Elektronischer Würfel mit Mikrocontroller ATtiny13: würfeln, dekorieren, experimentieren

Die Bücher aus dieser Reihe befassen sich jeweils mit einem Mikrocontroller-Bastelprojekt. Hardware (Elektronikschaltung) und Software (Mikrocontrollerprogramm) werden ausführlich beschrieben. Bastelspaß und Lerneffekt stehen gleichermaßen im Vordergrund. Das vorgeschlagene Platinenlayout kann wahlweise als Lochrasterplatine oder als gedruckte Schaltung umgesetzt werden.

Dieser Band widmet sich einem Klassiker der Elektronikschaltungen, dem elektronischen Würfel. Das ist eine Schaltung, die das Werfen eines Spielwürfels mit technischen Mitteln nachbildet, nämlich durch die Leuchtmuster entsprechend angeordneter sieben Leuchtdioden. Mit Hilfe eines kleinen Mikrocontrollers, hier des bewährten AVR ATtiny13, lässt sich die Aufgabenstellung besonders elegant und mit wenig Bauteilaufwand lösen. Zum Würfeln drückt man einen kleinen Taster und löst so die Ermittlung einer Zufallszahl aus. Je nach Art der eingesetzten LEDs sowie der Betriebsspannung, die im Bereich von 2,4 bis 5,5 Volt liegen darf, erweisen sich leicht unterschiedliche Schaltungen als optimal. Das Buch stellt zwei Schaltungsentwürfe mit Untervarianten vor, die allen Anforderungen gerecht werden sollten.

Da die Fähigkeiten eines Mikrocontrollers mit dem schlichten Würfeln auf Tastendruck längst nicht ausgeschöpft sind, bietet der hier beschriebene Würfel neben der üblichen Grundfunktion noch ein paar Extras: So lässt sich ein Dauerwürfelmodus aktivieren, der die Schaltung zur Partydekoration macht. Des weiteren sind interessante Experimente zur Pulsweitenmodulation durchzuführen und kann ermittelt werden, mit wie geringer Versorgungsspannung der Mikrocontroller noch arbeiten mag.

Das Buch beschreibt den Aufbau auf einer Lochrasterplatine, die Funktionsweise von Schaltung und Programm und die möglichen Experimente ausführlich. Ein Kapitel erläutert die Punkte, die zu beachten sind, um ökonomische (Energie sparende) Mikrocontroller-Anwendungen zu erhalten. Auch auf Aspekte der Programmierung wird eingegangen. So werden nützliche Assemblermakros vorgestellt und wird gezeigt, wie sich Zufallszahlen erzeugen lassen.

Die zur Programmierung des Mikrocontrollers benötigte Datei (Hex-File) kann von der Internetseite des Autors heruntergeladen werden. Ebenso ist es möglich, diese Datei aus dem in diesem Buch komplett abgedruckten Programm neu zu assemblieren. Auf der Internetseite ist auch das Platinenlayout zum Ausdrucken zu finden (als Unterlage bei der Lötarbeit).

Aufgrund der vielen Informationen rund um den Einsatz von Mikrocontrollern und der zusätzlichen Experimentiermöglichkeiten ist dieses Projekt besonders empfehlenswert für Bastler, die einen schnellen Einstieg in das Thema Mikrocontroller suchen.