Füge detaillierte Bauteil- und Einkaufsliste für den USB-MIDI-Controller hinzu
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# 🧰 Bauteilliste USB-MIDI-Controller
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## 📋 Komplette Bauteilliste
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### Hauptkomponenten
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| Anzahl | Bauteil | Typ | Beschreibung |
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|--------|---------|-----|--------------|
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| 1x | Arduino Pro Micro | MCU | ATmega32u4, 5V/16MHz |
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| 2x | MCP23017 | I2C I/O Expander | 16-Bit, DIP-28 oder SOIC-28 |
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| 1x | CD74HC4067 | Multiplexer | 16-Kanal Analog Mux, DIP-24 |
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| 8x | Potentiometer | B10K | Linear, 10kΩ, mit Knopf |
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| 4x | Schieberegler | 10K | Linear, 10kΩ, 60mm Weg |
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| 20x | Tact Switch | Button | 6x6mm, THT |
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| 20x | LED | 5mm | Rot/Grün/Blau nach Wahl |
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### Widerstände
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| Anzahl | Wert | Typ | Verwendung |
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|--------|------|-----|------------|
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| 2x | 4.7kΩ | 1/4W, 5% | I2C Pull-Up (SDA/SCL) |
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| 20x | 10kΩ | 1/4W, 5% | Button Pull-Up (falls extern) |
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| 20x | 330Ω | 1/4W, 5% | LED-Vorwiderstände |
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| 4x | 10kΩ | 1/4W, 5% | MCP23017 Pull-Up (optional) |
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### Kondensatoren
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| Anzahl | Wert | Typ | Verwendung |
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|--------|------|-----|------------|
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| 6x | 100nF | Keramik | Entstörung (Abblockkondensatoren) |
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| 2x | 10µF | Elektrolyt | Spannungsglättung |
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| 1x | 470µF | Elektrolyt | Haupt-Pufferkondensator |
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### Sonstige Bauteile
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| Anzahl | Bauteil | Beschreibung |
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| 1x | Breadboard | 830 Kontakte oder größer |
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| 1x | Lochrasterplatine | 10x15cm (für finalen Aufbau) |
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| 1x | USB-Kabel | Micro-USB, Datenübertragung |
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| ~50x | Jumper-Kabel | Verschiedene Längen |
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| 1x | Gehäuse | Kunststoff/Aluminium, nach Wahl |
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## 🔌 Exakte Widerstand-Platzierung
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### I2C Pull-Up Widerstände (4.7kΩ)
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R1: 4.7kΩ Pull-Up für SDA
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├── VCC (+5V)
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└── Arduino Pin 2 (SDA) ──── MCP23017 #1 Pin 13 ──── MCP23017 #2 Pin 13
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R2: 4.7kΩ Pull-Up für SCL
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├── VCC (+5V)
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└── Arduino Pin 3 (SCL) ──── MCP23017 #1 Pin 12 ──── MCP23017 #2 Pin 12
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### LED-Vorwiderstände (330Ω)
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LED 0-15 (MCP23017 #1):
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R3-R18: MCP23017 #1 Pin [0-15] ──── 330Ω ──── LED Anode ──── LED Kathode ──── GND
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LED 16-19 (MCP23017 #2):
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R19-R22: MCP23017 #2 Pin [4-7] ──── 330Ω ──── LED Anode ──── LED Kathode ──── GND
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### Button Pull-Up Widerstände (10kΩ) - Optional
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Falls externe Pull-Ups gewünscht (MCP23017 hat interne):
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Buttons 0-15:
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R23-R38: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #1 Pin [0-15] ──── Button ──── GND
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Buttons 16-19:
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R39-R42: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #2 Pin [0-3] ──── Button ──── GND
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### MCP23017 Reset Pull-Up (10kΩ) - Optional
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R43: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #1 Pin 18 (RESET)
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R44: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #2 Pin 18 (RESET)
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## ⚡ Exakte Kondensator-Platzierung
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### Abblockkondensatoren (100nF)
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C1: Arduino Pro Micro
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├── VCC Pin
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└── GND Pin
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(Platzierung: So nah wie möglich an VCC/GND Pins)
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C2: MCP23017 #1
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├── Pin 9 (VDD)
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└── Pin 10 (VSS)
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(Platzierung: Direkt am Chip, kurze Leitungen)
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C3: MCP23017 #2
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├── Pin 9 (VDD)
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└── Pin 10 (VSS)
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(Platzierung: Direkt am Chip, kurze Leitungen)
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C4: CD74HC4067
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├── Pin 24 (VCC)
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└── Pin 12 (GND)
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(Platzierung: Direkt am Chip, kurze Leitungen)
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C5: Potentiometer-Spannungsversorgung
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├── VCC Rail (bei Potis)
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└── GND Rail (bei Potis)
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(Platzierung: Zentral bei den analogen Reglern)
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C6: LED-Spannungsversorgung
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├── VCC Rail (bei LEDs)
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└── GND Rail (bei LEDs)
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(Platzierung: Zentral bei den LEDs)
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### Spannungsglättung (10µF Elektrolyt)
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C7: Haupt-Spannungsversorgung Arduino
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├── Arduino VCC
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└── Arduino GND
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(Platzierung: Am Arduino-Eingang, Polarität beachten!)
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C8: MCP23017 Spannungsversorgung
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├── Gemeinsame VCC-Schiene der MCPs
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└── Gemeinsame GND-Schiene der MCPs
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(Platzierung: Zentral zwischen beiden MCPs)
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### Pufferkondensator (470µF Elektrolyt)
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C9: Haupt-Pufferkondensator
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├── USB +5V Eingang
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└── USB GND
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(Platzierung: Am USB-Eingang, stabilisiert Spannungsspitzen)
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(WICHTIG: Polarität beachten! + zu +5V, - zu GND)
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## 🔧 Detaillierte Schaltungsdetails
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### LED-Schaltung (pro LED)
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MCP23017 Pin ──── R(330Ω) ──── LED Anode (+)
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│
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LED Kathode (-)
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│
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GND
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Berechnung Vorwiderstand:
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R = (Vcc - Vled) / Iled
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R = (5V - 2.1V) / 8.8mA = 330Ω
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Bei 20 LEDs: Gesamtstrom = 20 × 8.8mA = 176mA
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### Button-Schaltung (pro Button)
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VCC
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│
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│ (R = 10kΩ Pull-Up, intern im MCP23017)
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│
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├─── MCP23017 Pin (Input)
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│
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┌────┴────┐ Button (Tact Switch)
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│ │
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GND GND
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Bei gedrücktem Button: Pin = LOW (0V)
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Bei losgelassenem Button: Pin = HIGH (5V via Pull-Up)
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### Potentiometer-Schaltung (pro Regler)
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VCC ──── Pin 1 (CCW/Links/Oben)
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Signal ── Pin 2 (Wiper/Mitte) ──── Multiplexer Kanal
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GND ──── Pin 3 (CW/Rechts/Unten)
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Optional: 100nF Kondensator zwischen Signal und GND
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für Entstörung bei langen Leitungen
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## 📐 Layout-Empfehlungen
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### Breadboard-Aufbau
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Sektion 1: Arduino Pro Micro
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├── C1 (100nF) direkt an VCC/GND
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├── C7 (10µF) an VCC/GND
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└── C9 (470µF) an USB +5V/GND
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Sektion 2: I2C-Bus
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├── R1 (4.7kΩ) SDA Pull-Up
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├── R2 (4.7kΩ) SCL Pull-Up
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├── Kurze Verbindungen zu MCPs
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└── Twisted Pair bei längeren Leitungen
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Sektion 3: MCP23017 #1
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├── C2 (100nF) direkt am Chip
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├── 16× R(330Ω) für LEDs
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└── Buttons mit internen Pull-Ups
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Sektion 4: MCP23017 #2
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├── C3 (100nF) direkt am Chip
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├── 4× R(330Ω) für LEDs
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└── Buttons mit internen Pull-Ups
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Sektion 5: CD74HC4067
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├── C4 (100nF) direkt am Chip
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├── C5 (100nF) für Analog-Versorgung
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└── Sternförmige Verteilung zu Potis
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Sektion 6: Potentiometer/Slider
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├── Saubere VCC/GND-Verteilung
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├── Geschirmte Signalleitungen
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└── C5 (100nF) zentrale Entstörung
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### PCB-Design Hinweise
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Layer 1 (Top): Komponenten + Signale
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├── Kurze Leitungen für I2C
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├── Sternförmige GND-Verteilung
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└── Abblockkondensatoren nah an ICs
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Layer 2 (Bottom): Masse-Fläche
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├── Durchgehende GND-Plane
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├── VCC-Flächen getrennt
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└── Thermische Vias bei Stromversorgung
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Leitungsführung:
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├── I2C: < 10cm, Twisted Pair
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├── Analog: Geschirmt, < 20cm
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├── Digital: Unkritisch, < 50cm
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└── Power: Sternförmig, dicke Leitungen
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## ⚠️ Wichtige Hinweise
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### Kondensator-Polarität
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Elektrolytkondensatoren (10µF, 470µF):
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+ (längeres Bein) ──── zu VCC/Plusspannung
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- (kürzeres Bein) ──── zu GND/Masse
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Keramikkondensatoren (100nF):
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Keine Polarität - können beliebig eingebaut werden
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### Widerstand-Farbcodes
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4.7kΩ (Gelb-Violett-Rot-Gold): Pull-Up Widerstände
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330Ω (Orange-Orange-Braun-Gold): LED-Vorwiderstände
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10kΩ (Braun-Schwarz-Orange-Gold): Pull-Up Widerstände
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### Stromverbrauch-Kalkulation
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Arduino Pro Micro: ~40mA
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MCP23017 #1: ~1mA
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MCP23017 #2: ~1mA
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CD74HC4067: ~1mA
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LEDs (20× 8.8mA): ~176mA (alle an)
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GESAMT: ~220mA (bei allen LEDs an)
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USB 2.0 kann max. 500mA liefern ✓
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### Einkaufsliste Elektronik
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- Widerstände: Sortiment 1/4W, 5% (E12-Reihe)
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- Kondensatoren: Keramik-Sortiment + Elkos
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- LEDs: 5mm Standard, verschiedene Farben
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- Tact Switches: 6×6mm, THT, >100k Zyklen
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- Potis: Logarithmisch oder linear je nach Anwendung
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- Jumperkabel: Buchse-Buchse, verschiedene Längen
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Diese detaillierte Aufstellung gibt dir alles was du brauchst, um deinen MIDI-Controller erfolgreich aufzubauen! 🎛️
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SHOPPING_LIST.md
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# 🛒 Einkaufsliste USB-MIDI-Controller
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## 📦 Bestellliste für Elektronik-Händler
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### Hauptkomponenten
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□ 1× Arduino Pro Micro 5V/16MHz (z.B. Sparkfun DEV-12640)
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□ 2× MCP23017-E/SP (Microchip, DIP-28)
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□ 1× CD74HC4067E (Texas Instruments, DIP-24)
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□ 8× Potentiometer B10K linear (Alpha 9mm, mit Achse)
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□ 4× Schieberegler 10K linear 60mm (Alps oder Bourns)
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□ 20× Tact Switch 6×6mm THT (Omron B3F-1000)
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□ 20× LED 5mm rot/grün/blau (je nach Wunsch)
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### Widerstände (1/4W, 5%, Metallfilm)
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□ 2× 4.7kΩ (Gelb-Violett-Rot-Gold)
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□ 22× 330Ω (Orange-Orange-Braun-Gold)
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□ 20× 10kΩ (Braun-Schwarz-Orange-Gold) - optional
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□ 4× 10kΩ (Braun-Schwarz-Orange-Gold) - MCP Reset
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### Kondensatoren
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□ 6× 100nF Keramik (104) - Entstörung
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□ 2× 10µF/16V Elektrolyt - Glättung
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□ 1× 470µF/16V Elektrolyt - Puffer
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### Verbindungsmaterial
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□ 1× Breadboard 830 Kontakte (oder größer)
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□ 1× Steckplatine 10×15cm (für finalen Aufbau)
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□ 40× Jumperkabel male-male verschiedene Längen
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□ 20× Jumperkabel male-female verschiedene Längen
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□ 1× Farbiges Schaltdraht-Set (0.25mm²)
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□ 1× USB-Kabel Micro-USB (Datenübertragung!)
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## 💰 Kostenabschätzung (Deutschland, 2025)
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| Kategorie | Kosten | Bemerkung |
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| Arduino Pro Micro | ~25€ | Original Sparkfun oder Clone |
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| ICs (MCP23017, 4067) | ~8€ | Microchip/TI Original |
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| Potis & Slider | ~35€ | Qualität beeinflusst Haptik |
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| Buttons & LEDs | ~15€ | Standard-Bauteile |
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| Widerstände/Kondensatoren | ~5€ | Sortiment ausreichend |
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| Breadboard/Platine | ~15€ | Für Prototyp + final |
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| Kabel & Zubehör | ~12€ | Jumperkabel, USB-Kabel |
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| **GESAMT** | **~115€** | **Plus Gehäuse nach Wahl** |
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## 🏪 Empfohlene Bezugsquellen
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### Deutschland
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□ Reichelt Elektronik (reichelt.de)
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- Gute Preise für Standardbauteile
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- Schneller Versand
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- Große Auswahl
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□ Conrad Electronic (conrad.de)
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- Lokale Filialen
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- Premium-Bauteile
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- Guter Service
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□ Mouser Electronics (mouser.de)
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- Original-ICs garantiert
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- Technische Datenblätter
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- Für kritische Bauteile
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□ Amazon/eBay
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- Arduino-Clones günstig
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- Jumper-Kabel Sets
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- Schnelle Lieferung
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### International
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□ DigiKey (digikey.de)
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□ Farnell (farnell.com)
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|
□ AliExpress (längere Lieferzeit, sehr günstig)
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## 🔧 Werkzeug-Checkliste
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### Mindestausstattung
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□ Lötkolben 25-40W (z.B. Weller WP 25)
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□ Lötzinn 0.8mm bleihaltig/bleifrei
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□ Entlötlitze oder Entlötpumpe
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□ Seitenschneider klein
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□ Abisolierzange oder Cutter
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□ Multimeter (Spannung/Strom/Widerstand)
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□ Lupe oder Vergrößerungsglas
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### Erweiterte Ausstattung
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□ Heißluftstation (für SMD-Bauteile)
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□ Oszilloskop (für Debugging)
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□ Logikanalysator (für I2C-Analyse)
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□ Dritte Hand mit Lupe
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□ ESD-Schutz (Armband, Matte)
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□ Bauteil-Organizer/Sortierboxen
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## 📋 Montage-Reihenfolge Checklist
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### Phase 1: Breadboard-Prototyp
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□ Arduino Pro Micro auf Breadboard
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□ Spannungsversorgung verdrahten
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□ I2C-Bus mit Pull-Ups aufbauen
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□ Erste MCP23017 anschließen und testen
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□ Zweite MCP23017 anschließen und testen
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□ CD74HC4067 Multiplexer anschließen
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□ Erste Tests mit Code durchführen
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### Phase 2: Buttons und LEDs
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□ 4 Buttons als Test anschließen
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□ 4 LEDs mit Vorwiderständen testen
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□ Alle 20 Buttons verdrahten
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□ Alle 20 LEDs mit Widerständen verdrahten
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□ Button-Funktionalität testen
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□ LED-Steuerung via MIDI testen
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### Phase 3: Analoge Regler
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□ Einen Poti an Multiplexer anschließen
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□ Analoge Werte im Serial Monitor prüfen
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□ Alle 8 Potis verdrahten
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□ Alle 4 Schieberegler verdrahten
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□ MIDI-CC Funktionalität testen
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□ Kalibrierung und Feinjustierung
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### Phase 4: Finale Integration
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□ Vollständiger Funktionstest
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□ Entstörung optimieren (Kondensatoren)
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□ Mechanischer Aufbau/Gehäuse
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□ Beschriftung der Regler und Buttons
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□ DAW-Integration testen (Ableton, etc.)
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□ Dokumentation erstellen
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## ⚠️ Häufige Fallstricke
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### Elektrische Probleme
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❌ Fehlende Pull-Up Widerstände → Buttons funktionieren nicht
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❌ Vertauschte VCC/GND → ICs können beschädigt werden
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❌ Zu schwache Vorwiderstände → LEDs brennen durch
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❌ Fehlende Abblockkondensatoren → Instabile Funktion
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❌ Lange I2C-Leitungen → Kommunikationsfehler
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### Mechanische Probleme
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❌ Falsche Potentiometer-Kurve → Ungleichmäßige MIDI-Werte
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❌ Schlechte Button-Qualität → Prellen, kurze Lebensdauer
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❌ Ungeeignetes Gehäuse → Schwer zugängliche Komponenten
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❌ Fehlende Befestigung → Wackelige Verbindungen
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❌ Zu enge Anordnung → Schwierige Bedienung
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### Software-Probleme
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❌ Falsche I2C-Adressen → Chips werden nicht erkannt
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❌ Fehlende MIDI-Treiber → PC erkennt Controller nicht
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❌ Zu hohe Update-Rate → MIDI-Spam, Performance-Probleme
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❌ Fehlende Debouncing → Mehrfache Button-Events
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❌ Falsche Pin-Zuordnung → Vertauschte Funktionen
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## 🎯 Qualitätshinweise
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### Bauteil-Qualität
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✅ Original-ICs bevorzugen (Microchip, TI, Atmel)
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✅ Markenpotis für bessere Haptik (Alps, Bourns, Alpha)
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✅ Hochwertige Tact-Switches (Omron, Cherry)
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✅ Metallfilm-Widerstände für Stabilität
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✅ Niedrig-ESR Kondensatoren für Entstörung
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### Verarbeitung
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✅ Saubere Lötstellen ohne Kältestellen
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✅ Kurze Leitungen für kritische Signale
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✅ Mechanisch stabile Verbindungen
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✅ Ordentliche Kabelführung
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✅ Ausreichende Abstände zwischen Bauteilen
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Diese detaillierte Einkaufsliste hilft dir dabei, alle benötigten Bauteile systematisch zu beschaffen und häufige Fehler beim Aufbau zu vermeiden! 🎛️
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