# 🧰 Bauteilliste USB-MIDI-Controller

## 📋 Komplette Bauteilliste

### Hauptkomponenten
| Anzahl | Bauteil | Typ | Beschreibung |
|--------|---------|-----|--------------|
| 1x | Arduino Pro Micro | MCU | ATmega32u4, 5V/16MHz |
| 2x | MCP23017 | I2C I/O Expander | 16-Bit, DIP-28 oder SOIC-28 |
| 1x | CD74HC4067 | Multiplexer | 16-Kanal Analog Mux, DIP-24 |
| 8x | Potentiometer | B10K | Linear, 10kΩ, mit Knopf |
| 4x | Schieberegler | 10K | Linear, 10kΩ, 60mm Weg |
| 20x | Tact Switch | Button | 6x6mm, THT |
| 20x | LED | 5mm | Rot/Grün/Blau nach Wahl |

### Widerstände
| Anzahl | Wert | Typ | Verwendung |
|--------|------|-----|------------|
| 2x | 4.7kΩ | 1/4W, 5% | I2C Pull-Up (SDA/SCL) |
| 20x | 10kΩ | 1/4W, 5% | Button Pull-Up (falls extern) |
| 20x | 330Ω | 1/4W, 5% | LED-Vorwiderstände |
| 4x | 10kΩ | 1/4W, 5% | MCP23017 Pull-Up (optional) |

### Kondensatoren
| Anzahl | Wert | Typ | Verwendung |
|--------|------|-----|------------|
| 6x | 100nF | Keramik | Entstörung (Abblockkondensatoren) |
| 2x | 10µF | Elektrolyt | Spannungsglättung |
| 1x | 470µF | Elektrolyt | Haupt-Pufferkondensator |

### Sonstige Bauteile
| Anzahl | Bauteil | Beschreibung |
|--------|---------|--------------|
| 1x | Breadboard | 830 Kontakte oder größer |
| 1x | Lochrasterplatine | 10x15cm (für finalen Aufbau) |
| 1x | USB-Kabel | Micro-USB, Datenübertragung |
| ~50x | Jumper-Kabel | Verschiedene Längen |
| 1x | Gehäuse | Kunststoff/Aluminium, nach Wahl |

## 🔌 Exakte Widerstand-Platzierung

### I2C Pull-Up Widerstände (4.7kΩ)
```
R1: 4.7kΩ Pull-Up für SDA
├── VCC (+5V)
└── Arduino Pin 2 (SDA) ──── MCP23017 #1 Pin 13 ──── MCP23017 #2 Pin 13

R2: 4.7kΩ Pull-Up für SCL  
├── VCC (+5V)
└── Arduino Pin 3 (SCL) ──── MCP23017 #1 Pin 12 ──── MCP23017 #2 Pin 12
```

### LED-Vorwiderstände (330Ω)
```
LED 0-15 (MCP23017 #1):
R3-R18:  MCP23017 #1 Pin [0-15] ──── 330Ω ──── LED Anode ──── LED Kathode ──── GND

LED 16-19 (MCP23017 #2):
R19-R22: MCP23017 #2 Pin [4-7] ──── 330Ω ──── LED Anode ──── LED Kathode ──── GND
```

### Button Pull-Up Widerstände (10kΩ) - Optional
```
Falls externe Pull-Ups gewünscht (MCP23017 hat interne):

Buttons 0-15:
R23-R38: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #1 Pin [0-15] ──── Button ──── GND

Buttons 16-19:
R39-R42: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #2 Pin [0-3] ──── Button ──── GND
```

### MCP23017 Reset Pull-Up (10kΩ) - Optional
```
R43: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #1 Pin 18 (RESET)
R44: VCC ──── 10kΩ ──── MCP23017 #2 Pin 18 (RESET)
```

## ⚡ Exakte Kondensator-Platzierung

### Abblockkondensatoren (100nF)
```
C1: Arduino Pro Micro
├── VCC Pin
└── GND Pin
(Platzierung: So nah wie möglich an VCC/GND Pins)

C2: MCP23017 #1
├── Pin 9 (VDD)
└── Pin 10 (VSS)
(Platzierung: Direkt am Chip, kurze Leitungen)

C3: MCP23017 #2  
├── Pin 9 (VDD)
└── Pin 10 (VSS)
(Platzierung: Direkt am Chip, kurze Leitungen)

C4: CD74HC4067
├── Pin 24 (VCC)
└── Pin 12 (GND)
(Platzierung: Direkt am Chip, kurze Leitungen)

C5: Potentiometer-Spannungsversorgung
├── VCC Rail (bei Potis)
└── GND Rail (bei Potis)
(Platzierung: Zentral bei den analogen Reglern)

C6: LED-Spannungsversorgung
├── VCC Rail (bei LEDs)
└── GND Rail (bei LEDs)
(Platzierung: Zentral bei den LEDs)
```

### Spannungsglättung (10µF Elektrolyt)
```
C7: Haupt-Spannungsversorgung Arduino
├── Arduino VCC
└── Arduino GND
(Platzierung: Am Arduino-Eingang, Polarität beachten!)

C8: MCP23017 Spannungsversorgung
├── Gemeinsame VCC-Schiene der MCPs
└── Gemeinsame GND-Schiene der MCPs
(Platzierung: Zentral zwischen beiden MCPs)
```

### Pufferkondensator (470µF Elektrolyt)
```
C9: Haupt-Pufferkondensator
├── USB +5V Eingang
└── USB GND
(Platzierung: Am USB-Eingang, stabilisiert Spannungsspitzen)
(WICHTIG: Polarität beachten! + zu +5V, - zu GND)
```

## 🔧 Detaillierte Schaltungsdetails

### LED-Schaltung (pro LED)
```
MCP23017 Pin ──── R(330Ω) ──── LED Anode (+)
                                │
                              LED Kathode (-)
                                │
                              GND

Berechnung Vorwiderstand:
R = (Vcc - Vled) / Iled
R = (5V - 2.1V) / 8.8mA = 330Ω

Bei 20 LEDs: Gesamtstrom = 20 × 8.8mA = 176mA
```

### Button-Schaltung (pro Button)
```
            VCC
             │
             │ (R = 10kΩ Pull-Up, intern im MCP23017)
             │
             ├─── MCP23017 Pin (Input)
             │
        ┌────┴────┐ Button (Tact Switch)
        │         │
       GND       GND

Bei gedrücktem Button: Pin = LOW (0V)
Bei losgelassenem Button: Pin = HIGH (5V via Pull-Up)
```

### Potentiometer-Schaltung (pro Regler)
```
VCC ──── Pin 1 (CCW/Links/Oben)
         
Signal ── Pin 2 (Wiper/Mitte) ──── Multiplexer Kanal
         
GND ──── Pin 3 (CW/Rechts/Unten)

Optional: 100nF Kondensator zwischen Signal und GND
für Entstörung bei langen Leitungen
```

## 📐 Layout-Empfehlungen

### Breadboard-Aufbau
```
Sektion 1: Arduino Pro Micro
├── C1 (100nF) direkt an VCC/GND
├── C7 (10µF) an VCC/GND  
└── C9 (470µF) an USB +5V/GND

Sektion 2: I2C-Bus
├── R1 (4.7kΩ) SDA Pull-Up
├── R2 (4.7kΩ) SCL Pull-Up
├── Kurze Verbindungen zu MCPs
└── Twisted Pair bei längeren Leitungen

Sektion 3: MCP23017 #1
├── C2 (100nF) direkt am Chip
├── 16× R(330Ω) für LEDs
└── Buttons mit internen Pull-Ups

Sektion 4: MCP23017 #2  
├── C3 (100nF) direkt am Chip
├── 4× R(330Ω) für LEDs
└── Buttons mit internen Pull-Ups

Sektion 5: CD74HC4067
├── C4 (100nF) direkt am Chip
├── C5 (100nF) für Analog-Versorgung
└── Sternförmige Verteilung zu Potis

Sektion 6: Potentiometer/Slider
├── Saubere VCC/GND-Verteilung
├── Geschirmte Signalleitungen
└── C5 (100nF) zentrale Entstörung
```

### PCB-Design Hinweise
```
Layer 1 (Top): Komponenten + Signale
├── Kurze Leitungen für I2C
├── Sternförmige GND-Verteilung  
└── Abblockkondensatoren nah an ICs

Layer 2 (Bottom): Masse-Fläche
├── Durchgehende GND-Plane
├── VCC-Flächen getrennt
└── Thermische Vias bei Stromversorgung

Leitungsführung:
├── I2C: < 10cm, Twisted Pair
├── Analog: Geschirmt, < 20cm
├── Digital: Unkritisch, < 50cm
└── Power: Sternförmig, dicke Leitungen
```

## ⚠️ Wichtige Hinweise

### Kondensator-Polarität
```
Elektrolytkondensatoren (10µF, 470µF):
+ (längeres Bein) ──── zu VCC/Plusspannung
- (kürzeres Bein) ──── zu GND/Masse

Keramikkondensatoren (100nF):
Keine Polarität - können beliebig eingebaut werden
```

### Widerstand-Farbcodes
```
4.7kΩ (Gelb-Violett-Rot-Gold): Pull-Up Widerstände
330Ω (Orange-Orange-Braun-Gold): LED-Vorwiderstände  
10kΩ (Braun-Schwarz-Orange-Gold): Pull-Up Widerstände
```

### Stromverbrauch-Kalkulation
```
Arduino Pro Micro: ~40mA
MCP23017 #1: ~1mA
MCP23017 #2: ~1mA  
CD74HC4067: ~1mA
LEDs (20× 8.8mA): ~176mA (alle an)
GESAMT: ~220mA (bei allen LEDs an)

USB 2.0 kann max. 500mA liefern ✓
```

### Einkaufsliste Elektronik
```
- Widerstände: Sortiment 1/4W, 5% (E12-Reihe)
- Kondensatoren: Keramik-Sortiment + Elkos 
- LEDs: 5mm Standard, verschiedene Farben
- Tact Switches: 6×6mm, THT, >100k Zyklen
- Potis: Logarithmisch oder linear je nach Anwendung
- Jumperkabel: Buchse-Buchse, verschiedene Längen
```

Diese detaillierte Aufstellung gibt dir alles was du brauchst, um deinen MIDI-Controller erfolgreich aufzubauen! 🎛️