Hacklace

Hacklace Release status: experimental [box doku]

Beschreibung	Eine Halskette mit 5x7-Dot-Matrix-Led-Display
Autor(en)	fabster, muzy
Letzte Version	Revision B
Lizenz	Creative Commons (siehe unten)
Download	Download

Hacklace - A Necklace for Hackers

Ein passendes Accessoire zur Adventszeit für alle Nerds, Geeks und Hacker? Wir haben es jetzt schon.
Du suchst noch nach einem unkonventionellen Weihnachtsgeschenk mit individueller Botschaft? Dann ist Hacklace vielleicht die Lösung.
Du willst auch ganzjährig auf Partys und in Clubs ein leuchtendes Zeichen setzen? Hacklace ist immer ein Blickfang, mit dem du dich abhebst und deine Leidenschaft für Technik dokumentierst.

Beim Hacklace handelt es sich um ein 5 x 7 Dot-Matrix-Led-Display, welches wie eine Halskette getragen werden kann. Auf dem Display lassen sich beliebige Textnachrichten oder Animationen darstellen.

Features

Nur 48 mm x 15 mm groß
Mobiler Betrieb durch Versorgung mit Knopfzelle
Optisch reizvoll durch perfekt symmetrische Anordnung aller Bauteile (Oberseite)
Durch Ändern des Pin-Mappings an verschiedene Dot-Matrix-Typen anpaßbar
ASCII-Zeichensatz mit deutschen Umlauten
Proportional-Font
Originelle Sonderzeichen und Symbole
Vorgefertigte Animationen im Flash
Speichern von eigenen Texten und Animationen im EEPROM
Serielle Schnittstelle (3,3 V oder 5 V) zum einfachen Download eigener Messages
Texte und Animationen können als Textfile mit jedem beliebigen Editor erstellt werden
Zwei Scroll-Modi: Vorwärts und bidirektional
Scrollgeschwindigkeit und Pause einstellbar
ISP-Anschluß zum Programmieren eigener Firmware

Voraussetzungen / Schwierigkeitsgrad

Hacklace wurde als Einsteigerprojekt konzipiert, so daß es auch von Anfängern leicht nachgebaut werden kann. Du solltest über grundlegende Lötkenntnisse verfügen und in der Lage sein, einen AVR-Mikrocontroller zu flashen. Falls Löten und Flashen noch nicht zu deinem Repertoire gehören, empfehlen wir, das Hacklace unter Anleitung eines erfahrenen RaumZeitLaboranten zusammen zu bauen. So kannst du dir die nötigen Kenntnisse schnell und unkompliziert aneignen.

Ausrüstung und Werkzeug

Folgendes wird zum Zusammenbau benötigt:

Einfache Lötausrüstung (Lötkolben, Seitenschneider, Pinzette, "Dritte Hand" ...)
ISP-Programmiergerät für Atmel AVR-Mikrocontroller
Computer
Optional: Ausrüstung zur Herstellung einseitiger Platinen

Alles ist im RaumZeitLabor vorhanden und steht dir zur Verfügung.

Hardware

Platine

Die Platine wurde einseitig entworfen und das Layout so gestaltet, daß man die Platine leicht selber ätzen kann. Eine Belichtungsvorlage findet sich unter Download.

Es werden nur zwei verschiedene Bohrdurchmesser verwendet. Die Pins für die Led-Matrix und die beiden Befestigungsanschlüsse des Tasters werden mit 1,2 mm gebohrt. Alle anderen Bohrungen mit 0,9 mm. An der oberen Kante sind rechts und links jeweils ein Pad, welches keinen elektrischen Anschluß hat und als Zugentlastung für das Kabel dient. Diese Pads werden auf den Außendurchmesser des Kabels aufgebohrt.

Eventuell werden wir zur Herstellung der Platine noch einen Ätzworkshop veranstalten.

Aufbau

Zur Erläuterung: Die Platinenoberseite ist die Seite ohne Leiterbahnen. Diese Seite ist die sichtbare Vorderseite. Auf der Rückseite befinden sich die Kupferbahnen. Dies ist die Lötseite.

Der Aufbau geschieht wie folgt:

Als erstes werden die beiden SMD-Widerstände auf der Leiterbahnseite aufgelötet. Durch die große 1206-Bauform ist das nicht weiter schwierig. Zunächst ein Pad mit etwas Lötzinn belegen, dann das Bauteil mit der Pinzette an das Lötpad halten und mit dem Lötkolben festlöten. Wenn das Bauteil richtig sitzt, den zweiten Anschluß verlöten.
Die Drähte des "normalen" Widerstands im richtigen Abstand abbiegen, Widerstand auf die Platinenoberseite stecken und auf der Lötseite festlöten.

Wird fortgesetzt...

Flashen

Zum Flashen der Software benötigt man einen AVR-Programmer, der an der ISP-Schnittstelle angeschlossen wird. Die Fuses des ATtiny4313 müssen so eingestellt werden, daß der Controller mit seinem internen RC-Oszillator auf 4 MHz läuft. Danach wird das Hex-File ins Flash geschrieben.

Beispiel (mit avrdude und einem mySmartUSB light-Programmer): (!!!!!! Das Beispiel muß noch angepaßt werden !!!!!!)

 avrdude -p t4313 \                 # ATTiny4313
         -P /dev/ttyUSB0 \          # Device
         -c stk500 \                # Programmer
         -e -v \                    # Chip löschen und verbose Ausgabe
         -U flash:w:Hacklace.hex \  # File zum flashen
         -U lfuse:w:0xe4:m \        # Fuses richtig setzen
         -U hfuse:w:0xdf:m \
         -U efuse:w:0xff:m

Software

Die Software wurde mit dem AVR-Studio 6.0 von Atmel entwickelt.

Displayspeicher

Das Hacklace verwendet einen Displayspeicher von 200 Byte. Jedes Byte repräsentiert eine Spalte der Anzeige. Da der Zeichensatz proportional ist, haben die meisten Zeichen nur eine Breite von vier Spalten zuzüglich einer Spalte Abstand zum nächsten Zeichen. Somit können Texte bis ca. 40 Zeichen dargestellt werden. Animationen bestehen aus einzelnen Frames, wobei jeder Frame fünf Byte benötigt. Eine Animation kann daher aus maximal 40 Frames bestehen.

Konfiguration

Über ein serielles Interface kannst du deine eigenen Texte und Animationen auf das Hacklace übertragen. Hierzu benötigst du ein serielles 3,3 Volt-Interfacekabel (5 Volt geht auch), welches an CON2 angeschlossen wird (GND - Pin 1, TxD - Pin 2). Anschließend kannst du mit einem Terminalprogramm ein Textfile an das Hacklace senden (2400 Baud, 8 Datenbits, keine Parität, 1 Stoppbit).

Das Textfile zur Konfiguration enthält deine eigenen Texte und Animationen. Es läßt sich mit jedem beliebigen Texteditor erstellen. Zum Speichern des Konfigurationsfiles stehen im internen EEPROM des Mikrocontrollers maximal 256 Byte zur Verfügung.

Format des Konfigurationsfiles

Im folgenden wird das Format erläutert.

Hier muß ich noch was schreiben...

Download

(!!!!! Die Dateien werden verfügbar gemacht, sobald das Projekt den Status "stable" hat. !!!!!)

Datei	Format	Lizenz
Vortrag zur Projektpräsentation	.pdf	tbd
Schaltplan	.pdf	tbd
Bauteileliste	.pdf	tbd
Belichtungsvorlage	.pdf	tbd
Bestückungsplan (Vorder- und Rückseite)	.pdf, .pdf	tbd
Hex-File zum Flashen des Controllers	.hex	tbd
Sourcecode	[1]	tbd

Die aufgeführten Dateien stehen unter der jeweils angegebenen Creative-Commons-Lizenz.

Bedienung

Da das Hacklace nur einen einzigen Knopf besitzt, ist die Bedienung sehr einfach.

Ein kurzer Druck auf den Taster wechselt auf den nächsten Text bzw. die nächste Animation. Hält man den Taster für einige Sekunden gedrückt, schaltet sich das Hacklace aus. Aus diesem Zustand kann man es durch einen kurzen Tastendruck wieder zum Leben erwecken.

Bilder

So sieht der erste Prototyp aus.	So sieht der erste Prototyp aus.
So sieht der erste Prototyp aus.	So sieht der erste Prototyp aus.

Bezugsquellen

Die benötigten Bauteile können bei Reichelt bzw. CSD-Electronics bestellt werden. Ein Auflistung mit Bestellnummer findet sich hier.

Eventuell wird das RaumZeitLabor auch einen Bausatz anbieten.

Credits

Hacklace wurde inspiriert durch das Projekt "TinyMatrix" von TigerUp [2]. Da wir jedoch unsere eigenen Vorstellungen umsetzen wollten, ist Hacklace bezüglich Hard- und Software eine komplette Neuentwicklung.