Arduino Projekt: LED Weihnachtsbaum

In diesem Beitrag möchte ich ein kleines Arduino Projekt zum Weihnachtsfest präsentieren.

Arduino Projekt "Weihnachtsbaum"

Das Layout des PCB habe ich selber erstellt und bereits im Tutorial Eigene PCBs mit Seeedstudio erstellen erläutert.

PCBs von Seeedstudio.com
PCBs von Seeedstudio.com

Benötige Bauelemente & Werkzeuge

Für das zusammenbauen verwende ich folgende Werkzeuge:

  • Lötkolben,
    • inkl.  Lötzinn ∅ 0,5mm
    • Ständer
    • hitzebständige Unterlage
  • Seitenschneider
  • Pinzette

Für das PCB Layout benötige ich des Weiteren:

Für den Betrieb des PCBs wird benötigt:

Den Arduino Nano gibt es als „China clone“ für schon knapp 4€ zu kaufen, wenn man jedoch den Originalen erwerben möchte muss man schon deutlich tiefer in die Tasche greifen. Beim kaufen eines „China clones“ muss man darauf achten welcher Chip montiert ist. Hier gibt es einige Unterschiede obwohl alle die Bezeichnung „Arduino Nano v3.0“ tragen.

Für den Arduino Workshop habe ich den Arduino Nano v3.0 mit dem ATmega168  Chip und dem für diese Typen üblichen CH340G Chip verwendet. Dieser musste in der Arduino IDE „nur“ unter Bootloader eingestellt werden und dann lief auch dieser zuverlässig.

Testen der LEDs

Bevor mit dem zusammenbauen begonnen wird, empfehle ich hier die LEDs auf die korrekte Funktion zu testen. Dieses kann mit einer Knopfzelle schnell erledigt werden. Oder aber man hat ein Messinstrument mit welchem man Dioden Testen kann hier wird eine geringe Spannung ausgegeben und die LED leuchtet auf.
Auf ebay.de gibt es auch spezielle Geräte zum Testen von Leuchtdioden für schon knapp 3 Euro inkl. Versandkosten.

Hinweis zum Aufbau

Auf der Platine ist für jede LED ein kleines Symbol eingezeichnet wo man erkennen kann wie herum diese eingesteckt wird.
In meinem Fall ist es nun das genau dieses Symbol um 180° verdreht ist somit wird die Kathode (der Minuspol) nach oben und die Anode (der Pluspol) nach unten eingesteckt.

Schritt 1 – Auflöten der LEDs

Als erstes wollen wir die LEDs einlöten.

Lötaugen für die LEDs, Kathode - Anode
Lötaugen für die LEDs, Kathode – Anode

Ich wähle hier 5mm LEDs in den Farben rot und gelb.

Die LEDs werden mit der Kathode (kurzes Beinchen bzw. abgeflachte Seite) nach oben in die Löcher gesteckt und die Beinchen auf der Rückseite umgebogen.

Aufbau einer LED
Aufbau einer LED

Dieses hat den Vorteil das die LEDs nicht wieder rausrutschen können.

Weihnachtsbaum einlöten der LEDsWeihnachtsbaum einlöten der LEDs
Weihnachtsbaum einlöten der LEDs

Schritt 2 – Piezo Buzzer einlöten

Auf dem Piezo Buzzer ist ein kleines (+) Zeichen abgebildet dieses spielt beim einlöten keine Rolle.

Piezo Buzzer
Piezo Buzzer

Für den Piezo Buzzer sind zwei kleine Lötaugen auf der Platine welche mit „Buzzer“ markiert sind, diese führen zu zwei Stifte welche im nächsten Schritt eingelötet werden.

Schritt 3 – Einlöten der Stiftleiste(n)

Die 12 Stiftleisten müssen in 

  • 1x 9er Stiftleiste (für die LEDs)
  • 1x 2er Stiftleiste (für den Buzzer)
  • 1x 1er Stift (für GND)

mit einem Seitenschneider getrennt werden.

Hier empfehle ich den Erwerb von Stiftleisten mit einer definierten Kerbe.

Stiftleiste 2,54mm
Stiftleiste 2,54mm

Es gibt die Stiftleisten auch mit einer glatten Kante, jedoch habe ich hier festgestellt das diese sich nur mit aller Vorsicht und einer feinen Säge vernünftig teilen lassen. Daher greife ich immer gerne auf die Abgebildeten Stiftleisten zurück.

Die Stiftleisten lassen sich nicht umbiegen und daher hat man etwas „fummelarbeit“ vor sich. Ich stapel mir immer etwas auf so das die Platine und die Stifte im rechten Winkel stehen, danach wird ein Stift angelötet.

Platine mit Lötstiften
Platine mit Lötstiften

Hat man dieses getan so kann man die restlichen Stifte bequem mit einer 3. Hand festlöten.

Schritt 4 – Einlöten der Widerstände

Die 9 Widerstände werden in die markierten (R1..R9) Löcher gesteckt und eingelötet.

eingelötete, 220 Ohm Widerstände auf der Platine
eingelötete, 220 Ohm Widerstände auf der Platine

Bei einem Widerstand ist es egal wie herum dieser eingelötet wird, es ist jedoch ansehnlicher für den Betrachter wenn alle Widerstände in die gleiche Richtung eingelötet wurden.

220 Ohm Widerstand
220 Ohm Widerstand

Bei den Widerständen ist es wichtig das die Beinchen auf der Rückseite umgebogen werden, denn diese verrutschen sehr schnell.

Schritt 4 – anschließen der Breadboardkabel

Im vierten Schritt werden die Breadboardkabel angeschlossen ich verwende 20cm lange,  mit Stecker und Buchse. 

Weihnachtsbaum mit Breadboardkabel
Weihnachtsbaum mit Breadboardkabel

 

Schritt 5 – Programmieren 

Die Melodie habe ich aus dem Sketch von AbhishekGhosh entnommen, dieser hat auf dem GitHub Repository https://github.com/AbhishekGhosh/Arduino-Buzzer-Tone-Codes/blob/master/Jingle-bells.ino  ein entsprechendes Arduino Sketch bereitgestellt. 

Somit konnte ich dieses fast 1:1 übernehmen. Ich habe da nur einpaar Variablennamen, die Funktion zum abspielen der Melodie sowie einpaar modifier angepasst. 

Es werden keine zusätzlichen Bibliotheken benötigt!

Quellcode

 

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