Der Bonsai-Modellcomputer wurde von Klaus Merkert für den Einsatz im Informatikunterricht entwickelt. Auf folgender Seite findet man unter anderem Schaltpläne und Platinenlayouts von Klaus Merkert zum Bau eines Bonsai-Modellcomputers: http://www.hsg-kl.de/faecher/inf/material/bonsai/
Es gibt auch eine Simulation des Lerncomputers (https://bonsai.pinyto.de/), die im digitalen Informatik-Schulbuch http://inf-schule.de verwendet wird.
Viele Bauteile, die in den Plänen von Klaus Merkert verwendet werden, wurden abgekündigt und sind heue (Stand 2021) nicht mehr verfügbar. Ziel dieses Projektes ist es deshalb, eine Version des Bonsai-Modellcomputer zu entwickeln, die möglichst leicht nachgebaut werden kann.
Der Prototyp funktioniert und wurde im Unterricht eingesetzt. In den Github-Issues sind einige kleinere Probleme beschrieben, die vor einem weiteren Nachbau behoben werden könnten.
Die Pläne wurden mit KiCad gezeichnet. In den .kicad_sch-Dateien befinden sich die Schaltpläne, die Platinenlayouts sind in den .kicad_pcb-Dateien. Um die Platinen fertigen zu lassen, muss man das Platinenlayout in ein Format exportieren, dass der Hersteller versteht. In der Regel ist das Gerber. Die Gerber-Exporte, die bei dem Prototypen verwendet wurden, liegen im Verzeichnis gerber. Diese Gerber-Dateien wurden von https://jlcpcb.com/ problemlos gefertigt.
Es werden nur bedrahtete Bauteile (keine SMD-Bauteile) verwendet, da bedrahtete Bauteile von Lötanfängern (z.B. Schülern) leichter bestückt werden können. Es ist sinnvoll, bei allen ICs je einen Sockel zu verwenden.
Bei der Verdrahtung kann man sich orientieren
Crimpanleitung für die Steckverbinder Reichelt PSK: https://www.reichelt.de/reicheltpedia/index.php/Crimp_Anleitungen#Crimpen_von_PSK-Kontakten
Als Flachbandkabel kann man alte IDE-Kabel verwenden. Mann muss jedoch einige Leitungen abtrennen und neue Stecker crimpen.
Die Kabelhalter können mit einem 3D-Drucker gedruckt werden. Eine OpenSCAD-Datei befindet sich im Ordner Kabelhalter: Kabelhalter.scad
Der Bonsai läuft mit einer Gleichspannung von 5V. Es mehrere Möglichkeiten, wie man diese Spannung bereitstellen kann:
Die Leds sind sehr hell. Bei einem Nachbau könnte man größere Vorwiderstände verwenden. Nach der Anschaffung der LEDs könnte man die Helligkeit einer LED bei verschiedenen Vorwiderständen ausprobieren (Led in Reihe schalten mit Vorwiderstand) und dann festlegen, welchen Vorwiderstand man verwendet.
Bei LEDs, die von einem Pin eines 74HCXX getrieben werden, sollte der Vorwiderstand mindestens 600Ohm betragen, wenn man innerhalb der Empfehlungen von TI bleiben möchte (vgl. Issue #5). Dies gilt jedoch nicht für LEDs, die von einem 74HC540 oder 74HC541 getrieben werden, da diese beiden ICs Leistungstreiber sind.