Bausatz: "Electronic Hourglass Kit"

Der Bausatz für eine LED-Sanduhr ( Electronic Hourglass Kit bzw. Electronic Hourglass Kit ) war eine kleine Lötübung mit einigen Überraschungen.

Bausatz

Dem Bausatz liegen neben 61× blauen 3mm-LEDs (57 Stück werden nur benötigt) noch ein paar andere Komponenten bei (Mikrotaster, Schalter, IC-Sockel, Stiftleiste). Darunter befindet sich auch ein 330nF Keramikkondensator, für den es allerdings auf der Platine keinen Platz gibt (nach einigen Recherchen im WWW gibt es anscheinend noch andere Bausätze, die diesen Kondensator parallel zum Mikrocontroller benutzen. Zentraler Bestandteil des Bausatzes ist der STC15W201S, ein Mikrokontroller basierend auf der Architektur des Intel 8051.

Schaltplan und Funktion

Der beiligende Schaltplan liefert keine großen Überraschungen, nur dass die LEDs keinen Vorwiderstand besitzen und vermutlich mit Charlieplexing angesprochen werden, da die Ausgänge des IC nicht für die 57 anzusteuernden LEDs ausreichen würden.

Zusammenbau und Resultat

Bei Verlöten der Komponenten ist darauf zu achten, dass keine Beschriftung auf der Platine angebracht ist, so dass die Polung der LEDs nicht auf den ersten Blick ersichtlich ist. Da folgende Bild zeigt, wie die LEDs auf die Platine gebracht werden müssen (alle LEDs sind gleich ausgerichtet).

Nach dem Verlöten aller Komponenten ist der Bausatz bereit für den ersten Test:

Die Platine bietet zusätzliche Lötstellen für eine Mikro-USB-Buchse und damit eine 5V-Stromversorgung.

Leider funktioniert bei mir das Modul nicht genau wie geplant, entweder ist auf der Platine etwas falsch verdrahtet, beim Löten ist etwas beschädigt worden oder der Mikrocontroller wurde falsch programmiert. 😥

Mikrocontroller

Der Chip, der die ganze Schaltung steuert ist ein STC15W201S, ein Mikrocontroller von STC MCU Ltd. basierend auf der Architektur des Intel 8051 und hat folgende Spezifikationen:

• Betriebsspannung: 2,4V bis 5,5V
• SRAM: 256 Bytes
• Flash-Speicher: 1 kByte
• EEPROM: 4 kBytes
• Taktfrequenz: 35 MHz
• Programmierung: ISP (In-System-Programming) und IAP (In-Application-Programming)
• Pins: 14
• Stromaufnahme: max. 20mA pro Pin; max. 90mA gesamt

ISP-Programmierung

Der Youtube-Channel Rick100 erklärt in dem Video Program the STC15W201S mcu in an led Hourglass kit, wie man den STC15W201S so umprogrammieren kann, damit das Modul eigene LED-Sequenzen abspielt.

Zunächst benötigt man einen USB-Serial-Adapter (z.B. FT232RL oder CH340), der den PC mit den 4 Programmier-Pins auf der Platine verbindet. Auf der Seite STC-hourglass-kit wird erklärt, wie man diese Verbindung genau durchführt.

Nun läd man sich die neueste Version der STC MCU (ISP)programming software herunter:
http://www.stcmicro.com/rjxz.html und öffnet die Anwendung. So oder so ähnlich sollte dann das Fenster aussehen:

Folgende Einstellungen habe ich dafür durchgeführt:

• MCU Type: STC15W201S
• COM Port: (auswählen, an welchem der Programmier-Adapter hängt)
• Input IRC frequency: 24.000 MHz
• Open Code File: (hex-Datei für Programm auswählen: hier HG_eep2_bin.hex aus dem o.g. GitHub-Repository)
• Open EEPROM file (hex-Datei für LED-Sequenz auswählen; hier page_336b.hex aus dem o.g. GitHub-Repository)

Danach wird Download/program gedrückt und die In-System-Programmierung sollte durchgeführt werden.

Man kann eigene LED-Sequenzen selbst erstellen mit dem STC-Hourglass-LED-Editor

Will man eigene Programm in C erstellen und für den STC kompilieren, so benötigt man den Small Device C Compiler. (Habe ich bisher noch nicht ausprobiert)

Demo

Leider hat bei mir weder die originale noch die programmierte LED-Sequenz korrekt funktioniert. Anscheinend ist auf der Platine irgendetwas beim Verlöten schief gelaufen oder beschädigt worden.