Die Montage erfordert lediglich eine Handvoll Werkzeuge:

• Metallbohrer mit mindestens 8mm
  (Ein kleiner Stufenbohrer ist noch besser!)
• Körner oder weitere kleinere Bohrer
• Einziehhilfe, zB ein Stück Maurerschnur welches man von oben in den Pfosten einführt. Man kann die Schnur am Bohrloch mit einem aus Draht gebogenen Haken herausfischen.
• Klebeband
• Kabelmesser zum Abisolieren
• Für die optionale Spezialschraube: Innensechskantschlüssel 5mm und zum Lösen der vorhandenen Schraube 5,5mm.

Sowie Materialien:

• Flexibles, wasserfestes Kabel. Ein flexibles Kabel erleichtert das Einziehen in den Pfosten sehr!
  Geeignete Kabel tragen zum Beispiel die Kennung H05VV-F 2×1 mm² oder 0.75mm².
• 12V Transformator, die Wattzahl sollte mindestens 1,44W × Anzahl der Kappen sein!
• Farblich passender Lack für die Zaunpfosten. Gibt es zum Pinseln oder Sprühen.

Die Schritte

1. Überlege zuerst, welche Pfosten du mit Licht versehen möchtest. Bei ungedimmter Helligkeit ist ein Licht alle zwei Pfosten ausreichend. Wenn man die Möglichkeit hat zu dimmen, spricht natürlich auch nichts gegen eine Leuchte für jeden Pfosten.
   • Bei einem Tor kann ruhig direkt rechts und links ein Licht platziert werden. Da Torpfosten andere Abmessungen haben, könnte die Spezial-Variante für Torpfosten interessant sein.
   • Innenecken lässt man besser frei und beleuchtet stattdessen jeweils den Pfosten vor der eigentlichen Ecke. (Noch nicht im Sortiment: Bei Bedarf kann ich natürlich eine Innenecke entwerfen.)
2. Suche einen geeigneten Ort für den Trafo: Trocken und mit Stromversorgung
3. Lege die Pfosten unten großzügig frei. So kannst du Kabel und Bohrloch nach getaner Arbeit unter der Erde verschwinden lassen.
4. Bohren: Nutze zuerst einen Körner oder einen möglichst kleinen Bohrer. So verhinderst du, dass der große Bohrer „wandert“ und das Material zerkratzt. Es ist viel einfacher, mit einem kleinen Bohrer zu beginnen und schrittweise größer zu werden. Bohre das Loch zuletzt mit dem großen Bohrer auf. Bohre ein zweites Loch (auf der anderen Seite), wenn du von hier zu einem weiteren Pfosten durchverdrahten willst. Verzinke und lackiere beide Löcher um Rost zu verhindern.
   TIPP: Eine einfache Alternative zum gestaffelten Bohren ist die Benutzung eines Stufenbohrers!
5. Lasse die Einziehhilfe in den Pfosten fallen. Bei zwei Löchern/Kabeln, führe beide Schnüre gemeinsam ein und fische aus den Bohrlöchern jeweils eine Schnur aus jedem Loch heraus.
   TIPP: Klebe die Schnur mit einem kleinen Stück Kreppband an die Spitze eines Zollstocks und schiebe diesen in den Pfosten. Unten kannst du die Schnur dann mit einem Draht-Haken vom Zollstock zupfen.
6. Einziehen: Lege das untere Ende der Einziehhilfe der Länge nach auf den Anfang des Kabels, sodass sich etwa 5cm überlappen und umwickele beide mit Kreppband. Nun ziehe die Schnur vorsichtig oben heraus und schiebe gleichzeitig unten das Kabel nach, bis oben etwa 20cm Kabel herausgucken. Wiederhole mit dem zweiten Kabel, wenn nötig.
7. Zuschneiden: Lege das Kabel bis zur nächsten Anschlussstelle, halte es außen an den Pfosten und schneide großzügig zu, sodass 50cm oben überstehen! Zu kurze Kabel sind ärgerlich! Wiederhole nun die Schritte 5 und 6 beim nächsten Pfosten um das geschnittene Kabel einzuziehen.
8. Verdrahten: Entferne Mantel und Isolation vom Kabel (oder beiden Kabeln) und führe sie in die Verbindungsklemmen ein. Blau mit der weißen Zuleitung der LED, Braun mit der roten Zuleitung. Schließe zuletzt den Transformator an: Blau auf Minus, Braun auf Plus. Klemmen zuklappen: Verbindung steht. Wenn du neugierig bist, kannst du den Strom schon mal einschalten.
9. Schiebe nun das Kabel oben zurück in den Pfosten. Am besten so, dass es nicht unten aus dem Bohrloch herauskommt, sondern so, dass es oben im Pfosten eine Schlaufe bildet. Das ist die Reserve für spätere Wartungen. Sollte das Zurückschieben nicht so recht klappen, kann man den Mantel so weit es geht entfernen. Die einzelnen Adern lassen sich einfacher im Pfosten verstauen.

Variante: Weniger Kabel im Pfosten

Anstatt mit zwei Kabeln bis oben zur LED KAPPE zu gehen, kann am Fuße des Pfostens auch eine wasserdichte 3-Wege Dose platziert werden. Dann geht die Hauptleitung einfach von Dose zu Dose und am jeweiligen Pfosten muss nur noch eine einzelne Stichleitung eingezogen werden.

So kann am Boden ein 3- oder mehradriges Kabel verlegt werden. Das ermöglicht das unabhängige Schalten und Dimmen von verschiedenen Zonen über eine Zuleitung.

Achte bei der Dose darauf, dass Sie wasserdicht ist und für deinen Kabeldurchmesser geeignet ist. Die abgebildete Dose kann zum Beispiel maximal 3-adrige Erdkabel aufnehmen.

Optional: LED-Kappe am Pfosten fixieren

Die LED KAPPE wurde entworfen, um fest auf den typischen 40mm x 60mm Stahlpfosten zu sitzen. Das Maschinell erstellte Ende hat üblicherweise eine leichte Wulst verursacht durch Schneidwerkzeug, Grate und Lackierung. Wird der Pfosten oben mit dem Winkelschleifer gekürzt oder aufgrund von Fertigungstoleranzen der Zaunhersteller kann die LED KAPPE dennoch wackeln beziehungsweise kann es zu schwer sein, sie einzuschieben.

Abhilfe schafft etwas Vinylklebeband auf der Kante des Metallprofils (zu locker) beziehungsweise das Entgraten des Pfostens mit einem Messer oder einer Metallfeile (zu fest).

Zum dauerhaften Fixieren verfügt die LED KAPPE aber über eine Haltelasche. Wenn man die oberste Schraube im Pfosten gegen eine spezielle, längere tauscht, so hält diese Schraube die LED KAPPE gleich mit.

Achtung: Je nach Zaun-Hersteller hat die oberste Schraube einen anderen Abstand zur Pfostenoberseite. Geläufig sind unter anderem 57mm (Camas) und 50mm. Um auf die verschiedenen Umstände einzugehen haben die Standardmodelle keine Bohrung mehr in der Lasche, diese muss bei der Montage auf 10mm ausgeführt werden.

Bewährt hat sich das Markieren / Vorbohren (mit kleinem Bohrer) durch das Schraubenloch hindurch. Anschließend kann das Loch außerhalb auf 10mm aufgebohrt werden. Die LED-Kappe hat bereits integrierte Markierungen für 50mm und 57mm, sodass hier die Bohrungen auch bereits vor der Montage ausgeführt werden können.

Optional: Smartes Licht

Statt den Trafo immer manuell einzuschalten, kann auch zwischen Trafo und Zuleitung ein Fernschalter montiert werden. Ich habe zum Beispiel den „Shelly RGBW2“ im Einsatz. Hiermit kann ich zum einen das Licht etwas dimmen, zum anderen kann ein Shelly RGBW2 entweder RGBW oder bis zu 4 unabhängige, weiße Zonen unterstützen. So kann man zum Beispiel den Garten und die Einfahrt unabhängig schalten und dimmen.

Apropos RGBW: Es kann auch ein RGBW LED-Modul integriert werden. Aber da in diesem Fall ein deutlich dickeres, 5-adriges Kabel eingezogen werden muss, kann ich aktuell, ohne Tests, (noch) nicht für Erfolg garantieren.

Anfragen:

An: kontakt@nippey.de

Features:

Die integrierte Marken-LED ist wasserdicht und wird mit 12V betrieben. Man benötigt lediglich einen 12V Trafo, der zum Beispiel wettergeschützt in der Gartenlaube untergebracht wird. Ab dem Trafo muss bei der LED Montage nicht weiter mit Netzspannung hantiert werden.

Die eingesetzten LED Module sind für Leuchtwerbung konzipiert und somit langlebig. Wie in der Lichtwerbung üblich sind die LED lediglich in neutralweiß (4500K) erhältlich. Um das angenehmere warmweiß (3000K) zu erhalten, befindet sich vor dem Modul ein abnehmbarer Farbfilter.

Ich stelle die Kappen auf meinem speziell angepassten „Ender 5“ 3D-Drucker her. Als Material nutze ich den Kunststoff ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester), welcher besonders UV-resistent ist. Um die Anhaftung von Moos und Dreck weiter zu reduzieren, wird jede LED KAPPE zusätzlich in einem Aceton-Dampfbad geglättet.

Die LED KAPPE verfügt über eine Haltelasche. Wenn man die oberste Schraube im Pfosten gegen eine spezielle, längere tauscht, so hält diese Schraube die LED KAPPE gleich mit.

Auf diese Weise ist die Kappe geschützt gegen Wind und Wetter, Katzen und Tiere, sowie Neugierige und Langfinger!

Achtung: Je nach Zaun-Hersteller hat die oberste Schraube einen anderen Abstand zur Pfostenoberseite. Geläufig sind unter anderem 57mm (Camas) und 50mm. Um auf die verschiedenen Umstände einzugehen haben die Standardmodelle keine Bohrung mehr in der Lasche, diese muss bei der Montage mit 10mm ausgebo werden. (Siehe Montage für mehr Details.)

Lieferumfang:

Der standardmäßige Lieferumfang der LED KAPPE ist wie folgt:

• Die Kappe inklusive wasserdichtem Leuchtmittel: (12V – 1,44W – 4500K neutralweiß) und Leuchtrahmen.
• Den Farbfilter für 3000K (warmweiß) eingeclipst zwischen LED Modul und Leuchtrahmen.
• Zwei Leitungsklemmen vormontiert zum Verbinden der Zuleitung.

• OPTIONAL: Längere Schraube um die LED KAPPE zu fixieren. Achtung, Schraube wurde nur mit Zaunpfosten der Firma CAMAS getestet! Bei CAMAS beträgt der Abstand der obersten Bohrung zur Oberkante des Stahlprofils genau 57 mm.

• OPTIONAL: Passende Werkzeuge, Zuleitungen und Transformatoren?
  WLAN-Steuerung fürs Smartphone? Einfach Nachfragen!

Varianten:

• VORNE:
  Licht auf der Schraubenseite. Zwischen der Steckverbindung und der LED ist genug Platz für die Abdeckleiste mit eingeplant.
• HINTEN:
  Licht auf der Pfostenseite. Der Überhang auf der Schraubenseite ist lang genug, um die Abdeckleiste mit Abzudecken.
• NACHBARN:
  Der Zaun wird mit dem Nachbarn geteilt? Der Nachbar möchte auch Licht? Es gibt eine LED KAPPE mit LEDs vorne und hinten, die unabhängig angeschlossen werden können. Aber Achtung, bei so vielen Kabeln kann es eng im Pfosten werden. Eventuell macht es hier Sinn, eine Wasserdichte Abzweigdose in den Boden zu setzen. (Siehe Montage) 🙂
• TORE:
  Torpfosten haben üblicherweise andere Abmessungen als Zaunpfosten, zum Beispiel 80mm x 80mm. Hierfür könnte es bereits die passende Kappe geben. Einfach fragen und Maße mitteilen! Manchmal ist auch das Scharnier genau unter der LED KAPPE und wirft Schatten. Es gibt möglicherweise eine extra lange Version.
• SONSTIGES:
  Du hast besondere Abmessungen, spezielle Richtungen, Ecken oder andere Farben? Einfach fragen und Maße/Skizze/Foto mitteilen!

Montage:

Hier geht es zur Montage und zum Materialbedarf.

Anfragen:

An: kontakt@nippey.de

Dies ist die frisch gefertigte Platine. Als erster Schritt empfiehlt es sich, die allerwichtigsten Bauteile zu bestücken und anschließend einen Funktionstest zu machen.

Minimalbestückung

Damit der Adapter leben kann, sind im Grunde nur vier Bauteile vonnöten:

• Der FTDI-Chip
• Der Stützkondensator C2 für die 3,3V des Chips (markiert)
• Die USB-Buchse
• Die Lötbrücke SJ2 (markiert) ODER die VCCIO-Stiftleiste incl. Jumper

Das Einhalten dieser Abfolge beim Bestücken sollte den Ablauf vereinfachen, die Positionen entnimmt man dem unten verlinkten Eagle-File oder dem darunter zu findenden Bestückungsplan)

Beim Löten der USB-Buchse ist mir aufgefallen, dass deren Kontakte ein wenig über den Pads schweben. Aufgrund der Enge an dieser Stelle empfiehlt es sich die Pads vorzuverzinnen und/oder die Kontakte etwas herunterzubiegen.

Verbindet man nun V5.0 (Vusb) mit 5V, sollte ein Strom von etwa 70µA fließen. Erst bei Verbindung mit einem USB-Port zieht der FTDI einen Strom von etwa 15mA.

Vollbestückung

Nun können alle anderen Bauteile bestückt werden.
Kriterien für die Bestückung der Stiftleisten und für die Wahl der Platinenseite bei den LEDs:

• LEDs immer oben, wenn die Platine wie ein SMD-Bauteil verwendet werden soll (in diesem Fall sollte natürlich auch keine der Stiftleisten montiert werden!)
• Unten, wenn die Platine kopfüber in einem Sockel stecken sollte (die geraden Stiftleisten zeigen nach oben)
• Oder nach Geschmack

Die LEDs besitzen auf der Unterseite ein grünes Dreieck um ihre Polung anzuzeigen. Dieses zeigt nach GND (und ist auch im Layout eingezeichnet).
Da die rx- und tx-LEDs nur im Pulsbetrieb arbeiten, bekommen sie einen etwas kleineren Vorwiderstand statt den empfohlenen 200 Ohm. Damit die blaue LED nicht das Zimmer ausleuchtet, wird statt 120 Ohm ein Widerstand von 1 kOhm verwendet.
Bevor die beiden Stiftleisten bestückt werden (wenn es überhaupt gewünscht ist) sollte noch ein Funktionstest gemacht werden, da zu diesem Zeitpunkt alles noch relativ leicht zu erreichen ist.

Hinweis: Die Vorwiderstände der rx- und tx-LEDs sind zur Zeit für den Pulsbetrieb ausgelegt. Wer die Funktion der CBUS-Pins dauerhaft umprogrammieren oder diese im CBus-BitBang-Modus nutzen will, sollte dies beachten. (Vermutlich gehen sie eh nicht kaputt, aber ich habe euch gewarnt)

Halbloch-Kantenkontakte

So sieht die Platine aus, wenn man die Ränder herunter feilt.
Auch wenn sie keine Anwendung als SMD-Bauteil haben sollte, sieht sie doch ganz schick aus.

Download

Die Eagle-Files (erstellt mit Version 5) gibt es hier: ftdi_board.zip (Offline – Auf Anfrage).
Oder nur die Bestückungsansicht:

Die aktuelle Platine trägt die Versionsnummer 6 (Die Versionen 1, 4 und 5 haben es nie geschafft, den Bildschirm zu verlassen ;). Die Abmessungen der auf dem Bild gezeigten Platine betragen 20,4mm x 43,2mm (entlang der Fräslinie), beziehungsweise 19,4mm x 42,2mm bei 1mm Fräskopf-Durchmesser.

Zunächst habe ich Wünsche und Ideen gesammelt, die ich in die neue Version einfließen lassen kann.
Die folgenden Punkte habe ich an dem hier gezeigten Modell umgesetzt:

• Die Kontakte der Adapterplatine sollen kompatibel zu Standard-IC-Fassung für DIL-Gehäse sein (Link zu Bauteil: siehe unten)
• Eine einseitige Bestückung soll direktes Verlöten mit einer darunterliegenden Platine ermöglichen (Hierzu kann die Platine an den Rändern heruntergefeilt werden um SMD-lötbare Halbloch-Kantenkontakte zu erhalten)

  

• LEDs für TX, RX und POWER. Die LEDs können von beiden Seiten bestückt werden, je nach dem, wie die Platine eingesetzt wird. Werden die LEDs nicht benötigt, müssen sie nicht bestückt werden. Die Funktion wird dadurch nicht beeinträchtigt. Eine doppelte Bestückung der LEDs ist vor mir nicht vorgesehen, könnte aber möglich sein.
• Transistor zum automatischen Abschalten der 5V USB-Spannung für eine externen Schaltung, wenn der USB-Host in den Schlafmodus wechselt oder den geforderten Strom nicht liefern kann (Transistor ist mit einem Jumper überbrückbar). Wird der Transistor nicht benötigt, so muss er nicht bestückt werden, ein Jumper auf Bridge V_USB funktioniert auch.
• Herausführung aller RS-232 Pins inklusive der Pins für Hardware flow control
• Herausführung der BitBang und CBus-BitBang Pins
• Wahlweise 3,3V oder 5V als Spannungspegel für die Ein- und Ausgänge. Optional kann eine eigene Spannungs als Referenz (1,8V – 5V) genutzt werden. Die vom FTDI bereitgestellten 3,3V können über den VCCIO Pin auch zur Versorgung einer eigenen Schaltung genutzt werden (Vorsicht: Maxmial 50mA)
• Bereitstellung eines Taktsignals (Konfigurierbar zwischen 6, 12, 24 und 48MHz, Ausgabe über CBUS Pins)

Pinout

Im folgenden sind die Verschiedenen Anschlüsse der Platine zu sehen, dem Schlüssel des Bildes folgend, haben verschiedene Gruppen unterschiedliche Farben. Hierbei lohnt es sich ein Blick in das unten verlinkte Datenblatt (DS) zu werfen.

Spannungsversorgung
Die zwischen Vdd und GND bereitgestellte Spannung von 5V kann zur Versorgung der eigenen Schaltung genutzt werden. Diese Spannung wird eingeschaltet, sobald der FTDI ordnungsgemäss im Betriebssystem angemeldet ist. (Geht der PC in den Standby-Modus oder kann den Strombedarf nicht erfüllen, bleibt Vdd ausgeschaltet, siehe DS Kapitel 3.5 und 6.1/6.2)
Achtung: Diese Spannung wird du die Pegel-Wahl nicht beeinflusst!
Spannungsüberbrückung
Soll die Spannung immer zur Verfügung stehen, also vom USB-Stecker direkt durchgeleitet werden, ist dieser Jumper zu setzen.
Spannungspegel-Wahl
Hiermit wird der Spannungspegel für die Kommunikation mit der angeschlossenen Schaltung festgelegt. Das beeinflusst nicht die Spannung Vdd! Mit einem Jumper kann zwischen 5V USB-Spannung und geregelten 3,3V von FT232R gewählt werden. Die 3,3V können am Pin Vio abgegriffen werden, wenn die Pegelwahl auf 3,3V gestellt wurde, der Strom ist hierbei auf 50mA limitiert.
UART-Kommunikations Pins
Mit diesen Pins kann eine Kommunikationsschnittstelle inklusive Hardware-Handshaking realisiert werden. Die RXD und TXD Anschlüsse auf beiden Seiten sind identisch.
Für eine einfache Kommunikation reicht natürlich eine Verbindung mit den Pins TXD, RXD und GND.
Aktuelle CBus-Funktion
Die Funktion dieser Pins kann über das EEPROM programmiert werden (DS Kapitel 3.5).
BitBang Pins
Diese Pins können im BitBang-Modus und CBUS BitBang-Modus wie normale I/O-Pins genutzt werden. Um diesen Modus nutzen zu können, muss das entsprechende Programm den FTDI-Treiber einbinden und nutzen, statt nur auf den COM-Port zuzugreifen. Man kann ihn somit unter anderem als SPI-Schnittstelle (Hierzu vielleicht später mehr) oder ISP-Programmer einsetzen.
Nutzt man die CBUS Pins im BitBang-Modus, ist natürlich darauf zu achten, dass dies auch die Funktion der RX und TX-LEDs, sowie die geschaltete Spannungsversorgung beeinflusst. Werden währenddessen die Vdd-Pins zur Versorgung einer eigenen Schaltung genutzt, empfiehlt sich die Verwendung der Spannungsüberbrückung.

Linksammlung

• FT232R Product Page, Datasheet und Application Note zum BitBang Modus
• FT232R bei Reichelt
• Layoutprogramm für Platinen: EAGLE
• Eagle 3D [offline] (Src) , ein Skript zum erstellen von POV-Ray Scripts, mit welchen man 3D-Ansichten seiner Platine erstellen kann

Zum Aufbau und Inbetriebnahme.

Der FT232R ist ein simpler USB zu UART Konverter und dank frei wählbaren Ausgangspegeln zwischen 1,8V und 5V eignet er sich besonders gut zur Kommunikation mit Mikrocontrollern.

Erste Versuche

Die Herstellung meiner ersten Adapterplatine wurde dadurch angeregt, dass ich Schaltungen zunehmend auf dem Breadboard ausprobiert habe, bevor sie auf der Platine aufgebaut wurden.

Es ist zudem auch meine erste mit der Toner-Transfer-Methode geätzte Platine.

Nachdem mir mein „Prototyp“ über so lange Zeit gute Dienste geleistet hat und die Verschleißgrenze mittlerweile überschritten hat, ist es Zeit für eine Neuauflage.
Da ich diese gerne professionell fertigen lassen möchte, habe ich ein paar Interessenten gesucht, um die nötige Mindestmenge für eine Bestellung zu erreichen.

Aktuelle Platine

Auf den folgenden Seiten sind diese Punkte zu finden:

• Übersicht über die verschiedenen Entwicklungsstufen (Dieser Post)
• Eine detaillierte Beschreibung der aktuellen Platine
• Aufbau, Inbetriebnahme und weitere Informationen

So sieht die neueste Platine aus. Hier habe ich diverse Vorschläge und Ideen umgesetzt, die während der Arbeit mit dem alten „Prototypen“ aufgekommen sind.

Weitere Erläuterungen zu diesem Entwurf gibt es im nächsten Post.