BuFaTa ET Wiki

Die BuFaTa ET möchte eine Alternative für die gebräuchlichen wissenschaftlichen Taschenrechner an Hochschulen entwickeln und zur Verfügung stellen. Dabei geht es um die Programmierung bei der die Funktionen eines Taschenrechners implementiert werden und die spätere Bestückung einfacher Hardware mit dieser selbst erstellten Software.

Vorkenntnisse der Teilnehmer*innen sind für eine gute Durchführbarkeit wichtig.

• Protokoll 80. BuFaTa in Ulm 2017
• Protokoll 81. BuFaTa in München 2017
• Protokoll 82. BuFaTa in Dresden 2018
• Protokoll 83. BuFaTa in Aachen 2018
• Protokoll 84. BuFaTa in Karlsruhe 2019
• Protokoll 85. BuFaTa in Darmstadt 2019

• Tiva Board läuft mit Energia IDE
• Software Eclipse MCU GNU Emulator wurde in Virtual Box aufgesetzt und funktioniert
  • zugehöriger Container steht bald auf Anfrage zur Verfügung
  • Die Anleitung für die VM ist hier zu finden: Protokoll Aachen

• es soll ein TR zunächst für angehende Ingenieur*innen an Hochschulen selbst angefertigt werden
• basierend auf Open Source und Open Hardware, soweit wie möglich
  • z.B. mit speziellen Engineering-Funktionen
• bei Erfolg wäre Bereitstellung für Schulen und auch andere Studiengänge später denkbar
• bisher wurden vor allem die Grundlagen der technischen Anforderungen und gewünschter Software Features festgelegt
• rechtliche Rahmenbedingungen wurden im Ansatz angeschaut
• ToDos wurden gesammelt
• gesucht werden noch freiwillige Unterstützer*innen, bei Interesse Mail an robert@fsret.de
• Es sollen Breakout-Prototypen bis zur nächsten BuFaTa entstehen
• Interessenten: Maximilian (TU Chemnitz), Robert (Alumnus, TU Dresden), Christian (KIT), Daniel (TU Darmstadt)

• https://www.numworks.com

• Open Source für TR Mathe suchen (Georg, David)
• Library für Mathematik https://www.gnu.org/software/gsl/
• Open Source für GUI suchen oder selbst schreiben
  • https://ugfx.io/
  • Features: https://ugfx.io/features
  • Unterstützte Hardware: https://ugfx.io/platforms
  • Wurde z.B. auch von der SHA2017 (Chaos Computer Club nahes Event) Badge verwendet: https://github.com/SHA2017-badge/ugfx (E-Paper Display)
  • Lizenz eher fragwürdig, da selbst geschrieben. Angeblich 100% Open Source. https://ugfx.io/license.html
  • Bieten auch eine Software an (ugfx-Studio), mit der man sich einfach die entsprechenden GUI Views klicken kann
  • STM GUI Tool https://www.st.com/content/st_com/en/stm32-graphic-user-interface.html
    • Eventuell µC mit LCD Treiber
  • TODO Evaluieren: Sinnvoll verwendbar ab welcher Displayauflösung?
• Open Source für Display auf Dotmatrix suchen oder selbst schreiben
  • Display Controller? Falls ein zu ugfx kompatibler verwendet wird dann ist der Treiber dort schon enthalten
• Mikrocontroller raussuchen
  • doch FPGA nehmen? → nur, wenn man einen ASIC bauen will
  • mal bei herkömmlichen TR gucken um MC Anforderungen „reverse zu engineeren“ ?
• Tastenmultiplexing überlegen
• Display raussuchen
  • 84x48px Nokia 5110 3mA mit SPI Interface https://www.ebay.at/itm/LCD-Blau-Display-Screen-fur-Nokia-5110-LCD-Module-fur-Arduino-DIY-project-SPI-GE/182076317392 –> müsste größer sein, die höhe könnte passen, ist aber viel zu schmal (ist halt aus nem Nokia 5110 und ein Handy ist selten so breit wie ein Taschenrechner)
  • Casio FX 991 DE z.B. hat 192×63 Pixel
  • oder Display aus vorigem Protokoll mit HD44780 (4 Daten + 2 Controlpins) http://www.pollin.de/shop/dt/NTE0OTc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Displays/LCD_Modul_DATAVISION_DG_12232.html (ziemlich dick, aber gute Größe)
  • Akkuladeregler https://www.ebay.com/itm/2Pcs-1A-5V-TP4056-Lithium-Battery-Charging-Module-USB-Board-Electronic-Component/302255054546
• Hardware Mainboard Layout
  • KiCad (Open Source PCB Design)
• Toolchain
• Projektmanagement/-hosting
  • GitHub
  • Alternative könnte GitLab bei Fachschaft werden, oder: https://gitlab.com
• Tests für numerische Berechungen
• Finanzierung
  • bei ST (µController) gibts vielleicht für studentische Projekte auch irgendeine Unterstützung (ST hat sich allerdings in der Vergangenheit bei der Unterstützung der bastelnden Menschen als sehr restriktiv herausgestellt)
  • z.B. vielleicht mit Werbennennung auf Gehäuse

• STM32 Reihe STM32L4
  • https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32l4-series.html
• Alternativ NXP Kinetis LCP45000
  • https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/arm-based-processors-and-mcus/general-purpose-mcus/lpc54000-cortex-m4-:MC_1414576688124
• RISK V GD32VF103CBT6 (braucht 20-30ma im Betrieb)
  • https://www.seeedstudio.com/Sipeed-Longan-Nano-RISC-V-GD32VF103CBT6-Development-Board-p-4205.html

• Graphic LCD-Modul DATAVISION DG-12232
• Graphic LCD WCG12864B6FSDEWG
• OLED
• DisplayController, der mit der verwendeten GUI Software kompatibel ist
  • Evtl. integrierter Controller in µC

• https://de.aliexpress.com/item/wholesale-10pcs-1000mAh-lithium-polymer-lipo-Rechargeable-battery-3-7V-F-102050-KTV-household-wired-microphone/32804820802.html?spm=a2g0x.search0204.3.35.68d616dfXFgSkM&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_9_10065_10068_10547_319_10546_317_10548_10696_10084_453_10083_454_10618_10304_10307_10820_537_536_10843_10059_10884_10887_321_322_10103,searchweb201603_52,ppcSwitch_0&algo_expid=7706ec13-bf30-402b-bd1a-500c95adb757-5&algo_pvid=7706ec13-bf30-402b-bd1a-500c95adb757&transAbTest=ae803_3
  • Lithium Ionen 3,7V mit Schutzschaltung
  • Annahme 10mA bei aktivem Gebrauch und 20% Sicherheitsreserve nach unten → ca 80h Benutzungszeit
  • Annahme 1mA bei Standby und 20% Sicherheitsreserve nach unten → ca 30 Tage Standby

• Conduktive Rubber Keypad
  • https://www.instructables.com/id/DIY-6-Button-Silicone-Rubber-Keypad/
  • http://www.jw-electronic-components.de/pdf/Design%20guide%20for%20rubber%20keypads.pdf
  • Oder beim Chinesen machen lassen, je nach Stückzahl
  • rubber-keypad.com (Preise für Kleinserie angefragt)(die wollen 3d Zeichnungen für ein Angebot)
• Ruber Dome Matte
  • anfangs teuer
  • kein Bestückungsaufwand
  • weniger Bauteile
  • Xiamen Xin Lu Yao Rubber & Plastic Co., Ltd. (Alibaba)
    • https://www.alibaba.com/product-detail/Customized-Conductive-Silicone-Membrane-Keyboard_360899415.html?spm=a2700.7724857.normalList.105.3d7e1f23Wt2aHt
• Metal Key-Pad Dome Switch
  • https://www.pannam.com/blog/rubber-metal-dome-keypad/
  • https://www.digikey.de/de/product-highlight/k/keystone/metal-key-pad-dome-switches
  • extrem schlecht zu platzieren
• Soft Tactile Buttons
  • https://www.exp-tech.de/zubehoer/tasterschalter/7719/soft-tactile-button-8-mm-10-stueck
  • einfach
  • hoher Bestückungsaufwand
  • geeignet für niedrige Stückzahl
  • 3D Gedruckte Tasten
    • Wie beschriften?
• Einfach als X/Y also X+Y Pins nötig

• Spritzguss (teure Form)
• 3D Druck (schwer überhange sauber hinzubekommen)

Fertiges „Produkt“ in 12-18 Monaten.