Mechanik

Der mechanische Teil von BLINKENmini ist hauptsächlich aus Holz aufgebaut und besteht aus 4 Ebenen.

Frontscheibe

Die Frontscheibe besteht aus Plexiglas und wird von den LEDs auf dem Mittelbrett beleuchtet. Um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Fenster zu garantieren, ist die Scheibe von hinten mit Butterbrotpapier beklebt.


Frontscheibe

Gitter

Das Gitter befindet sich zwischen der Frontscheibe und dem Mittelbrett. Es schirmt die einzelnen Fenster gegeneinenader so ab, dass kein Fenster die Nachbarfenster mitbeleuchtet. Es besteht aus 9 horizontalen und 19 vertikalen Latten.

horizontale Latte     vertikale Latte     Gitter


zusammengebautes Gitter

Mittelbrett

Das Mittelbrett trägt die LEDs und liegt hinter dem Gitter. Mitten in jedem Fenster befindet sich eine einzelne LED. Horizontale Drähte sind an dem Brett angebracht, um die LEDs auf ihrem Platz zu halten. Auf der Rückseite haben wir auch die Verpolungsschutzdioden platziert.

Mittelbrett     Drähte und LEDs auf dem Mittelbrett


Frontansicht des Mittelbretts

detaillierte Frontantsicht des Mittelbretts

Rückansicht des Mittelbretts

detaillierte Rückansicht des Mittelbretts

Blick auf die Dioden auf der Rückseite

Detailaufnahme der Dioden auf der Rückseite

Rückwand;

Die Rückwand trägt die Schaltung und die Stecker. Am Rand sind Latten aufgeleimt um die Rückwand im richtigen Abstand zum Mittelbrett zu halten.

Rückwand


Rückwand ohne Schaltung

Rückwand mit eingebauter Schaltung

Draufsicht auf die Stecker in der Rückwand

Seitenansicht der Stecker in der Rückwand

interne Ansicht der Stecker in der Rückwand

eingesteckte Stecker

eingesteckter Strom-Stecker

Elektronik

Die Elektronik von BLINKENmini kann in 5 Teile eingeteilt werden. 4 Teile davon sind auf einer einzigen Platine an der Rückwand untergebracht. Die Kommunikation mit dem PC erfolgt über den Parallelport.

Schaltplan der gesamten Schaltung

Netzteil

Wir haben das Netzteil nicht selbst gebaut, sondern ein externes Tischnetzteil gekauft, das in der Lage ist 5V bei bis zu 13A zu liefern.

Netzteil

Stecker des Netzteils

Stromeingang

Natürlich haben wir den Stromeingang mit Sicherungen versehen. Eine 1A Sicherung schützt die Chips und jeweils eine 6.3A Sicherung die obere bzw. untere Hälfte der LEDs. Um Schäden durch falsche Polung zu vermeiden, wurden auch Dioden eingebaut. Wegen des hohen Stroms gibt es eine Diode für die Chips und jeweils eine Leistungsdiode für jede Zeile mit LEDs.

linker Teil der Schaltung

linker Teil der eingebauten Schaltung

Taktgenerator

Der Taktgenerator benutzt zwei Inverter (CMOS 4069) um ein Taksignal mit einer Frequenz von etwa 2 kHz zu erzeugen. Diese kann durch ein Potentiometer eingestellt werden. Dieses Taktsignal ist mit dem ACK-Bit des Parallelports verbunden und löst jede halbe Millisekunde einen Interrupt aus. Da wir anfangs einige Probleme mit dieser Konfiguration wegen des relativ hohen Strombedarfs von etwa 10mA des ACK-Eingangs im Interrupt-Betrieb hatten, bauten wir einen NPN-Transistor zur Stromverstärkung ein.

Daten-Ausgabe

Die Ausgabeschaltung besteht hauptsächlich aus gelatchten seriell-ein parallel-aus Schieberegistern (CMOS 4094), Darlington-Transistor-Arrays (ULN2803) und den LEDs (gelb, 50mA). Die Schieberegister bilden dabei 8 Ketten von 24 Bit (nur 18 Bit genutzt). Diese Schieberegister werden seriell vom Parallelport geladen. Dann werden die neuen Daten an den Ausgang durchgeschaltet. Die Darlington-Transistor-Arrays werden von den parallelen Ausgängen der Schieberegister gesteuert und schalten den negativen Pol der LEDs. Natürlich sind die LEDs in Serie mit einem Widerstand geschaltet. (Wir wissen, dass es einfacher gewesen wäre 9 Ketten von Schieberegistern zu benutzten, aber wir hatten nicht genug Pins am Parallelport frei.)

Frontansicht der Schaltung

Rückansicht der Schaltung

rechter Teil der Schaltung

rechter Teil der eingebauten Schaltung

Daten-Eingabe

Um ein paar kleine Spiele mit BLINKENmini spielen zu können, haben wir uns entschieden 4 (S)NES-Controller kompatible Eingänge zu benutzen. Diese Eingänge basieren auf parallel-ein seriall-aus Schieberegistern (CMOS 4021) und ermöglichen es, bis zu 16 Knöpfe einzulesen. Die Dateneingänge sind jewils mit einem 10kOhm Widerstand hochgezogen, um die Knöpfe bei nicht eingestecktem Controller als nicht gedrückt erscheinen zu lassen. Wir benutzen einen Standard 9 Pin SUB-D Stecker um den Controller-Adapter an BLINKENmini anzuschließen. An diesen Adapter, der nur aus einem Stecker, einigen Nägeln und Drähten besteht, haben wir ein paar (S)NES-Controller angeschlossen.

Schaltplan des Controller-Adapters


Controller-Adapter

Controller-Adapter (geöffnet)

Controller-Adapter mit angeschlossenem Pad

Mehr Bilder


interne Ansicht

fast fertig, nur Frontscheibe fehlt (ausgeschaltet)

fast fertig, nur Frontscheibe fehlt (eingeschaltet)

fertig (ausgeschaltet)

fertig (eingeschaltet)

Sonstiges

Stückliste (für alle, die BLINKENmini nachbauen möchten)