Ich habe das ProtoBoard entworfen um meinen Kindern die Welt der Elektronik etwas näher zu bringen. Inzwischen ist das Projekt weiter fortgeschritten und wir haben die ersten Experimente durchgeführt. Angefangen haben wir mit einfachen Experimenten mit Bauteilen wie LEDs, Widerständen und Transistoren mit denen wir am Ende sogar eine Alarmanlage für die Kinderzimmer gebaut haben. Später wird ein Arduino Uno Mikrocontroller hinzukommen und wir werden unsere ersten Programmiererfahrungen mit einer visuellen Programmiersprache machen.
Vor einiger Zeit habe ich in meinem alten Blog die Bauanleitung für das ProtoBoard veröffentlicht. Das ProtoBoard ist eine einfache Halterung für Experimentierplatinen mit integrierter 3,3V und 5V Stromversorgung, die man mitnehmen kann.
Was dem ursprünglichen ProtoBoard fehlte, war die Möglichkeit, einen Mikrocontroller wie den Arduino Uno darauf zu befestigen, da diese nicht auf ein Breadboard gesteckt werden können. Deshalb habe ich das ProtoBoard noch einmal um eine flexible Halterung für verschiedene Mikrocontroller erweitert.
Die aktualisierte Bauanleitung veröffentliche ich deshalb wieder hier auf meinem neuen Blog, diesmal auf Deutsch. Zusammen mit den .stl-Dateien, der Materialliste und einem 3D-Drucker sollte es möglich sein, ein ProtoBoard nachzubauen.
Teileliste:
- 1x hw-131 Board für die Stromversorgung (z.B. dieses hier)
- 8 x M3 Schrauben und passende Muttern
- 4 x Bananenbuchsen (Ich nutze diese hier)
- 2 x Experimentierplatinen (Ich nutze diese hier)
- 1 x Ein/Ausschalter (Ich nutzte diese hier)
- 1 x grüne LED
- 1x Batteriekabel (z.B. diese hier)
- 1 x 9V Batterie
- 7 Nylon Platinen Abstandshalter + Muttern und Schrauben
Benötigtes Werkzeug:
- 3D-Drucker
- Lötkolben
- Lötzinn
- Entlötpumpe
- Schraubenzieher
- Zange
- Kabel in verschiedenen Farben und Längen
- Werkzeug zum Abisolieren
- Schraubenzieher und/oder 6-Kant
- (optional) Multimeter
Schritt 1: Drucken der benötigten Teile
Der erste Schritt besteht darin, die benötigten Teile mit einem 3D-Drucker auszudrucken. Die 5 .stl Dateien können unten heruntergeladen werden.
STLs:
Hier sind alle gedruckten Teile noch einmal abgebildet:
Und hier alle anderen Komponenten:
Schritt 2: Stromversorgung
Das ProtoBoard verwendet ein einfaches hw-131 Breadboard Netzteil zur Stromversorgung. Dieses gibt es bereits für 2,50 € bei E-Bay und ist auch in einigen Elektronik-Starterkits enthalten.
Zur Vorbereitung muss die LED aus dem hw-131 Netzteil entfernt werden. Wir werden die LED später durch eine grüne ersetzen und in den 3D-gedruckten Rahmen einbauen. Das Entfernen funktioniert sehr gut mit einer Entlötpumpe, man kann aber auch einfach einen Lötkolben verwenden.
Nach all den Vorbereitungen beginnt nun endlich der Zusammenbau. Als erstes werden die Ardunio Abstandshalter in das Oberteil geschraubt. Das hw-131 Board verdeckt später die Schrauben und es wäre sehr schwierig, die Abstandhalter nachträglich anzuschrauben. Außerdem kann der Kippschalter bereits montiert werden.
Jetzt können die Kabel an das hw-131 angelötet werden. Dafür drehen wir es herum und löten zuerst die Batteriekabel an. Die Kabel sollten über die lange Seite nach links geführt werden. Der hintere Anschluss des Power Sockets ist V+.
Nun können auch noch die LED Kabel angelötet werden. Die Kabel sollten ruhig erst mal etwas länger sein, sie können hinterher auf die richtige Länge gekürzt werden.
Nun kann das hw-131 Board in die dafür vorgesehen Löcher am gedruckten Oberteil gedrückt werden. Die Länge des roten Kabels kann jetzt überprüft und das Kabel eventuell gekürzt werden. Nach dem kürzen kann das rote Kabel an den Kippschalter gelötet werden.
Jetzt kann das rote Kabel vom Batteriehalter an den Mittelpin des Kippschalters gelötet werden.
Außerdem können die schwarzen Kabel verbunden werden. Ich habe sie verlötet und mit Tape umwickelt.
Ein einfacher Funktionstest mit verbundener Batterie und einer LED am 3,3V Out des hw-131 Boards (oder korrekter via Multimeter) zeigt ob alles richtig verbunden wurde. Die LED sollte leuchten wenn der Kippschalter umgelegt wird.
Nun kann die grüne LED in das Oberteil eingedrückt werden. Wenn sie nicht halten sollte kann man die LED zusätzlich noch mit Plastikleber fixieren. Die Beine der LED sollten dann in Richtung hw-131 Board umgedrückt werden..
Jetzt können an die umgedrückten Beine die LED Kabel angelötet werden. Wichtig ist die Kabel vorher auf die richtige Länge zu kürzen.
Jetzt machen wir einen Funktionstest mit der neuen Status LED des hw-131Boards. Wird der Kippschalter betätigt sollte sie leuchten. Wenn dies nicht der Fall ist sollten noch einmal alle Verbindungen überprüft werden.
Jetzt können die Bananensockets in die vorgesehen Löcher an der Oberseite eingebaut werden.
Dann die Kabel anschließen. Hier darauf achten dass der 3,3V und der 5V Out auch am jeweils richtigen Bananasocket anliegt. Die Kabel können dann auf die richtige Länge gekürzt und an den Bananasockets angelötet werden.
Rahmen verschrauben
Wenn alles richtig verdrahtet, verlötet und verbunden ist kann der Rahmen verschraubt werden. Wichtig ist die Schrauben erst mal nicht zu fest zu schrauben sondern ein wenig Spiel zu lassen.
Ist der Rahmen montiert können die beiden Breadboards zusammengesteckt werden. Diese werden dann in den Rahmen gesteckt.
Jetzt können die Schrauben festgezogen werden.
Im letzten Schritt wird der Arduinohalter auf die Abstandshalter geschraubt.
Tada – Das ProtoBoard ist fertig!
Damit haben wir eine schöne und für Kinder interessante Grundlage für zukünftige Elektronik-Experimente geschaffen. Auf dem ProtoBoard ist alles integriert, was man zum Start braucht. Es ist transportabel, hat eine integrierte Stromversorgung und der Mikrocontroller ist fest angeschraubt.
Im nächsten Schritt möchte ich einige unserer Experimente dokumentieren. Vielleicht hat jemand Erfahrungen und Ideen mit einfachen elektronischen Experimenten für Kinder? Ich selbst bin immer auf der Suche nach neuen Ideen.
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