MCU-DIY

Auch dieser Beitrag richtet sich eher an Einsteiger in eigene Projekte mit einem Mikrocontroller (MCU) bzw. mit einer MCU-Basisplatine, von denen es heute eine unzählige Vielfalt von Einzelprodukten unterschiedlichster Preis- und Qualitätsklassen gibt.

Ein auf den ersten Blick passend bzw. günstig erscheinendes Produkt ist leider oft allzu schnell ausgewählt, nach welchen Kriterien auch immer, und die Gedanken sind meist schon auf dessen Anwendung gerichtet, der Horizont ist somit bereits bis zur Firmware geweitet.

Eine gute Gelegenheit, über die eigenen Füße zu stolpern.

Die lobenswerten Bemühungen vieler Entwickler von möglichst komfortabel und beinahe sofort einsatzbereiten MCU-Platinen haben vermutlich den meisten Quereinsteigern sehr dabei geholfen, die ersten Hürden bis zu eigenen Anwendungen erfolgreich überwinden zu können.

Ganz im Sinne der wunderbaren DIY-Mentalität („do it yourself“)!

Praktisch stets beginnt es damit, die aufgelötete USB-Buchse (früher meist Mikro-USB, heute bereits oft USB-C) mit dem erstbesten Kabel an den gewohnten Klapp- oder Tischrechner anzuschließen, womit sofort schon zwei der wichtigsten Fundamente beinahe jeder MCU-Installation erledigt sind: Stromversorgung und primäre Datenschnittstelle.

Leider bleibt es in DIY-Projekten dann oft auch dabei, diese beiden Voraussetzungen solchermaßen zu belassen: „plug’n’pray“.

Dass es zum Glück bei den meisten gutgeht (nicht selten sogar über längere Zeiträume), ist jedoch noch lange kein Tauglichkeitsnachweis.

Daher nun dieser Beitrag mit folgenden Ermahnungen. 😀

1) Daten-Schnittstelle über USB (mind. D+/D-, nach außen):

Falls Ihre MCU-Platine über separate Lötflächen für die USB-Verbindung verfügt (D+/D-), sollten Sie diese für langfristige Installationen bevorzugen.

Möglichst fein- bzw. feinstdrähtige Litze (<= 0,14 mm² genügt vollauf) stramm verdrillen, sanft verlöten und abschließend möglichst noch mit elektrisch neutralem Werkstoff fixieren, um ein Abreißen der Lötflächen von der Platine zu verhindern (ich bevorzuge beispielsweise „Plasti-Dip“).

2) Stromversorgung über USB (mit 5 Volt, von außen):

Das Vertrauen in eine unbekannte externe Spannungsquelle sollte besser nicht allzu groß sein.

Ob über die USB-Buchse auf einer MCU-Platine oder einen extra Anschluss für externe 5 V, praktisch alle üblichen Produkte sind vorrangig auf diese Stromversorgung ausgerichtet.

Da die meisten aktuellen MCU-Chips jedoch nur 3,3 V oder gar noch geringere Betriebsspannungen (VCC) benötigen, diese Spannung aber relativ stabil sein muss, enthalten praktisch alle MCU-Platinen üblicherweise noch einen sogenannten LDO-Spannungsregler dazwischen.

Je nach konkretem Produkt kann das ein LDO-Modell sein, dessen zulässige Eingangsspannung vielleicht nur wenig größer als 5 V sein darf - Datenblatt bzw. Spezifikationen lesen!

Im Zweifelsfall kann es durchaus sinnvoll sein, diesen LDO-Regler entweder ganz zu umgehen (sofern dieser eine externe Fremdspannung an seinem Ausgang toleriert) oder ihm einen sogenannten Buck-Boost-Switch (Abwärts-/Aufwärts-Schaltregler) vorzuschalten, trotz etwas Leistungsverlust hiermit.