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Nimian 1.0

Das Mainboard der Uhr habe ich in Anlehnung an Ramian (mein Radar-Board) Nimian getauft.

Das fertig bestückte Nimian 1.0.
  • Als Microcontroller dient der SAM4N8A von Atmel der die ARM Cortex-M4-Architektur umsetzt. Der Controller läuft per PLL auf 100 MHz.
  • Das Board bietet 3 UART-Ausgänge, 2 SPI-Kanäle, eine TW/I²C-Schnittstelle sowie einen Header für die Nixie-Module. Es werden vermutlich nicht alle Schnittstellen genutzt werden, behalten aber die Möglichkeit vor, Nimian anderwertig einzusetzen.
  • Die 5 V-Versorgungsspannung wird von einem Linearregler auf 3,3 V gesenkt. Falls diese einbricht, wird der Regler deaktiviert und die Versorgung wird behelfsweise von einer 3 V-Lithiumzelle übernommen.
  • Der Controller verfügt über mehrere Taktquellen. Die sog. slow clock wird stets mit einem 32.768 kHz Uhrenquarz versorgt. Als Haupt-Taktquelle lässt sich entweder ein temperaturstabiler Onboard-Quarzoszillator oder eine externe Taktquelle wählen.
  • Grundsätzlich sieht das Board als Bluetooth-Schnittstelle das OBS418I von ConnectBlue vor. Da dieses jedoch immer schwieriger zu bekommen ist, ist auf der Rückseite des Boards auch ein Footprint für ein günstiges Ersatzmodul vorgesehen, wie es aktuell günstig aus China auf ebay zu finden ist.
  • Als USB-Schnittstelle kommt der bewährte FT232R von FTDI zum Einsatz.
  • Ein UART-Header und der Anschluss für das Nixie-Modul sind mit einem Pegelwandler des Typs TXB0104 von TI versehen, bei dem per Lötbrücke zwischen 5 V und 3,3 V - Pegel gewählt werden kann.
Erneut haben sich einige Prototypenschwächen eingeschlichen, so glimmt eine der LEDs am Bluetooth-Modul dauer, auch wenn dieses vom Controller deaktiviert wurde. Als Korrektur habe ich hierfür eine kleine Drahtbrücke eingefügt. Sehr enttäuscht war ich von den bekannten TXB0104-Pegelwandlern. Trotz grundsätzlich richtiger Beschaltung und unkritischem Routing funktioniert dieser in beiden Fällen nicht sauber, wenn es um die Ausgabe von höheren Pegeln geht. Der Grund hierfür bleibt bislang ein Rätsel für mich. Da jedoch beide für diese Ausgänge vorgesehenen Geräte durch einfache Modifikationen auch mit 3,3 V funktionieren, habe ich mich entschieden, die Pegelwandler schlicht und ergreifend zu brücken.