Um die Mikrocontroller-Einöde der letzten Tage mal etwas aufzulockern: ich habe mich fast gewundert als ich gelesen habe wofür ‚grep‚ steht. Also nicht was man damit macht, sondern dass das Wort tatsächlich eine Bedeutung hat, beziehungsweise eine Abkürzung ist.
Das steht für Global Regular Expression Printer. Auch wenn man es fast täglich nutzt, ich behaupte mal dass das kaum jemand weiß. 
Schlag auf Schlag: Ich habe nicht vor, jetzt jede Woche ein neues Projekt auf die Seite zu stellen. Ideen hätte ich genug, aber nicht ansatzweise die Zeit um alles umzusetzen. Im Moment drängt es mich aber etwas, mein nächstes größeres Projekt fertig zu kriegen, unter anderem habe ich deshalb auch letzte Woche schnell die Tastatur fertig gemacht. Hier geht es um einen Teil des nächsten Projektes.
Vor einer ganzen Weile habe ich mal billig einen Posten Siebensegmentanzeigen gekauft. Die sollen jetzt mal zum Einsatz kommen. Grün, vierstellig, gemeinsame Anode (letzteres ist der Grund warum ich doch nicht auf Charlieplexing zurückgreifen kann). Die haben also 12 Pins an der Unterseite: acht Segmente und jeweils eine Anode pro Ziffer. Ich werde zwei davon brauchen. Die Segmentanschlüsse kann ich jeweils verbinden, die Anoden muss ich vom Controller aus einzeln ansteuern. Also acht Segmente plus acht Anoden, macht 16 Pins. So viel habe ich nicht frei.
Sicher könnte man da was mit anderen Bausteinen machen, ich habe mir meinen eigenen gebaut. Einen ATmega8 der per I2C zu steuern ist, und der diese Aufgabe spielend übernehmen kann. So brauche ich an meinem ‚Hauptprozessor‘ nur noch die zwei Pins für den I2C-Bus. Außerdem verlagert sich der Job, die LEDs zu Multiplexen in den anderen Controller. So muss ich beim Programmieren auch nicht auf das Timing achten damit die LEDs nicht flimmern.
Das ganze habe ich schön dokumentiert und freigegeben, unter dem nicht sehr originellen Namen I2C LED Matrix.
‚Matrix‘ deshalb weil man an den Baustein einfach eine Matrix aus 8×8 LEDs anschließen kann. Das müssen nicht unbedingt Siebensegmentanzeigen sein. Der Vorteil ist, dass man so beliebige Zeichen darstellen kann, Nachteil dieser Flexibilität ist allerdings auch dass man sich die Zeichen auf dem steuernden Controller erstmal definieren muss. Naja, schwer ist das aber auch nicht, ein Beispiel habe ich auf der Seite.
Vielleicht kann das ja jemand gebrauchen. Und bevor die Befürchtung aufkommt dass es hier jetzt nur noch uC-Basteleien gibt: ich fürchte bis das angekündigte größere Projekt fertig wird, wird einige Zeit ins Land gehen… hoffentlich nur ein paar Wochen, aber… wer weiß?
Als ich letzte Tage das Dulcimer-Projekt vorgestellt habe, habe ich auch eine Mail an Objective Development geschrieben. Das sind die Leute die den USB-Treiber gemacht haben den ich jetzt zum wiederholten Mal benutzt habe. Die haben Links auf alle USB-Projekte die damit gemacht wurden. Auf der Seite mit den HID-Geräten findet sich seit Gestern auch mein Dulcimer.
Die Seite habe ich mir in den letzten zwei Monaten auch öfter angesehen, weil ich andere Projekte gesucht habe aus denen ich lernen kann. Allerdings sind da in den letzten Wochen einige dazu gekommen, unter anderem RUMP – Real USB Model M PCB. Da hat offenbar jemand das gleiche Projekt gemacht wie ich, parallel und ohne es zu wissen.
Ich werde den jetzt gleich mal anschreiben und ihm meine Version vorstellen. Vielleicht will er sich ansehen wie ich es hingekriegt habe die LEDs der Tastatur zu benutzen. Ich werde seinen Algorithmus zur Verhinderung von Ghost-Keys nochmal eingehend studieren…
Zwei Kleinigkeiten habe ich gerade an dem Dulcimer-Projekt gefixt. Eine Fehlerkorrektur in einer Funktion die eigentlich eh nicht aufgerufen wird. Naja, später schon, wenn die Tastatur zusätzliche Features kriegt. Jetzt habe ich die nämlich beim Debuggen benutzt. Der andere Fehler ist für Nachbauer unangenehmer, und aufgrund der merkwürdigen USB-Spezifikation nicht leicht zu sehen: die Backslash-Taste ist da an zwei Stellen definiert. Und ich habe natürlich direkt die falsche gewählt… 
Naja, ist gefixt. Die neuen Pakete stehen zum Download auf der Seite.
Wenn ich mal wieder ein Projekt habe in dem ich viele LEDs ansteuern möchte werde ich der Technik namens Charlieplexing ein paar Gedanken widmen. Nur beschaltet mit ein paar Widerständen kann ein Controller mit n Pins (n*(n-1)) LEDs schalten. Das wären (wenn man einen Quarz und Reset nicht belegen möchte) 210 mit einem ATtiny2313, 380 mit dem ATmega8 oder sogar 992 mit einem ATmega32 oder ATmega644…
Dieses Projekt war 2008 noch nicht im Blog, ich habe es 2015 aus dem alten CMS kopiert.
Das fertige Hackbrett — äußerlich original, bis auf das Kabel
Die Version, die sich in Frankreich aus dem Psalterium entwickelte, wurde auf französisch ‚doulcemér‘ genannt, dieser Name stammt vermutlich vom lateinischen ‚dulce melos‘, ’süßes Lied‘ oder ‚lieblicher Klang‘. In England heißt das Hackbrett heute noch ‚hammered dulcimer‘.
Wikipedia — ‚Hackbrett‚
Eine Tastatur kann eine sehr persönliche Sache sein. Insbesondere wenn es sich dabei um ein sehr gut gebautes Modell handelt, wie zum Beispiel eine IBM Model M. Das Design der Model M stammt von 1984, sie hat aber auch Heute noch eine grosse Fangemeinde. Sie hatte die üblichen Anschlüsse für alte Tastaturen: erst den 5poligen DIN-Stecker, später einen PS/2-Stecker. Zumindest meines Wissens nach wurde dieses Modell nie in einer USB-Variante herausgebracht.
Ein Bekannter wusste dass ich schon öfter Geräte mit USB-Anschluss gebastelt habe, und eines davon verhält sich sogar wie eine Tastatur (Es ist nicht wirklich eine Tastatur… aber das ist eine andere Geschichte… 
). Er ist ein grosser Freund der Model M, also fragte er ob ich einer Tastatur mit kaputter Elektronik neues Leben einhauchen könnte. Dies ist das Ergebnis…
Ein erster Prototyp
An dieser Matrix hängt ein Tastaturcontroller. Das ist ein Chip mit einer Reihe von I/O-Pins die den Zustand der Matrix überwachen. Am anderen Ende ist ein Interface mit dem der Chip dem Computer seine Befunde mitteilt. Ach ja, und nicht zu vergessen: der Chip hat auch drei Ausgänge zur Ansteuerung der LEDs für Num-, Caps- und Scroll-Lock.
In diesem Projekt habe ich den Tastaturcontroller und seine Schaltung durch einen ATmega32 und eine eigene Schaltung ersetzt. Der ATmega scannt die Matrix, steuert die LEDs und spricht mit dem Computer.
Für die angenehme Weiterentwicklung habe ich einen Boot-Loader in dem Chip untergebracht. Damit ist es möglich, der Tastatur eine neue Firmware zu verpassen ohne sie auseinander nehmen zu müssen. Und ohne einen speziellen Programmer zu brauchen.
Original alt
Ein Layout habe ich zwar bislang nur für die IBM Model M gemacht, aber ich will zumindest noch eine Sun-Tastatur umbauen. Ich schätze dass ich dazu den Scan-Algorithmus umbauen muss, weil die Matrix bei Sun nicht in 16×8-Form angeordnet ist. Die Positionen der Tasten auf der Matrix werden wahrscheinlich auch anders sein, die werde ich rausfinden müssen. Und natürlich wird dann eine Platine mit anderem Layout fällig.
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Mit ein paar Änderungen an der Hardware würden sogar noch deutlich mehr Möglichkeiten offen stehen:
Wer nur ein wenig so darüber denkt wie ich wird nicht lange brauchen um selbst auf nützliche — oder besser: unnütze — Ideen zu kommen.
Die fertige Tastatur wird einfach an USB angeschlossen. Alle LEDs blinken kurz auf um zu zeigen dass das Gerät initialisiert ist.
Dann kann die Tastatur wie immer benutzt werden. Wenn zusätzliche Features eingebaut werden wird es zusätzliche Bedienungsanleitungen geben.
Ich weiss nicht wie die Hersteller von Tastaturen mit dem Problem der Geister-Tasten umgehen. Ich habe keine speziellen Massnahmen zu deren Verhinderung getroffen. Ich hoffe einfach mal, dass die Ingenieure bei IBM die Tasten in einer Weise auf der Matrix verteilt haben die das Problem minimiert. Aufgetreten sind solche Probleme bei mir bislang zwar nicht, aber ich wollte darauf hinweisen dass ich keine Gegenmassnahmen getroffen habe.
Moderner Oldtimer
Ich habe mich sehr stark von Spaceman Spiff’s c64key inspirieren lassen. Diese Software basiert auf seinen Ideen.
Dann geht Dank an xleave, der mir die Platine geätzt hat (von den vielen blöden Elektronikfragen mal ganz abgesehen die er schon von mir vor den Latz gekriegt hat…).
Und ich danke natürlich FaUl vom Chaostreff Dortmund für die Idee zu dem Projekt.
Meine Arbeit, also alles außer dem USB-Treiber, fällt unter die GNU General Public License (GPL). Eine Kopie der GPL liegt dem Projekt bei. Der USB-Treiber untersteht einer gesonderten Lizenz von Objective Development. In firmware/usbdrv/License.txt befinden sich weitere Informationen dazu.
Das Autoquarium ist zwar mittlerweile auch fast fertig (in der ersten Ausbaustufe), aber zwischenzeitlich habe ich mich noch einem weiteren Projekt gewidmet. Das ist seit gerade eben online. Ebenfalls in der ersten Ausbaustufe: Dulcimer.
Der Name klingt erstmal nichtssagend, aber wer sich den grünen Kasten auf der Seite durchliest kann sich vielleicht denken warum ich ihn gewählt habe (Hint: wenn das nicht reicht kann man auch in der englischen Version spicken).
Um das auch hier nochmal kurz zusammenzufassen: es geht um eine ziemlich alte klassische Tastatur: die IBM Model M. Ich wurde gefragt ob ich die zu einer USB-Tastatur umbauen kann, und hier ist das Ergebnis. Wer mit dem Namen nichts anfangen kann möge sich vielleicht mal bei eBay die Preise ansehen für die diese ‚alten Dinger‘ gehandelt werden…
Wie auch immer: diese eine spricht jetzt schon fließend USB. Und wenn ich Zeit dazu habe werde ich da noch ein paar Nettigkeiten einbauen. Ideen stehen ja schon auf der Seite, für neue bin ich immer offen. Eines meiner Ziele ist zum Beispiel — ohne mich über die Krankheit lustig machen zu wollen — eine (ein- und ausschaltbare) Tourette-Tastatur… 
Gerade wollte ich wissen wie lang 250 Fuß in einem gebräuchlichen Längenmaß sind. Dass Google mir das umrechnen kann wusste ich. Dass es aber schon reicht, im Suchfeld des Firefox (bei mir immer noch ein zweier) ‚250 feet in meters‚ einzugeben war mir neu. In den Suchvorschlägen erscheint dann direkt ‚=76.2 meters‚, ohne dass ich die Seite laden muss. Sehr praktisch.
Leider scheint das nur mit Masseinheiten zu funktionieren. Google kann eigentlich auch Waehrungen umrechnen, aber das geht wohl an dieser Stelle nicht.
Eine Mail von Bill Gates, der vergeblich versucht ein Microsoft-Produkt auf einem Microsoft-Betriebssystem zu installieren:
Someone decided to trash the one part of Windows that was usable? The file system is no longer usable. The registry is not usable. This program listing was one sane place but now it is all crapped up.
Herrlich. Oder dieser Absatz:
Then it told me to reboot my machine. Why should I do that? I reboot every night — why should I reboot at that time?
Täglicher Reboot? Sicher nur weil er umweltbewusst Abends den Rechner abschaltet, oder? Der Mann hat auf jeden Fall Humor:
So they told me that using the download page to download something was not something they anticipated.
Die Mail ist fünf Jahre alt und bezieht sich auf XP. Keine Ahnung ob das heutzutage besser ist. Warum hat er nicht einfach etwas in der Form ‚apt-get install moviemaker‚, oder noch besser ‚pacman -S moviemaker‚ ausprobiert?
So zumindest nicht. Wenn ich bei Alternate was bestelle berechnen die mir 6,95 Euro Versandkosten. Wenn ich aber ein Buch mitbestelle (ja, ich wusste auch nicht dass die da tote Bäume haben) erlassen sie mir die Versandkosten.
Schlaumeier der ich bin, habe ich natürlich nach einem Buch unter 6,95 Euro gesucht. Und ich habe eins gefunden. Nur eins. Es kostet 5,95 Euro und trägt den etwas sperrigen Titel 50 einfache Dinge, die Sie tun können um die Welt zu retten und wie Sie dabei Geld sparen. Wenn ich die Beschreibung richtig deute, geht es unter anderem um die Vermeidung von Müll…
Grotesk, oder?