Elektronischer Würfel mit ATMEGA8

 

Das legendäre Bastlerobjekt "Elektronischer Würfel" wird hier in einer Variante mit einem ATMEGA8 vorgestellt, das geringsten Hardwareaufwand erfordert und doch mit einer beachtlichen Funktionalität aufwarten kann.

Die Schaltung besteht eigentlich nur aus dem Controller in Minimalbeschaltung, zwei Tastern und sieben low-current LEDs mit Vorwiderständen. Auf der Rückseite des PCBs ist eine Fassung für die CR2032-Zelle sowie eine 2x3pol. Stiftleiste für die Programmierung des ICs vorgesehen (Signalbelegung entsprechend DEVBOARD). Einen "echten" Einschalter gibt es nicht. Dazu wird der rechteTaster benutzt, der eigentlich nur ein RESET am Controller auslöst, um ihn aus dem Sleep-Mode aufzuwecken. In diese Betriebsart (POWER DOWN-Mode) fällt der Würfel, sobald länger als eine Minute keine Taste gedrückt wird. Damit schaltet sich der Würfel selber ab. In diesem Zustand beträgt die Stromaufnahme der Schaltung weniger als 1µA. Auch im  "Würfelbetrieb" wird Dank der verwendeten low-current-Top-LEDs nur sehr wenig Strom verbraucht. Der Prototyp ist seit knapp 2 Jahren im Einsatz und funktioniert noch immer mit der ersten Lithium-Zelle!
Die Funktionsweise ist schnell erklärt. Nach Betätigung des rechten Tasters ist der Würfel funktionsbereit. Das wird durch kurzes Aufblitzen aller 7 LEDs signalisiert. Intern läuft jetzt ein 6-fach Ringzähler mit 200Hz, der erst bei Betätigung des linken Würfel-Knopfes gestoppt wird. Das ist ein quasi-zufälliges Ereignis. Jetzt werden die LED-Anzeige aktiviert und noch 18 weitere Zählschritte generiert. Die Anzeigedauer für jeden dieser Schritte wird über eine logarithmische lookup-Tabelle ermittelt. Das bewirkt eine sich ständig verzögernde Ausgabe der letzten Zählergebnisse und damit einen optischen Ausrolleffekt. Das Endergebnis bleibt für etwa 2s stehen. Dann werden alle LEDs ausgeschaltet und der Würfel ist für den nächsten Wurf bereit.

Die bestückte Leiterplatte ist in ein Gehäuse eingebaut, das aus 40x40mm Alu Rechteckprofil gefertigt wurde. Diagonal wurden aus Kunststoff zwei Klötzchen mit Kunstharz in die Ecken eingeklebt, die auf der Rückseite zwei Gewindebohrungen M2 aufweisen. Von der Vorderseite wurde die Schaltung mit den Ecken auf den Klötzchen aufgeklebt. Eine Plexiglasscheibe mit Durchführungen für die Taster schließt die Oberseite ab. Die Rückseite ist durch einen passenden Kunststoffdeckel verschlossen. Dieser wird einfach mit zwei M2-Senkschrauben auf die Klötzchen geschraubt. Ich habe die Gehäusewandung noch mit Furnier bezogen und anschließend gewachst, sodass der Würfel auch ein ansprechendes Äußeres aufweist. Mit den Gesamtabmaßen von 41x41x18mm  passt dieses Teil sogar "saugend" in ein kleines zusammenklappbares Reise-Spiel.