MoBa-Pi Hardware

Vom Nachbau des im folgenden beschriebenen MoBa-Pi rate ich ab. Ich habe eine neue Version „MoBa-Pi3“ realisiert. Bei der neuen Version verzichte ich darauf alles in die Gleisbox zu quetschen, das macht die Sache viel flexibler und erlaubt den Anschluss an den Raspberry-Pi 2 und 3.

Hier die Beschreibung der Hardwareumsetzung meines ersten MoBa-Pi.

Die ROCO Gleisbox fühlt sich im Verhältnis zur Größe leicht an, also mal rein schauen und prüfen ob da genug zusätzlicher Platz für den Raspberry Pi ist, denn der Raspberry Pi soll ja mit in das Gehäuse.

Gleisbox öffnen

Dazu muss zunächst die Box geöffnet werden. Dabei bin ich etwas über das Ziel hinaus geschossen.

Man kann den Booster öffnen in dem man die kleinen Kunststoffstifte an der Seite mit einem Skalpell o.ä. heraus hebelt. Man könnte es evtl. auch mit einem Schraubenauszieher versuchen. Ich habe sie ausgebohrt! In jedem Fall ist Vorsicht geboten, denn es besteht Verletzungsgefahr.

Öffnen der Roco Gleisbox

Öffnen der Roco Gleisbox

Die Boosterplatine

Die Platine für den Booster ist quasi unter die Decke geschraubt. Also kann der Raspberry Pi mit der weiteren Hardware in den Boden eingebaut werden, doch es muss mehr Platz geschaffen werden. Die nicht mehr benötigten Buchsen für die ROCO Maus werden ausgelötet. Damit kann dort auch nicht versehentlich noch eine Maus angeschlossen werden. Ich habe auch die Booster Buchse ausgelötet, eventuell ist es möglich die Buchse eingebaut zu lassen und einen Booster anzuschließen, ich habe aber keinen Bedarf.

Die Buchsen am Booster

Die Buchsen am Booster

Die Platine mit ohne Buchsen...

Die Platine mit ohne Buchsen…

Raspberry Pi umbau

Auch der Raspberry Pi muss umgebaut werden. Den composite Videoanschluss braucht kein Mensch, er verhindert aber, dass man den Raspberry Pi bündig mit der Seite an die Gehäusewand einbauen kann, also auslöten. Wem es dann immer noch zu eng ist, der kann auch den LAN-Anschluss ausbauen, an den kommt man eh nicht mehr ran.

Raspberry Pi ohne Composite Ausgang

Raspberry Pi ohne Composite Ausgang

Stromversorgung für Raspberry Pi

Die Stromversorgung erfolgt über den Booster und einen KFZ – USB – Adapter. Ich hatte noch einen rumliegen, der 12V – 24V Eingangsspannung verträgt. Der Booster wird mit ca. 18V betrieben, passt also.

So sieht ein KFZ - USB - Adapter von innen aus

So sieht ein KFZ – USB – Adapter von innen aus

RS232 Pegelwandler

Zusätzlich muss ein Pegelwandler gebaut werden, der aus den 3,3V des Raspberry Pi ein RS232 konformes Signal erzeugen kann. Wie das geht hat Stephan Richter (vielen Dank) hier beschrieben:

https://keawe.de/raspberry-pi-srcp oder

http://www.pcwelt.de/ratgeber/Modellbahnsteuerung_mit_dem_Raspberry_Pi-Guenstig_selber_machen-8937533.html

Ich habe den RS232 Adapter direkt auf Streifenraster gelötet, wobei ich die Verbindungen zwischen den IC Beinchen natürlich aufgetrennt habe. Dann habe ich die Kondensatoren drum rum gelötet und zum Schluss die Kabel angebracht.

RS232 Adapter auf Streifenraster

RS232 Adapter auf Streifenraster


Boosterverbindung

Beides muss mit dem Booster verbunden werden. Man kann einfach eine Kabelverbindung anlöten, aber ich wollte, um später gut dran arbeiten zu können, den Booster vom Raspberry Pi trennen können. Dazu habe ich eine 4 Polige Steckverbindung gesucht und bin bei Ebay in Form einer PC – Lüfterkabel Verlängerung fündig geworden:

http://www.ebay.de/sch/i.html?_from=R40&_nkw=L%C3%BCfterkabel+Verl%C3%A4ngerung+PWM%2C+4pol+Molex

PC - Lüfterkabel - Verlängerung

PC – Lüfterkabel – Verlängerung

Das Kabel nutzt vier verschiedene Farben, so dass man verwechselungsfrei löten kann. Der Stecker selbst passt nur in einer Richtung. Als Verlängerung hat das Kabel an der einen Seite den Stecker und an der anderen die Buchse, also das Kabel einfach in der Mitte durchtrennen.

Zunächst hatte ich die Versorgungsspannung für den USB Adapter direkt an der Buchse für das Netzteil des Boosters abgegriffen. Aber eine kurze Internetrecherche ergab, dass der Booster sowohl mit dem Gleichspannungsnetzteil das ich geliefert bekommen habe, als auch mit einem normalen Trafo betrieben werden kann. Aber der USB Adapter ist natürlich für DC – DC ausgelegt. Also wurde die Boosterschaltung kurz untersucht und die vier Dioden am Eingang sahen natürlich schon nach Brückengleichrichter aus. Dem ist auch so und der große Kondensator ist die Glättung, hier kann die Versorgungsspannung für den Raspberry Pi abgegriffen werden, egal ob der Booster mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben wird.

POLARITÄT BEACHTEN!

Abgriff der Stromversorgung für den USB Adapter

Abgriff der Stromversorgung für den USB Adapter

 

USB Adapter mit Kabeln

USB Adapter mit Kabeln

 

S88 Rückmeldung

Jetzt noch die Rückmeldung. Die Lösung von Stephan Richter gefällt mir nicht, denn ich wollte s88 Komponenten verwenden. Dazu gibt es bei www.s88udp.de eine Lösung im Internet. Also habe ich ein nach S88-N beschaltetes Kabel an den GPIO angelötet.

GPIO des Raspberry Pi u.a. mit S88 Anschluss

GPIO des Raspberry Pi u.a. mit S88 Anschluss

Soweit so gut, aber leider gibt es auch Einschränkungen, wie auf www.s88udp.de zu lesen ist:

Der S88 Bus muss im Normalfall über Optokoppler und Pegelwandler am Raspberry Pi angeschlossen werden. Die dazugehörige Schaltung kann ich leider nicht liefern, weil:

  • Im Sonderfall, dass die original S88 Schaltung mit ICs vom Typ 4014N und 4044N verwendet wird, kann auf Pegelwandler verzichtet werden. Die CMOS Bausteine funktionieren auch mit den 3,3 Volt des Raspberry Pi.
  • Im Sonderfall, dass die S88 Bausteine keinerlei Verbindung zum Rest der Modellbahn und Steuerung hat, kann auf die galvanische Trennung durch Optokoppler verzichtet werden.

Aber dafür bietet Sven Brandt auf http://www.digital-bahn.de/bau_s88n/s88-n-p_v2.htm eine Lösung an. Damit können dann die gewohnten Rückmelder weiter verwendet werden. Allerdings wird dafür dann doch ein weiteres Netzteil benötigt. Die Variante 2 mit dem Trafo des Boosters habe ich noch nicht getestet. Die Schaltung ist als komplett Bausatz bei Hanno Bolte verfügbar: https://shop.dcc-versand.de/bausatz-rev24-p-736.html

Shutdown Taster

Da es sich beim Raspberry Pi ja nun mal um einen Linux PC handelt ist Stecker raus keine gute Idee. Wie also den Raspberry Pi runterfahren, wenn kein Terminal zur Verfügung steht? Es gibt Apps mit denen sich das realisieren lässt oder aber man bringt einen Taster an. Bei der im Internet gefundenen Lösung braucht man einen Taster und eine LED. Für den Taster habe ich ein Loch in die Front gebohrt und die LED neben den USB-Anschluss geklebt.

http://www.forum-raspberrypi.de/Thread-tutorial-hoch-und-runterfahren-mittels-taster-incl-status-led