steins-ursel
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Hallo!
AstroRaspi4 Version 2 ist fertig. Nach gut 2 Monaten tüfteln, einigen Rückschlägen (Prototyp 1 und 2) läuft die Sache. Angeregt wurde ich durch diesen Thread. Und Dank einer informativen Diskussion mit Roger, alias GanymedRN, wurden noch einige Fragen gelöst.
Um auf eine Platinengröße zu kommen, welche der Grundfläche des Raspberry Pi (ca. 60x87mm) entspricht, geht es nur mit SMD-Bauteilen. Die Bauteilgröße ist allerdings so gewählt, das diese mit Amateurmitteln noch lötbar sind. Obwohl die beiden SOT23 6 polig schon arg grenzwertig sind.
Vorstellung der Hardware:
Folgende Features sind umgesetzt worden:
(von AstroRaspi4 V1)
-SV 5V 4A mit LM2678S
-RTC mit DS1307 mit GoldCap 0,47F als "Stützbatterie"
-GPS über RS232 / Bluetooth
-Spannungsüberwachung mit ADS1115
-LCD-Anzeige über lcdprog
-Phyton Oberfläche zur Information der Spannungsüberwachung
-autarke Lüftersteuerung
Neu hinzu kommen (Version 2):
-Verpolschutz mit CMOS P-Kanal (Schottkydiode hatte zuviel Verluste)
-2 Kanäle Dauerplus 12V als Ersatz für die Anschlussbox an der Montierung
-2 steuerbare PWM Kanäle (GPIO6 und 13) niederfrequent bis max. 200Hz z.B. für Heizung
-1 steuerbarer PWM Kanal hochfrequent mit L-C-D Siebglied für Flatfieldbox
-alles auf einer Platine, um den Kabel- und Platinenzoo gering zu halten, außer LCD
-alles auf Basis von Hohlsteckern 5,5mm/2,1mm mit Verriegelung
-SV für 3,3V getrennt von der 3,3V Versorgung vom Raspberry
-Python Oberfläche erweitern zur Steuerung der 3+1 PWM-Kanäle
-Durch einen PWM-Kanal zusätzlich ansteuerbare Lüftersteuerung (GPIO 12)
-Anzeige einer Spannungsausgabe durch LED's rot an den Hohlsteckerbuchsen
-Gehäuse adaptierbar an einer Prismenklemme
Die zwei niederfrequenten PWM-Kanäle (GPIO 6 und 13) vom Raspberry werden über einen Logig-N-MOS (Danke an GanymedRN) verstärkt. Diese Vertragen 5,2A @ 25°C, reicht für die meisten Heizbänder.
Die Steuerung des hochfrequenten Kanals läuft über den I2C-Bus, ein MCP4725 (DAC 1 Kanal) gibt eine Spannung von 0V bis 1V über einen Spannungsteiler aus, ein LTC6992 wandelt diese als HF-PWM im Bereich von 270kHz von 0-100%. Der MCP14E11 treibt den Endstufen CMOS. Dieser verträgt bis zu 20A, überlebt also einiges. Der Tiefpass und Gleichrichter aus L-C-D glättet die HF als fast Gleichspannung, damit keine Interferenzen auf dem Flat erscheinen (Danke an GanymedRN).
Es gibt auch die Möglichkeit einen der 2 Hardware-PWM's des Raspberry zu nutzen (Auflöung 1ns), da sind aber zusätzliche Eingriffe in das System notwendig.
Durch die zusätzlichen Logik-Verbraucher ist eine eigene 3,3V Versorgung erforderlich geworden, um die eigene vom Raspi nicht zu überlasten.
Einen Fehler enthält die Schaltung dennoch, die 3,3V für den Gold-Cap (für RTC) gewinne ich noch aus den 3,3V vom Raspi, obwohl es recht einfach war, die Schaltung zu ändern. Man denkt halt nicht an alles.
Der Lüfter kann nun noch zusätzlich über einen weiteren PWM-Kanal (GPIO 12) manuell angesteuert werden.
Zur Ansteueranzeige der Buchsen sind 4 zusätliche LED vorhanden, welche parallel zu den Hohsteckerbuchsen geschaltet sind. Sie befinden sich zwischen den Buchsen als SMD-Reverse-Mount in rot. Die Vorwiderstände sind auf Grund der hohen Leuchtkraft der LED's sehr hochohmig (68kOhm).
Bei den Hohlsteckerbuchsen bitte aufpassen. Hier muss der Stecker passen, ansonsten gibt es kurzzeitig einen Kurzschluss beim Einstecken, und kann unter Umständen das ganze System kurzzeitig reseten.
Die LCD-Anzeige ist nun drehbar gelagert und kann der jeweiligen Situation angepasst werden. Trockenübungen mit der Version 2 sind vielversprechend.
Im Anhang ein PDF für den Werdegang, die Schaltung und die Platine mit Vorder- und Rückseite.
AstroRaspi4 Version 2 ist fertig. Nach gut 2 Monaten tüfteln, einigen Rückschlägen (Prototyp 1 und 2) läuft die Sache. Angeregt wurde ich durch diesen Thread. Und Dank einer informativen Diskussion mit Roger, alias GanymedRN, wurden noch einige Fragen gelöst.
Um auf eine Platinengröße zu kommen, welche der Grundfläche des Raspberry Pi (ca. 60x87mm) entspricht, geht es nur mit SMD-Bauteilen. Die Bauteilgröße ist allerdings so gewählt, das diese mit Amateurmitteln noch lötbar sind. Obwohl die beiden SOT23 6 polig schon arg grenzwertig sind.
Vorstellung der Hardware:
Folgende Features sind umgesetzt worden:
(von AstroRaspi4 V1)
-SV 5V 4A mit LM2678S
-RTC mit DS1307 mit GoldCap 0,47F als "Stützbatterie"
-GPS über RS232 / Bluetooth
-Spannungsüberwachung mit ADS1115
-LCD-Anzeige über lcdprog
-Phyton Oberfläche zur Information der Spannungsüberwachung
-autarke Lüftersteuerung
Neu hinzu kommen (Version 2):
-Verpolschutz mit CMOS P-Kanal (Schottkydiode hatte zuviel Verluste)
-2 Kanäle Dauerplus 12V als Ersatz für die Anschlussbox an der Montierung
-2 steuerbare PWM Kanäle (GPIO6 und 13) niederfrequent bis max. 200Hz z.B. für Heizung
-1 steuerbarer PWM Kanal hochfrequent mit L-C-D Siebglied für Flatfieldbox
-alles auf einer Platine, um den Kabel- und Platinenzoo gering zu halten, außer LCD
-alles auf Basis von Hohlsteckern 5,5mm/2,1mm mit Verriegelung
-SV für 3,3V getrennt von der 3,3V Versorgung vom Raspberry
-Python Oberfläche erweitern zur Steuerung der 3+1 PWM-Kanäle
-Durch einen PWM-Kanal zusätzlich ansteuerbare Lüftersteuerung (GPIO 12)
-Anzeige einer Spannungsausgabe durch LED's rot an den Hohlsteckerbuchsen
-Gehäuse adaptierbar an einer Prismenklemme
Die zwei niederfrequenten PWM-Kanäle (GPIO 6 und 13) vom Raspberry werden über einen Logig-N-MOS (Danke an GanymedRN) verstärkt. Diese Vertragen 5,2A @ 25°C, reicht für die meisten Heizbänder.
Die Steuerung des hochfrequenten Kanals läuft über den I2C-Bus, ein MCP4725 (DAC 1 Kanal) gibt eine Spannung von 0V bis 1V über einen Spannungsteiler aus, ein LTC6992 wandelt diese als HF-PWM im Bereich von 270kHz von 0-100%. Der MCP14E11 treibt den Endstufen CMOS. Dieser verträgt bis zu 20A, überlebt also einiges. Der Tiefpass und Gleichrichter aus L-C-D glättet die HF als fast Gleichspannung, damit keine Interferenzen auf dem Flat erscheinen (Danke an GanymedRN).
Es gibt auch die Möglichkeit einen der 2 Hardware-PWM's des Raspberry zu nutzen (Auflöung 1ns), da sind aber zusätzliche Eingriffe in das System notwendig.
Durch die zusätzlichen Logik-Verbraucher ist eine eigene 3,3V Versorgung erforderlich geworden, um die eigene vom Raspi nicht zu überlasten.
Einen Fehler enthält die Schaltung dennoch, die 3,3V für den Gold-Cap (für RTC) gewinne ich noch aus den 3,3V vom Raspi, obwohl es recht einfach war, die Schaltung zu ändern. Man denkt halt nicht an alles.
Der Lüfter kann nun noch zusätzlich über einen weiteren PWM-Kanal (GPIO 12) manuell angesteuert werden.
Zur Ansteueranzeige der Buchsen sind 4 zusätliche LED vorhanden, welche parallel zu den Hohsteckerbuchsen geschaltet sind. Sie befinden sich zwischen den Buchsen als SMD-Reverse-Mount in rot. Die Vorwiderstände sind auf Grund der hohen Leuchtkraft der LED's sehr hochohmig (68kOhm).
Bei den Hohlsteckerbuchsen bitte aufpassen. Hier muss der Stecker passen, ansonsten gibt es kurzzeitig einen Kurzschluss beim Einstecken, und kann unter Umständen das ganze System kurzzeitig reseten.
Die LCD-Anzeige ist nun drehbar gelagert und kann der jeweiligen Situation angepasst werden. Trockenübungen mit der Version 2 sind vielversprechend.
Im Anhang ein PDF für den Werdegang, die Schaltung und die Platine mit Vorder- und Rückseite.
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