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| {{Resource
| | Массовая рассылка объявлений на Avito |
| |name=Vereinfachtes I²C
| | Успешная анонсов в интернете, на доски объявлений. |
| |description=Einwege-Kommunikation
| | Продвижение и раскрутка сайтов, интернет-магазинов и больших проектов |
| |location=Hauptraum
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| |resource category=Infrastruktur
| | Отчеты о проделанной работе. |
| |image=SI2C-Timing.png
| | Подробнее на сайте www.adbot.ru |
| |ownership=club
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| |contactnick=derf
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| |use=careful
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| |has label=Yes
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| }}
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| I²C-ähnliche Twowire-Verbindung, allerdings writeonly und ohne ACKs um die Verwendung von Repeatern zu vereinfachen.
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| == Hardware ==
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| Ein SI2C-Bus hat vier Leitungen: GND, VCC, SDA und SCL. SDA und SCL müssen sowohl 3.3V als auch 5V als High-Pegel akzeptieren und high impedance sein, sinnvollerweise werden dazu Optokoppler verwendet (spart auch direkt jegliche Probleme mit ungleichen GND-Pegeln).
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| Für einen Client gibt es zwei Varianten, am Bus zu hängen:
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| * Ohne eigenes Netzteil: VCC und GND kommen aus dem Bus. Es sollte damit gerechnet werden, dass VCC auf ~11V runtergehen kann, und am besten werden keine signifkanten Lasten betrieben. 7-Segment-Anzeigen und Relais sind aber kein Problem
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| * Mit eigenem Netzteil: GND aus dem Bus geht nur zum Eingang der Optokoppler, die restliche Schaltung bekommt VCC und GND aus ihrem Netzteil. Der Bus-VCC wird nicht verwendet
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| Beispiel für die Variante mit eigenem Netzteil: [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/blob/master/client/avrshift/avrshift.png avrshift Schaltplan]. Bei Aufbau ohne Netzteil kommt VCC (SUPPLY-1) aus dem Bus
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| und es ist GND == GPIOGND.
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| === Ratings ===
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| {| class="wikitable"
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| |-
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| ! Parameter !! Min !! Max
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| | VCC || — || 12 V
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| |-
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| | SDA/SCL low || -0.1 V || 0.1 V
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| |-
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| | SDA/SCL high || 3 V || 5 V
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| |-
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| | VCC current || — || 250 mA
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| |-
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| | SDA/SCL current @ 3.3V || — || 1 mA
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| |-
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| | SDA/SCL current @5V || — || 5 mA
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| |}
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| == Protokoll ==
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| Bitbasiert. Im Ruhezustand sind SDA und SCL low, die erste steigende SCL-Flanke ist auch das erste most significant bit der Übertragung (es gibt keine start condition). Bei jeder weiteren steigenden SCL-Flanke werden weitere Bits eingelesen, beendet wird das ganze durch die stop condition: Fallende SCL-Flanke mit SDA high. D.h.: Falls weitere bits folgen, muss SDA vor der fallenden SCL-Flanke auf low gesetzt werden.
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| Auf höherer Ebene gilt: Es können beliebig viele Bits / Bytes übertragen werden, solange die least significant (d.h. die letzten) 16 Bit die Geräteadresse sind. Nach einer steigenden SCL-Flanke ist das SDA-Signal für 100µs gültig, d.h. es muss in dieser Zeit eingelesen und verarbeitet werden. Die Low- bzw. High-Phase von SCL dauert je 200µs, nach der stop condition darf beliebig lange nicht auf den Bus reagiert werden. For the record: Die Übertragungsrate ist damit ca. 2kbit/s.
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| === TLDR ===
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| {| class="wikitable"
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| ! SCL !! SDA !! Aktion
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| |-
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| | ↑ || <tt>X</tt> || Bit <tt>X</tt> von rechts (als Least Significant Bit) ins Register schieben
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| |-
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| | ↓ || 1 || stop condition: Eingabedaten übernehmen
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| |-
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| | ↓ || 0 || ''Keine''
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| |}
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| [[Image:SI2C-Timing.png]]
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| AVR-C-Beispiel: [https://github.com/derf/dorfmap/blob/master/avrshift/main.c#L68 avrshift/main.c Z.68ff]
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| == Kabel ==
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| [[File:SI2C-Doku.png|thumb|right|400x200px|Kabelwege]]
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| {| class="wikitable"
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| ! Bus !! Kabel
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| |-
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| | feedback1 || [[Schleuse]] an {{H|feedback}} --(( violettes RJ45 ))-- Kabelkanal oberhalb [[Printer/HP2100]] --(( Flachbandkabel entlang Kabelkanal ))-- [[Treppe]]
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| |-
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| | feedback1 || Repeater [[Nomspace]] --(( Flachbandkabel ))-- [[Maschinenraum]]
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| |-
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| | donationprint1 || [[Schleuse]] an {{H|donationprint}} --(( Flachbandkabel ))-- [[Laptop Lounge]]
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| |-
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| | donationprint2 || [[Schleuse]] {{H|donationprint}} --(( 2x rot/weiß Doppellitze ))-- [[Laptop Lounge]] an [[Blinkencontrol]]
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| |-
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| |}
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| === Pinbelegung 4pol-Flachbandkabel ===
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| * 1: SDA
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| * 2: VCC (12V)
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| * 3: GND
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| * 4: SCL
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| === Pinbelegung 8pol-Flachbandkabel ===
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| Geplant, für Kombikabel mit CAN und SI2C.
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| * 1: CANH
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| * 2: 12V
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| * 3: CANL
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| * 4: GND
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| * 5: SDA
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| * 6: GND
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| * 7: SCL
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| * 8: 5V
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| == Devices ==
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| Soft- und Firmware liegen aktuell im [https://github.com/derf/dorfmap dorfmap]-Repo.
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| {| class="wikitable"
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| ! Bus !! ID !! Firmware !! rev !! Ort !! Funktion
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0002</tt> || avrshift || 0.04-42-g1a373d3 || Hackcenter Kabelkanal || 12V sink
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0004</tt> || charwrite-legacy || 0.04-106-g544d694 || <s>Hackcenter</s> || <s>4x7segment (links)</s>
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0005</tt> || charwrite-legacy || 0.04-106-g544d694 || <s>Hackcenter</s> || <s>4x7segment (rechts)</s>
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0006</tt> || avrmf || 0.05-28-g5f8445e || <s>Schaufenster</s> || <s>5V source (5 digital, 3 pwm) + Repeater</s>
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0007</tt> || avrshift || 0.05-38-g7b9a4e3 || Lounge Kabelkanal || 12V sink
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0008</tt> || blinkencontrol || 0.05-47-g7ce9480 SDASCL_MIXUP || Hackcenter Regal || RGB-LED-Streifen
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0009</tt> || avrshift || 0.05-69-gcc36007 || Hackcenter Regal || 5V source -> 12V sink -> LED-Streifen im Regal
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| |-
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| | feedback1 || <tt>000a</tt> || avrmf || 0.06-44-g7757c9b || Nomspace || 12V out (6 digital, 3 pwm) + Repeater
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| |-
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| | feedback1 || <tt>000c</tt> || avrpwm || 0.07-2-g3fff051 || Treppe || 12V out (9 digital, 4 pwm)
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| |-
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| | feedback1 || <tt>000d</tt> || avrpwm || 0.08-2-g3a8deec || Maschinenraum || 12V out (9 digital, 4 pwm)
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| |-
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| | feedback1 || <tt>000e</tt> || avrpwm || 1.0.2-4-ga5c3047 || Hackcenter || 12V out (9 digital, 4 pwm)
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| |-
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| | feedback1 || <tt>000f</tt> || avrmf || 1.0.2-12-gc323689 || Schaufenster || 12V out (7 digital, 4 pwm) + Repeater
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0010</tt> || charwrite || 1.0.2-17-g188905a || Maschinenraum || 6x7segment
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0011</tt> || charwrite || 1.0.2-17-g188905a || Küche || 6x7segment
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0012</tt> || avrpwm || 1.0.2-37-gef59205 || Hackcenter Regal || 12V out (9 digital, 4 pwm)
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| |-
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| | feedback1 || <tt>0013</tt> || charwrite || 1.0.2-38-gabb5185 || Hackcenter || 6x7segment
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| |-
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| | donationprint1 || <tt>0000</tt> || avrshift || 0.04-42-g1a373d3 || Lounge || 12V out
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| |-
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| | donationprint2 || <tt>0001</tt> || blinkencontrol || 0.04-110-gfa20b4e || Lounge || RGB-LED-Streifen
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| |-
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| | donationprint2 || <tt>0003</tt> || charwrite-legacy || 0.04-50-gf6641aa || Lounge || 4x7segment
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| |-
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| |}
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| Aktuell gibt es die folgenden Arten von Geräten
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| === Master ===
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| ==== Raspberry Pi ====
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| Ein RasPi kann direkt über zwei GPIO-Pins (+ Ground) als Bus Master angeschlossen werden. Der Bus kann dann mittels [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/tree/master/si2c-bitwrite si2c-bitwrite], [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/tree/master/si2c-bytewrite si2c-bytewrite] oder [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/tree/master/si2c-charwrite si2c-charwrite] (abhängig von der Art des Zielgeräts) bespielt werden.
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| Die Programme erwarten jeweils die Pin-Nummer des SDA-Pins als erstes und die des SCL-Pins als zweites, also z.B. "si2c-bitwrite 8 11" für gpio8 und gpio11. Die Nummern beziehen sich auf das sysfs (<tt>/sys/class/gpio</tt>), die Pins müssen dort schon als Outputs exportiert sein. si2c-charwrite nimmt zusätzlich die Zieladresse (hi und lo) als drittes und viertes Argument.
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| Die eigentlichen Daten (inklusive Adresse für bitwrite/bytewrite) werden auf STDIN entgegengenommen. Ein Bit/Byte/String (alles in ASCII) pro Zeile, bei "push" oder EOF wird übertragen. Eine Payload von FE ED CA FE an einen Byte-orientierten Client mit Adresse 000a an GPIO-Pins 8 und 11 wäre dann z.B. <tt>echo "254\n237\n202\n254\n0\n10\n" | si2c-bytewrite 8 11</tt>
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| === Client ===
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| ==== avrshift ATTiny2313A ====
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| Addressierbares Schieberegister. Nimmt Bits entgegen und ordnet sie den digitalen Ausgängen (i.A. 5V oder 12V) zu.
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| ==== avrpwm ATTiny2313A ====
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| Addressierbares Schieberegister++. Ordnet einen Teil der Eingabe binär (bitweise) den digitalen Ausgängen zu und hat dann noch drei bis vier Bytes für Analog-Ausgänge (8bit-PWM.)
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| ==== avrmf ATTiny2313A ====
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| avrshift/avrpwm mit Repeater. Hat allerdings zwei Ausgänge weniger, die stattdessen SDA und SCL galvanisch getrennt weiterreichen.
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| ==== blinkencontrol ATTiny2313A ====
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| Wird direkt mit Animationssequenzen gefüttert, Details siehe [[Blinkencontrol]].
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| ==== 7segment ATTiny2313A ====
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| Steuert vier 7-Segment-Displays. Empfängt 32 Byte an Daten und legt diese direkt auf die Segmente, Zeichen müssen also schon vorher auf Bytes umgerechnet werden. Es werden immer nacheinander Bytes 1-4, 5-8, 9-12, … angezeigt (d.h. die Position auf dem Display ist byteposition % 4).
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| ==== avr-rs232 ATTiny2313A ====
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| Bus-Test / Debugger. Gibt empfangene Pakete (Bytefolge inkl. Stop Condition) hexadezimal auf der seriellen Schnittstelle aus, kann mit nem USB-TTL-Adapter ausgelesen werden.
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| ==== avr-rs232 Arduino ====
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| Bus-Test / Debugger. Gibt empfangene Pakete (Bytefolge inkl. Stop Condition) hexadezimal auf der seriellen Schnittstelle aus, kann mit nem USB-TTL-Adapter ausgelesen werden.
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| Hat keine galvanische Trennung zum Bus, sollte also nur von einem Laptop ohne angeschlossenes Netzteil benutzt werden.
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| == Platinen ==
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| Der Großteil der im Dorf verbauten Platinen ist handgeklöppelt auf Lochraster, inzwischen gibt es aber auch fertige PCBs zum Bestücken.
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| === avrmf ===
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| [[File:avrmf-smd-top.jpg|thumb|right|400x200px|avrmf (obere Seite)]]
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| [[File:avrmf-smd-bot.jpg|thumb|right|400x200px|avrmf (untere Seite)]]
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| Kann für avrshift/avrpwm/avrmf genutzt werden, bei Verwendung als Repeater werden die beiden ULN2803-Beinchen oben Links (bei den als avrmf SDA/SCL gelabelten Kontakten) abgeknipst und durch SI2C-Kabel ersetzt.
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| Serviervorschlag:
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| * 100nF 0805 auf C2
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| * 10k 0805 auf R3
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| * 1k 0805 auf R1, R2, R4, R5
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| * 0805 LEDs: grün auf PWR, gelb oder rot auf ACT (Pluspol zeigt zum Label, Minuspol zum ULN2803)
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| * ICs und Wannenstecker wie angegeben
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| ** Die beiden KB817 können auch durch einen KB827, TLV827 o.ä. ersetzt werden
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| * 330nF oder 1µF auf C1
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