MoBa-Pi3 Hardware

Im Gegensatz zum MoBa-Pi verwende ich beim MoBa-Pi3 den Raspberry-Pi3.

Der MoBa-Pi3 ist eigentlich nur eine Platine, die an den Raspberry-Pi3 mit einem 40 poligen Flachkabel angeschlossen wird.

Die fertige MoBa-Pi3 Platine

Die fertige MoBa-Pi3 Platine

Links der s88 Stecker (Achtung nur 3,3V, dazu später mehr) daneben der Taster zum runter fahren des Raspberry-Pi und oben der Booster-Anschluss. Da verwende ich Klemmen, so dass verschiedene Booster einfach angeschlossen werden können.

 

Die Leiterkarte

Los geht es mit der Auswahl der Platine. Hier habe ich eine Streifenraster Platine verwendet, bei der die Streifen nach drei Löchern unterbrochen werden (H25PS160 von Rademacher).

Das macht die Bestückung einfacher und erspart das Schneiden vieler Unterbrechungen.

Lötseite der ausgewählten und zugeschnittenen Leiterkarte

Lötseite der ausgewählten und zugeschnittenen Leiterkarte

Ich habe nur fünf dreier Reihen gewählt, beim nächsten mal würde ich ein oder zwei Reihen mehr nehmen. Die Breite ist genau 20 Streifen, das reicht, aber ich empfehle 26 Streifen, da dann die Handhabung besser ist und sich die fertige Platine auch besser befestigen lässt.

 

40 poliger Pfostenstecker

Als erstes habe ich den 40 poligen Pfostenstecker auf die Platine gelötet. Es wird natürlich immer darauf geachtet, dass die Bauteile so eingelötet werden, dass die Trennungen entsprechend zwischen den Beinchen sind. Das ist übrigens genau die Verbindung die auch für IDE Festplatten benutzt wurde. Wer noch ein IDE Kabel hat, kann das hier verwenden.

 

RS232 Pegelwandler

Zunächst 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 (MAX232ECPE) direkt auf die Leiterkarte gelötet, da ja die Leiterkarte regelmäßige Unterbrechungen hat, brauche ich keine Trennungen vornehmen. Dann habe ich die Kondensatoren drumrum gelötet und noch ein paar Kabelverbindungen gemacht. Die genaue Beschaltung entnehmt Ihr bitte den Links oben.

RS232 Pegelwandler auf der Leiterkarte

RS232 Pegelwandler auf der Leiterkarte

Das rote und schwarze Kabel die nach rechts gehen stellen den Boosteranschluss dar. Bitte bedenkt, dass die Leiterkarte immer wieder unterbrochen ist, deshalb kann ich die Kabel einfach in der Ecke enden lassen, es gibt keine Verbindung zum Raspi.

Auf dem Folgenden Bild seht Ihr die Lötseite, da wird das nochmal deutlich.

MoBa Pi3 mit Pegelwandler von der Lötseite

MoBa Pi3 mit Pegelwandler von der Lötseite

 

Shutdown Taster

Da es sich beim Raspberry Pi ja nun mal um einen Linux PC handelt ist Stecker raus zum ausschalten 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 sowie zwei Widerstände.

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

Zunächst habe ich die LED mit Vorwiderstand eingelötet.

Shutdown Taster, Vorwiderstand mit LED und eine Brücke eingelötet.

Shutdown Taster, Vorwiderstand mit LED und eine Brücke eingelötet.

Die Lötseite sieht dann so aus:

Shutdown Taster - LED, Vorwiderstand und Brücke, Lötseite

Shutdown Taster – LED, Vorwiderstand und Brücke, Lötseite

Fehlt noch der Taster.

Shutdown Taster - Taster mit 10kOhm Pull Up Widerstand und Brücke

Shutdown Taster – Taster mit 10kOhm Pull Up Widerstand und Brücke

S88 – Bus

Zur Realisierung des S88 Bus im Raspberry Pi verwende ich s88udp von siggi.

ACHTUNG!!

Der Pegel der Anschlüsse auf der GPIO Leiste des Raspberry Pi ist 3,3V. Der S88 Bus arbeitet mit 5V. Das passt so nicht zusammen und kann den Raspberry Pi zerstören!

Auf www.s88udp.de steht dazu:

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 noch 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

Die Verbindungen habe ich gemäß der Anleitung auf s88udp von Siggi hergestellt.

Detailansicht des S88 Busses.

Detailansicht des S88 Busses.

Im Bild oben ist der Anschluss des S88 Busses im Detail zu sehen. Die Kabel die nach oben weg gehen gehören zu einem zerschnittenen LAN Kabel. Hier der Link zur GPIO Belegung des Raspberry Pi.

Damit ist die kleine Adapterplatine fertig und es kann alles zusammen gesteckt werden.

Das sieht dann so aus:

Alle benötigten Teile sind zusammen gesteckt.

Alle Teile zusammen gesteckt.

In der Mitte ist der Raspberry Pi 3, rechts die Roco / Fleischmann Gleisbox, links oben die MoBa-Pi-3 Platine und unten links der S88-N-P (V2) (S88-Optokoppler).

Achtung, bitte auf die richtige Lage von Pin1 bei der Verbindung des Raspberry-Pi3 mit der MoBa-Pi3 Platine achten. Die Gleisbox ist über ein X-Bus Kable mit einer Buchse Verbunden an die zwei Adern zum MoBa-Pi3 angelötet sind. Ich habe darauf verzichtet, die Buchse direkt auf die MoBi-Pi3 Platine zu löten, da ich verschiedene Booster verwenden möchte.

Das S88 Kabel ist auf der galvanisch vom S88 Bus der Anlage getrennten Teil des S88-N-P (V2) (S88-Optokoppler) eingesteckt. Oben links ist der shutdown Taster.

Damit stehen sowohl der Anschluss für die DCC Fahrspannung als auch der S88-Bus zur Verfügung.

– Stephan