Vorstellung: Arduino-Pro-Mini-RF mit OnBoard CC1101 (Fertig bestückte Leiterplatte)

[Asselhead]

Hallo Freunde der drahtlosen Hausautomation,

da ich fast täglich mit Leiterplatten Schaltungs- und Layout-Entwicklung zu tun habe und dabei auch immer ein wenig den Bestückungs- und Lötprozess begleite, hat mich interessiert, welches Ergebnis JLCPCB bei der Bestückung liefert. Nun habe ich überlegt, mit welcher Schaltung/Bestückung man den SMT Service von JLCPCB einmal testen könnte.

Als ich mir die Projektseite von asksinpp.de noch einmal angeschaut habe, fiel mir auf, dass ungefähr die Hälfte aller Projekte folgende Komponenten enthält:

• Arduino Pro Mini 3,3V/8MHz

• CC1101 Modul

• Config-Taster

• Status LED

Da stellte sich mir die Frage – warum das alles nicht vereinen, wenn es sowieso fast immer benötigt wird?
Damit könnte man schneller Prototypen auf Lochraster aufbauen und es wäre eine anfängerfreundliche Lösung.

Warum ist auf die Idee noch keiner gekommen?

Ich vermute, der geringe Preis von Arduino Pro Mini und CC1101 Modul, stellt bei Import aus China, die Wirtschaftlichkeit meiner Kombination in Frage. Sobald man aber in Deutschland kauft, ist eine "All-in-One" Leiterplatte durchaus konkurrenzfähig.

Was ist daraus geworden? Der Arduino-Pro-Mini-RF!

Alle bisherigen ASKSINN++ Leiterplatten die den Arduino Pro Mini verwenden, könnten auch mit der RF Version weiter betrieben werden, benötigen aber kein zusätzliches CC1101 Modul. Zukünftige "Baseboards" könnten kleiner ausfallen, da der Platz für das CC1101 Modul entfällt.

Was habe ich gemacht?
Ich habe als Basis die Schaltung des Arduino Pro Mini (von Sparkfun) genommen. Hier habe ich zunächst den Mikrocontroller ATMEGA328P-AU (TQFP-32) in den ATMEGA328P-MU (HVQFN-32) geändert, da dieser funktionsgleich, aber aufgrund seines Gehäuses deutlich kleiner ist.

Aus der Arduino Pro Mini Schaltung habe ich entfernt:

• Reset Taster

• User LED

• Power LED

• Anschlüsse für A/D-Wandler Eingänge A6 und A7 (aus Platzgründen)

Es wurde ausgetauscht:

• Der 3,3V Spannungsregler MIC5205 wurde durch die Type MCP1703T-3302E/CB ersetzt.
  Dieser hat ein sehr geringes IQ (2µA), eine Eingangsspannung bis 16V, kann (max.) 250mA und hat ein kleines SOT-23A Gehäuse. (Wird nur bei Bedarf bestückt)

Es wurde hinzugefügt:

• Texas Instruments CC1101RGPR mit RF-Frontend

• Status LED (an D4)

• Config Button (an D8)

• Reset Baustein (Open Drain) als Babbling Idiot Protection (derzeit 2,32V – als Bestückungsoption)

• SHT31 Temp./Humi Sensor – Achtung! Auf der BOT Seite - nur als Option für versierte Selbstlöter.

• Ersetzt durch VCC und GND Pad (auf BOT Seite) neben dem SCL und SDA Anschluss, um handelsübliche Temp./Humi. Sensor-Leiterplatten (SHT31, BME280, SI7021] anschließen zu können.

Ist er kompatibel?

Die Belegung der beiden Stiftleisten links und rechts ist identisch zum Arduino Pro Mini Standard, ebenso der FTDI Prog. Anschluss und die Position von A4(SDA) und A5(SCL) für den I2C Bus Anschluss.

Die A/D-Wandler Eingänge A6 und A7 mussten leider entfallen, da der Platz nicht ausgereicht hat.

A6 wird nun für die Batterie-Spannungsmessung unter Last verwendet.

Die Leiterplatte hat genau wie das Original die Abmessungen 17,78 x 33,02mm (bzw. 0,7“x1,3“).

In der Abbildung unten kann man erkennen, dass die Arduino-Pro-Mini-RF Leiterplatte geringfügig breiter ist, als die des Standard Pro-Mini. Das liegt daran, dass ich für die ersten Muster kein Panel erstellt habe und die JLCPCB Mindestgröße für die Leiterplattenbestückung 2cm beträgt.
Ich musste die Leiterplatte also absichtlich um 2,22mm breiter machen
Bei einer größeren Bestellung wären die Maße der Leiterplatten exakt gleich. Wer Einzel-Leiterplatten bestellen möchte muss mit den 20mm leben.

Leider muss man bei der Bestückung durch JLCPCB einige Einschränkungen hinnehmen:

Es wird kein passender Keramik Resonator mit 8 MHz angeboten – dieser muss derzeit von Hand nachbestückt werden, sofern man nicht mit der Genauigkeit des internen Oszillators auskommt. Dazu wurden die Lötpads geringfügig vergrößert, damit es von Hand etwas leichter fällt.

Es wird kein kleiner Taster zur Bestückung angeboten – dieser muss derzeit ebenfalls von Hand nachbestückt werden.

Da in vielen Fällen ein Batteriebetrieb gewünscht ist, kann man den Spannungsregler auch nicht bestücken lassen. Wer die Schaltung z.B. an 12V betreiben möchte, muss den Spannungsregler (SOT-23) nachträglich bestücken.


Falls jemand Interesse an der bestückten Leiterplatte Arduino-Pro-Mini-RF hat, würde ich mich freuen, wenn Ihr an meiner kleinen Umfrage teilnehmen würdet.

Abhängig davon wie groß das Interesse ist, kann man dann ggf. bei JLCPCB einen besseren Preis erzielen...

Viele weitere Details und Infos habe ich im Github veröffentlicht.

Bin gespannt, was Ihr davon haltet

[jp112sdl]

Hallo Stefan,
ist das quasi ein "panStamp AVR" in neu?
Ich hatte mal mit den "radino CC1101" geliebäugelt, aber die sind halt doch sehr teuer.

Ich vermute, der geringe Preis von Arduino Pro Mini und CC1101 Modul, stellt bei Import aus China, die Wirtschaftlichkeit meiner Kombination in Frage. Sobald man aber in Deutschland kauft, ist eine "All-in-One" Leiterplatte durchaus konkurrenzfähig.

pa-pa und ich hatten (hier im Forum?) schon mal über eine Integration der Funktechnik diskutiert, als ich angefangen hatte, in KiCad das CC1101-Modul nachzubauen.

JLCPCB lässt sich die Extended Part Bestückung gut bezahlen (2,52 EUR pro Bauteil).
Extended components are required to change the feeders on P&P machines which needs an additional labor fee, €2.52 per extended component.
Das wären hier mindestens der ATMega328P-MU und CC1101. Also schon mal 5 EUR extra + Teile (~2,50 EUR zusammen) + die anderen Teile und die PCB... Lass es 10 EUR sein, ohne Versand und Zoll.

An sich ist da das CC1101-Fertig-Modul aus China schon preiswerter, als eine einzelne Extended Part Bestückung (ohne Bauteil) selbst.

Ist halt die Frage, wer tatsächlich seine Teile in DE bestellt (oder bestellen würde), nur um die Wartezeit zu verkürzen (die man bei JLCPCB jedoch auch wieder hätte).

[Asselhead]

Hallo Jérôme,

Hallo Stefan,
ist das quasi ein "panStamp AVR" in neu?
Ich hatte mal mit den "radino CC1101" geliebäugelt, aber die sind halt doch sehr teuer.

Den panStamp AVR kannte ich gar nicht. Scheint ja sehr ähnlich zu sein. Bei mir liegt der Fokus auf "Plug-In Replacement" für den Pro-Mini. Aus der Pinbelegung des panStamp entnehmen ich, dass er nicht pinkompatibel ist.

Der Radino sieht professionell aus, ist aber auch echt teuer.

Ich vermute, der geringe Preis von Arduino Pro Mini und CC1101 Modul, stellt bei Import aus China, die Wirtschaftlichkeit meiner Kombination in Frage. Sobald man aber in Deutschland kauft, ist eine "All-in-One" Leiterplatte durchaus konkurrenzfähig.

pa-pa und ich hatten (hier im Forum?) schon mal über eine Integration der Funktechnik diskutiert, als ich angefangen hatte, in KiCad das CC1101-Modul nachzubauen.

Falls Du das mit dem CC1101 Modul noch einmal durchziehen willst, positioniere bitte den Quarz näher am CC1101 und spendiere ihm zwei Kondensatoren

JLCPCB lässt sich die Extended Part Bestückung gut bezahlen (2,52 EUR pro Bauteil).
Extended components are required to change the feeders on P&P machines which needs an additional labor fee, €2.52 per extended component.
Das wären hier mindestens der ATMega328P-MU und CC1101. Also schon mal 5 EUR extra + Teile (~2,50 EUR zusammen) + die anderen Teile und die PCB... Lass es 10 EUR sein, ohne Versand und Zoll.

Ich vermute da hast Du einen Denkfehler. JLCPCB hat so genannte Basic Parts permanent auf ihren Feedern - die kosten nix extra. Wenn man Extended Parts haben möchte, dann werden die Feeder mit diesen bestückt. Das kostet dann einmalig 2,52€ pro unterschiedlichem Bauteil. Das sind quasi Rüstkosten.
Aktuell sind auf dem Arduino-Pro-Mini-RF 3 Extended Parts, somit wäre der Aufpreis bei Bestellung von nur einer Leiterplatte 3x2,52€ - also 7,56€.
Bei 10 Leiterplatten sind das je Leiterplatte 0,76€. Bei 100 Leiterplatten - 7,6cent/Leiterplatte usw.

Daher interessiert mich ja auch, wer sonst noch eine Arduino-Pro-Mini-RF brauchen könnte.

An sich ist da das CC1101-Fertig-Modul aus China schon preiswerter, als eine einzelne Extended Part Bestückung (ohne Bauteil) selbst.

Siehe oben...

Ist halt die Frage, wer tatsächlich seine Teile in DE bestellt (oder bestellen würde), nur um die Wartezeit zu verkürzen (die man bei JLCPCB jedoch auch wieder hätte).

Wenn man sich im "CC1101 Kaufen" Thread anschaut, wer wo für wie viel die Module kauft, könnte ich mir vorstellen, dass der Arduino-Pro-Mini-RF konkurrenzfähig wäre

[MathiasZ]

Ich habe mir von den Arduinos und CC1101 gleich mal einen ganzen Schwung gekauft, um die Wartezeit bei neuen Objekten zu umgehen.
Ich müsste mittlerweile um die 30 Stück hier haben.
Nur bei der Umsetzung happert es (aus Zeitgründen) leider noch.
Aus meiner Bastelkiste wurde mittlerweile ein Bastelschrank. Ich bin froh, wenn ich alles endlich in den Keller samt Hobbyraum verbannen kann.
Alleine schon Lötstation in den Schrank...... aus den Schrank schreckt mich davon ab, etwas zu machen.
Leider muß der 3D-Druck dem Sommer über pausieren, weil es in der Wohnung zu warm ist. das wird sich im Keller dann hoffentlich ändern.
Probleme über Probleme....

[TomMajor]

Hi Stefan,

ich hatte nach der tmStamp auch schon mal mit den Gedanken für ein ähnliches Projekt gespielt, aber es war noch nicht dringend genug bei mir das anzugehen

ich finde es super dass du dich der Sache annimmst und deine PCB Designs haben eine hohe Qualität.
ich würde 3..5 Stück nehmen, einen Preis im Bereich 7..9€ fände ich ziemlich gut wenn man dafür nicht bestellen und (kaum) löten muss..

LDO fände ich persönlich gut wenn der optional bliebe wegen Batt.betrieb, oder falls doch immer bestückt dann eine Lötbrücke am Ausgang zum Öffnen/Disablen.

Weiterhin würde ich mir persönlich die "Echte Batt.spannungsmessung unter Last" wünschen, und seien es nur die 0805 Pads auf der Unterseite zum Selberbestücken. Also 3xR und 1xT. Diese Messung ist mittlerweile mein Standard bei batt.betriebenen Geräten.
https://github.com/TomMajor/SmartHome/t ... iespannung

Den NCP803 chip kannte ich nicht, ich nehme dafür den MCP111, die sehen auf den ersten Blick ähnlich von den Daten aus. Nur leider ist bei denen Reset und Gnd vertauscht

Sleepstrom sieht sehr gut aus!

Die Idee das pinkompatibel zum Pro Mini zu machen finde ich top!

[jp112sdl]

JLCPCB lässt sich die Extended Part Bestückung gut bezahlen (2,52 EUR pro Bauteil).
Extended components are required to change the feeders on P&P machines which needs an additional labor fee, €2.52 per extended component.
Das wären hier mindestens der ATMega328P-MU und CC1101. Also schon mal 5 EUR extra + Teile (~2,50 EUR zusammen) + die anderen Teile und die PCB... Lass es 10 EUR sein, ohne Versand und Zoll.

Ich vermute da hast Du einen Denkfehler. JLCPCB hat so genannte Basic Parts permanent auf ihren Feedern - die kosten nix extra. Wenn man Extended Parts haben möchte, dann werden die Feeder mit diesen bestückt. Das kostet dann einmalig 2,52€ pro unterschiedlichem Bauteil. Das sind quasi Rüstkosten.
Aktuell sind auf dem Arduino-Pro-Mini-RF 3 Extended Parts, somit wäre der Aufpreis bei Bestellung von nur einer Leiterplatte 3x2,52€ - also 7,56€.
Bei 10 Leiterplatten sind das je Leiterplatte 0,76€. Bei 100 Leiterplatten - 7,6cent/Leiterplatte usw.

Ja, da hatte ich einen Denkfehler. Ich ging tatsächlich davon aus, dass das ein "pro Platine"-Extra-Cost ist.

Falls Du das mit dem CC1101 Modul noch einmal durchziehen willst,

Nö, das liegt da nur im Github rum.

brauchen könnte.

...und sie dann auch tatsächlich nimmt, damit du nicht auf dem Berg sitzen bleibst.
Ich persönlich verschicke aufgrund schlechter Erfahrungen seit über 1 Jahr nichts mehr (mit Ausnahme einer Hand voll näher bekannter Leute von hier).
Bei @deimos kann ich mich noch an eine Facebook Aktion mit über 100 HB-UNI-Sen-WEA-Platinen erinnern, die er wahrscheinlich auch nicht vergessen hat. Eine Alternative wäre, den Vertrieb auszulagern, wie er es bei seinen Funkmodulplatinen macht.


Also kurzum:
Für Einsteiger, die einfache Geräte bauen wollen, ist das so sicher eine gute Sache, da schon mal mind. 3 Fehlerquellen weniger:
1.) Verbindung CC1101<>Pro Mini,
2.) Falschlieferung 16MHz statt 8MHz Pro Mini,
3.) CC1101 Frequenzdrift (sollte hier ja nicht mehr auftreten)

[Asselhead]

JLCPCB lässt sich die Extended Part Bestückung gut bezahlen (2,52 EUR pro Bauteil).
Extended components are required to change the feeders on P&P machines which needs an additional labor fee, €2.52 per extended component.
Das wären hier mindestens der ATMega328P-MU und CC1101. Also schon mal 5 EUR extra + Teile (~2,50 EUR zusammen) + die anderen Teile und die PCB... Lass es 10 EUR sein, ohne Versand und Zoll.

Ich vermute da hast Du einen Denkfehler. JLCPCB hat so genannte Basic Parts permanent auf ihren Feedern - die kosten nix extra. Wenn man Extended Parts haben möchte, dann werden die Feeder mit diesen bestückt. Das kostet dann einmalig 2,52€ pro unterschiedlichem Bauteil. Das sind quasi Rüstkosten.
Aktuell sind auf dem Arduino-Pro-Mini-RF 3 Extended Parts, somit wäre der Aufpreis bei Bestellung von nur einer Leiterplatte 3x2,52€ - also 7,56€.
Bei 10 Leiterplatten sind das je Leiterplatte 0,76€. Bei 100 Leiterplatten - 7,6cent/Leiterplatte usw.

Ja, da hatte ich einen Denkfehler. Ich ging tatsächlich davon aus, dass das ein "pro Platine"-Extra-Cost ist.

Falls Du das mit dem CC1101 Modul noch einmal durchziehen willst,

Nö, das liegt da nur im Github rum.

brauchen könnte.

...und sie dann auch tatsächlich nimmt, damit du nicht auf dem Berg sitzen bleibst.
Ich persönlich verschicke aufgrund schlechter Erfahrungen seit über 1 Jahr nichts mehr (mit Ausnahme einer Hand voll näher bekannter Leute von hier).
Bei @deimos kann ich mich noch an eine Facebook Aktion mit über 100 HB-UNI-Sen-WEA-Platinen erinnern, die er wahrscheinlich auch nicht vergessen hat. Eine Alternative wäre, den Vertrieb auszulagern, wie er es bei seinen Funkmodulplatinen macht.


Also kurzum:
Für Einsteiger, die einfache Geräte bauen wollen, ist das so sicher eine gute Sache, da schon mal mind. 3 Fehlerquellen weniger:
1.) Verbindung CC1101<>Pro Mini,
2.) Falschlieferung 16MHz statt 8MHz Pro Mini,
3.) CC1101 Frequenzdrift (sollte hier ja nicht mehr auftreten)

Hallo Jérôme,

mit den Extended Parts war ich mir auch anfangs unsicher. Erst beim Durchlaufen des Bestellprozess war klar, dass man die Gebühr je unterschiedlichem Bauteil nur einmal zahlt.

Das mit dem "auf dem Berg sitzen bleiben" ist ein guter Punkt. Da hatte ich noch gar nicht dran gedacht

[Asselhead]

Hi Tom,

Weiterhin würde ich mir persönlich die "Echte Batt.spannungsmessung unter Last" wünschen, und seien es nur die 0805 Pads auf der Unterseite zum Selberbestücken. Also 3xR und 1xT. Diese Messung ist mittlerweile mein Standard bei batt.betriebenen Geräten.
https://github.com/TomMajor/SmartHome/t ... iespannung

Benutzt Du immer A0 und D9 für die Last-Spannungsmessung? Mal schauen, ob ich das beim Redesign noch auf der Bot Seite drauf bekomme

Den NCP803 chip kannte ich nicht, ich nehme dafür den MCP111, die sehen auf den ersten Blick ähnlich von den Daten aus. Nur leider ist bei denen Reset und Gnd vertauscht

Da gibt es ja von fast jedem Hersteller eine Version. Meistens setze ich den MAXIM MAX803 ein, aber die haben nicht so viele Spannungen zur Auswahl und Maxim ist teuer.

MIr ist das mit der Unterschiedlichen Belegung auch aufgefallen, als ich in ein anderes Microchip Datenblatt reingeschaut habe:

Reset.png (24.31 KiB) 3946 mal betrachtet

[stan23]

Die Idee finde ich super, und auch dass sie endlich mal einer umgesetzt hat nachdem sich ja schon mehrere Gedanken darüber gemacht hatten.

Ein Modul das die Umzulänglichkeiten eines Pro Mini nicht hat (LDO, LED, etc) und man dafür nicht das CC1101 dranpfriemeln muss ist toll.
Ich hänge aber noch ein bisschen beim nächsten Schritt:
lötet man die externe Beschaltung direkt dran?
Bei Sensoren geht das ja, aber um ein Relais anzusteuern brauche ich ja doch 3 Bauteile. Oder muss ich dann eine Trägerplatine drunter setzen die eben dies enthält?

Dieses Layout als Basis weiterzuverwenden erscheint mir dann als sehr praktisch, auch wenn man für Kleinserien dann einen deutlichen finanziellen Nachteil hat.


Ich habe in der Vergangenheit rund 200 Platinensendungen (überwiegend unbestückt) verschickt, und dabei keine negativen Erfahrungen gemacht die mir im Gedächtnis geblieben wären.

Mit einem externen Dienstleister steigt natürlich auch wieder der Preis. Klar macht das kein Dienstleister umsonst
Ich persönlich wäre einverstanden das per Vorkasse zu machen, bzw. einen gewissen Risikozuschlag zu zahlen (x% Aufschlag um die Kosten für liegengebliebene Bestellungen zu decken).

[stan23]

Die Fuses zu setzen und Bootloader + FreqTest per ISP zu flashen war bei der Mini-Serie AskSinAnalyzer der schnellste Schritt von allen:
Stecker draufhalten, ein Klick in AVRDUDESS, fertig.

Selbst den Resonator zu bestücken dauert da schon länger. Der ist allerdings eine Voraussetzung um die passenden Fuses zu wählen.

EDIT:
hast du den FTDI-Stecker absichtlich gespiegelt?