Trådlös körkontroll

[daniel]

Här är kretsschemat för körkontrollen för den intresserade. "Adafruit Feather HUZZAH ESP8266" är ett färdigt kretskort med CPU och WiFi. Det är "ESP8266" som är själva CPU:n och den har stöd för Wifi, och på kretskortet finns lite kringkomponenter för USB-kommunikation, laddning av batteriet, m.m.

OLED1 är displayen och har 128x64 pixlars upplösning.


IC1 är en GPIO-expander. Den har 16 GPIO (General Purpose Input/Output) och används för att Feather Huzzah kretsen har alldeles för få I/O.

Tangentbordet är kopplat i en 4x4 matris. GPA0 - GPA3 är utgångar för tangentbordet och talar om vilken rad på tangentbordet som CPU:n vill läsa av, GPA4 - GPA7 är ingångar för tangentbordet och läser av en kolumn. Dioderna D1-D4 är skyddsdioder för utgångarna GPA0 - GPA3 ifall man trycker ner flera tangenter samtidigt.
GPB0 och GPB1 är utgångar för displayen. DC är Data/Command och väljer om man vill skicka ett data-ord eller ett kommando till displayen. Reset är för att nollställa skärmen.
GPB2 och GPB3 är för att slå på/av mätning av potentiometern resp. batteriet. Mätningen drar mycket ström eftersom ADC:n (IC2) kräver ganska låg impedans på ingångarna, så motstånden R1, R3 och R4 måste ha relativt låg resistans.
GPB4 och GPB7 styr lysdioden resp. summern.


IC2 är A/D-omvandlare, alltså omvandlar ett analogt värde till ett digitalt värde, och används för att läsa av potentiometern och batterispänningen. "Enable measure BAT" resp. "Enable measure Pot" måste vara låga (0 volt) för att mätning ska ske. R1 som är potentiometern är en spänningsdelare mellan +3,3 volt och GND.
R3 och R4 är en spänningsdelare för batterispänningen. Transistorn Q1 slår på/av mätning av batteriet. R7 är för att garantera att Q1 stänger av om "Enable measure BAT" är hög (alltså +3,3 volt). D6 och D7 behövs eftersom körkontrollen arbetar med 3,3 volt, medan batteriet kan ha 4,2 volt under laddning vilket är för mycket för kretsen i övrigt. Varje diod har ett spänningsfall på ca 0,7 volt vilket ger ett totalt spänningsfall på 1,4 volt vilket skyddar IC1 från för hög spänning.


IC3 är RAM-minne med batteribackup. Dioderna D8 och D9 har samma funktion som D6 och D7, att minska spänningen från batteriet så att IC3 inte får för hög spänning. CPU:n stänger av om batterispänningen sjunker under 3,3 volt, medan RAM-kretsen klarar sig på betydligt mindre spänning för att hålla kvar minnet.


Den uppmärksamme har kanske noterat ett avlångt hål i lådan, mellan knapparna S1 (Cancel) och S3 (Reverse). Där sitter strömbrytaren S17 som är en skjutströmbrytare som behöver slås om när man programmerar om körkontrollen, alltså uppgraderar programvaran. Men den strömbrytaren sitter avsiktligt svåråtkomligt då vanliga användare normalt inte ska slå om den. Vill man uppgradera programvaran så får man ta en penna eller motsvarande och peta i hålet så att strömbrytaren slås om. Programmering sker med Arduino-programvaran via USB.


SPI-bussen:
Kommunikationen mellan CPU:n och övriga kretsar sker med SPI-bussen. Den har tre signaler, MOSI (MasterOutSlaveIn, Master -> Slave), MISO (MasterInSlaveOut, Slave -> Master) och SCK (klocka). SPI-bussen fungerar i praktiken som ett shift-register. För att slavarna på SPI-bussen ska veta vilken slav som CPU:n (mastern) vill prata med har man även CS (Chip Select) mellan CPU och slav, som talar om för slavarna när CPU:n vill tala med en slav. Det är alltid CPU:n (mastern) som avgör om och när kommunikation sker.

Med vänlig hälsning
Daniel

[daniel]

Testet på klubben i torsdags kväll hade framförallt problem med att körkontrollen tappade kontakten med loket. Nu har jag förstått varför. Withrottle har en watchdog som gör att körkontrollen minst var fjärde sekund måste skicka ett kommando för att visa att den lever, annars kopplas körkontrollen ifrån. Jag hade lagt in den funktionen men glömt anropa den i programmet. Så nu funkar det bättre

Med vänlig hälsning
Daniel

[Nicke]

Bra jobbat Daniel !!

När du är nöjd med kretskortet skulle jag gärna köpa ett.
Har du även en uppdaterad komponentlista?

mvh
Nicke

[daniel]

Kretskortet är jag i stort sett nöjd med nu, bortsett från att jag behöver testa det lite mer i skarp drift.

Jag bifogar en i stort sett komplett komponentlista. Jag har dock börjat tänka om hur jag ska göra med försäljning. Från början var tanken att bara ta fram mönsterkort och sälja och sen låta folk beställa själva från Electrokit. Men ett par "problem" har uppstått. Dels har det visat sig att komponenterna måste beställas från fem olika leverantörer, vilket medför dyra frakter. TME tar 93 kr i frakt, Conrad tar 59 kr, osv. Den bifogade komponentlistan tar inte hänsyn till frakterna utan priserna är exkl. frakt. Dels har utvecklingskostnaden sprungit iväg, dels flera uppsättningar mönsterkort, dels ett par kompletta provbyggen av körkontrollen, vilket gör att jag har lagt runt 5000 kr i ren utvecklingskostnad. Slutligen är ihoplödningen av kortet inte helt enkelt och kräver god lödvana, framförallt pga av att komponenterna sitter i fyra nivåer på kortet! IC-kretsar på ovansidan, kondensatorer och motstånd på båda sidor av mönsterkortet, ovanpå allt sitter en display och under allt sitter mikroprocessorkortet. Vilket gör att allt måste lödas i rätt ordning, att alla lödningar måste bli rätt första gången, och att det är helt omöjligt att felsöka om det blir fel eftersom det är omöjligt att komma åt.

Vilket gör att jag överväger att sälja färdiga körkontroller och jag funderar i så fall på att ta 1290 kr för att täcka mina kostnader.

Om någon verkligen vill löda ihop körkontrollen själv så går det att diskutera, men det är många lödöar på liten yta, mycket svårt att felsöka och eftersom hålen är genompläterade så är det nästan omöjligt att löda bort komponenterna om man råkar göra fel.

Med vänlig hälsning
Daniel

[daniel]

Om någon undrar varför jag har bytt ut ett 400mAh LiPo batteri från Electrokit mot ett 250mAh LiPo från TME så beror det på att Electrokit har slut i lager, leverantören hade också slut i lager, samt att frakten från leverantören till Electrokit tar lång tid (båtfrakt?) eftersom LiPo-batterier inte får skickas med flyg, undantaget mycket små kvantiteter. Jag har beställt fem 400mA batterier från Electrokit för ett par månader sedan och de har fortfarande inte fått hem dem och de har ingen prognos när de ska få hem dem.

Och LiPo-batterier är inte standardiserade vilket innebär att ett 400mAh batteri från en tillverkare har inte samma mått som ett 400mAh batteri från en annan tillverkare. Electrokits 400mAh batteri var precis på håret att det fick plats, medan övriga butikers 400mAh batterier är för stora.

Det finns LiPo-batterier på Ebay från Kina, men det är en av få saker jag inte köper från Kina. LiPo-batterier kan både börja brinna och explodera så jag vill köpa från en europeisk butik.

Värt att notera är också att kontakten på LiPo-batterierna skiljer sig åt mellan TME:s och Electrokits batterier.

Med vänlig hälsning
Daniel

[PerreNygren]

av daniel
Vilket gör att jag överväger att sälja färdiga körkontroller och jag funderar i så fall på att ta 1290 kr för att täcka mina kostnader.

Tycker inte priset är avskräckande, och tar hellre en "proffsbyggd" än en som är hemmafixad... Är nog inte tillräckligt van med lödkolv
Så jag kan tänka mej att beställa en när du fått det hela klart

MVH Perre

[daniel]

Jag har kört några tåg under den pågående Timmeleträffen på americaN-banan och det funkar ganska bra. Någon gång har körkontrollen hängt sig men överlag har det fungerat. Ett osäkerhetsmoment är dock batteritiden som verkar vara i kortaste laget och det återstår att se om det går att åtgärda. Men har man USB-laddare vid magasinen och kan ladda körkontrollen mellan körningarna så funkar det nog bra.

Digitrax körkontroller har riktningsväljare Bakåt-Stopp-Framåt och det hade varit bra att kunna ha motsvarande funktion även på denna. Kanske att man kan trycka <Avbryt>+<Meny> och då "låsa" körkontrollen på "Stopp".

Med vänlig hälsning
Daniel

[LLJ]

Digitrax körkontroller har riktningsväljare Bakåt-Stopp-Framåt och det hade varit bra att kunna ha motsvarande funktion även på denna. Kanske att man kan trycka <Avbryt>+<Meny> och då "låsa" körkontrollen på "Stopp".

Med vänlig hälsning
Daniel

Det var den vippomkopplaren som du valde bort i ett tidigare skede. Men finns verkligen behovet att låsa i läget stopp? En FRED har t.ex. inte denna möjlighet.

/Lars

[Bengt Samuelsson]

Ett osäkerhetsmoment är dock batteritiden som verkar vara i kortaste laget och det återstår att se om det går att åtgärda.

Detb är nog sånt som ingår i utvecklingen av en så pass komplicerad pryl. Testa vidare

[daniel]

Det var den vippomkopplaren som du valde bort i ett tidigare skede. Men finns verkligen behovet att låsa i läget stopp? En FRED har t.ex. inte denna möjlighet.

Skillnaden mellan Fred och de trådlösa körkontrollerna är att Fred slutar att fungera så fort man kopplar bort den från LocoNet. Min körkontroll och Digitrax trådlösa körkontroller förblir anslutna till banan och kan fortsätta köra ett lok även när man har lagt ner körkontrollen i väskan. Körkontrollen själv vet ju inte om man har vridit på potentiometern med avsikt eller att man råkat göra det av misstag.

Med vänlig hälsning
Daniel