC-Boards – gleiche Gründe wie eben.

Der USB-Touchscreen-Controller ist eine kleine schmale Platine, die an der hinteren Wand des Schaltpults mit etwas Heißkleber befestigt wurde. Er wird auf der einen Seite mit dem vierpoligen Kabel verbunden, das man vorsichtig am Bildschirm anlöten muss – ein passender Stecker ist leider nicht vorgesehen. Die andere Seite wird direkt mit einem der USB-Anschlüsse auf dem Board verbunden.

Nach dem Aufbau aller Einzelteile erfolgt der Zusammenbau. Dazu habe ich hauptsächlich Flachbandkabel und passende Stecker benutzt. Ich habe auch auf alte USB-Pfostenstecker aus der Bastelkiste zurückgegriffen, um die Verkabelung so PC-getreu wie möglich zu machen. Außerdem helfen viele Meter Schrumpfschlauch, Kurzschlüsse oder Durchkontaktierungen zu vermeiden.

Die linke Seite des Schaltpults enthält die Taster, um den PC einzuschalten (Power) und zurückzusetzen (Reset) sowie den Ein-Aus-Schalter für das Experimentierboard. Auf der rechten Seite finden sich fünf Schalter, mit denen die digitalen Eingänge des USB-Boards (kurzschlussfrei) ausgelöst werden können. Der sechste (rote) Schalter ist ein einfacher Taster, der an den Anschlussklemmen verfügbar ist.

Außerdem sind im Deckel des Schaltpults zehn Leuchtdioden untergebracht, die die Zustände der zehn Ausgänge (8 digitale, zwei analoge) darstellen. Die dem K8055N beiliegenden Schraubklemmen wurden auf den Schaltpultdeckel montiert und nehmen dort ihre angedachte Funktion wahr.

Diese zwei Bilder zeigen das PC-Lab mit aufgebautem Stereo-Radio, von dem nun nur noch die Platine übrig bleibt. Denn die Stereoverstärker sind ebenso im PC Lab enthalten wie die gesamte Eingangssteuerung.

Mehr vom PC-Lab gibt’s hier:

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10 Kommentare zu PC Lab – Der Computer in der Box

  1. Hausner sagt:

    Hallo, ich finde deine Projekte gut gelungen.

    Vielleicht kannst du mir helfen?

    Ich bin auf der Suche nach meinem Layout – Programm, für die Schaltungsentwicklung incl. Layout. Das Programm Sprint Layout usw kenne ich schon. Ich brauche ein kostenlosen Programm welchen auch die Bauteile nach Bedarf automatisch umsetzt.

    Über eine Antwort würde ich mich sehr freuen.

  2. JeanLuc7 sagt:

    Salut,
    ich verwende DipTrace, das bis zu einer Größe von 300 Lötpunkten kostenlos ist. DipTrace hat eine Datenbank, die grundsätzlich eine solche Umsetzung von Schaltplan nach Platine erlauben soll. Ich habe die Funktion allerdings noch nie benutzt.
    Grüße, JL7

  3. Hausner sagt:

    Hallo und bestend Dank für die schnelle Antwort.

    Hat sehr gut geklappt.!!!!

  4. Hausner sagt:

    Upps‘ eine Frage habe ich noch, wo kann man(n) das Board bestellen??

  5. JeanLuc7 sagt:

    Die Computer-Hauptplatine gibts beispielsweise bei cartft.de, die K8055-Platine kann man als Bausatz beispielsweise bei ELV bestellen.

  6. Elektronikguru sagt:

    Guten Tag,

    ich habe mir das Programm Diptrace heruntergeladen. Wo Finde ich denn die Widerstände usw in diesem Programm. IC’s Habe ich gefunden.

    Beste Grüße

    Elektronijguru

  7. JeanLuc7 sagt:

    Salut,

    ich schreibe hier von der Anwendung „PCB Layout“ von Diptrace. Dort findest Du Widerstände in den unterschiedlichsten Bauformen im Register „RESISTOR“. Ich vergrößere deren Lötpunkte gewöhnlich auf 0.08/0.03 (inch), damit sie sich besser mit 1mm bohren lassen. Außerdem bleibt dann genug Material fürs Löten stehen.

    Grüße,

    JL7

  8. elektronikguru sagt:

    Hallo,

    besten Dank für deine Antwort. Die Lizenz habe ich von 300 Punkte kostenlos auf 500 Punkte erweitern können, mit einer freundlichen E-Mail an den Hersteller.

    Demnoch habe ich mich für das Target 3001 Programm entschieden. Eingearbeitet habe ich mich am Wochenende. Weitere Informationen kann ich Dir per E-Mail zukommen lassen.

    elektronikguru.

  9. Marc van Woerkom sagt:

    Tolles Projekt.

    Inzwischen sind die Boards ja noch weiter geschrumpft:

    So einen Winzling hatte ich für meinen Vater Anfang des Jahres gekauft:
    http://www.gigabyte.com/products/product-page.aspx?pid=4859#ov

    Abmessungen: 42.8 mm x 107.6 mm x 114.4 mm
    Und ist noch recht leise, in der Version mit dem i3.

    Grüsse,
    Marc

  10. JeanLuc7 sagt:

    Hi Marc,
    dieses neue Format ist sehr schick; dremeljunkie hat vor einiger Zeit einen iMac-Umbau mit einem solchen Winzling demonstriert (altes G4-Board aus 2002 gegen ein solches ersetzt). In meinem Fall suchte ich ein extrem flaches und lüfterloses Board; da war dieses MiniITX die beste Wahl.
    Grüße, Frank/JL7

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