HW 1.0 Diagramm und Beschreibung der vorgeschlagenen

Ich habe das obige Schema ausprobiert und es funktioniert. Ich habe einen Prototyp erstellt, an dem ich die ersten Softwareversuche teste. Es mag noch nicht hierher gehören, aber ich möchte alle, die daran interessiert sind, einen kleinen Fang zu bauen, warnen. Diese HW geht davon aus, dass die GPIO-Eingangsstifte des Raspberry Pi interne Pullup-Widerstände bei + 3,3 V aktiviert haben. Standardmäßig sind diese Widerstände nicht angeschlossen. Einige Softwarebibliotheken können jedoch keine Pullup-Widerstände aktivieren. In diesem Fall muss es beim Starten von Raspberry Pi durch Hinzufügen eines Eintrags zur Textdatei config.txt aktiviert werden. Ich werde Sie in dem Abschnitt über Software daran erinnern.

Abb.1 - Diagramm der vorgeschlagenen Änderung

Die Verbindung zum Raspberry Pi erfolgt über einen GPIO-Port. Das Problem der Kompatibilität muss zuerst angesprochen werden. Ältere Raspberry Pi-Computer wurden mit einem 26-poligen GPIO-Anschluss hergestellt. Die neueren Raspberry Pi 3 und 4 verfügen über einen 40-poligen GPIO-Anschluss. Ältere Himbeer-Pis wären wahrscheinlich gut genug, aber es gibt nur wenige freie Stifte. Einige Pins haben mehr Funktionen, daher ist es schwierig zu beurteilen, welche verwendet werden sollen.

Am Ende entschied ich, dass ich den älteren Raspberry Pi mit einem 26-poligen Anschluss nicht unterstützen würde, da die Auswahl der neuen Raspberry Pi-Pins, die auch in älteren Versionen verfügbar sind, eine unnötige Komplikation wäre. Außerdem denke ich darüber nach, eine andere HW zu steuern, für die es in den alten Versionen nicht genügend freie Pins gibt. Eine Abwärtskompatibilität wäre daher auch in Zukunft nicht möglich. Dies bedeutet praktisch, dass jemand, der einen älteren Raspberry Pi mit einem 26-poligen Stecker verwendet, die Software entsprechend anpassen muss und zusätzlich zur Steuerung des Stellungsreglers keine HW-Reserve mehr für irgendetwas anderes hat. Die Beschreibung des GPIO-Anschlusses ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Abb. 2 - Anschlussbeschreibung GPIO Raspberry Pi

Wir benötigen vier Ausgänge vom Computer:

• GPIO27 (Pin13) Schalten Sie den Höhenmotor ein / aus
• GPIO23 (Pin16) Schalten Sie den Azimutmotor ein / aus
• GPIO17 (Pin11) Ändern Sie die Richtung des Hubmotors
• GPIO4 (Pin7) Ändern Sie die Richtung des Azimutmotors.

Wir benötigen sechs Eingänge für den Computer:

• GPIO19 (Pin35) Höhenmotorsensor A
• GPIO26 (Pin37) Höhenmotorsensor B
• GPIO20 (Pin38) Azimutmotorsensor A
• GPIO21 (Pin40) Azimutmotorsensor B
• GPIO16 (Pin36) Höhennullschalter
• GPIO12 (Pin32) Azimut-Nullschalter

Das Schalten eines Relais ist der einfachste Teil. Der Ausgang des TLP627-4-Optokopplers kann Spannungen bis zu 300 V und Strömen bis zu 150 mA standhalten, sodass die Relaisspule direkt geschaltet werden kann. Es enthält auch eine schnelle antiparallele Diode für induktive Lasten. Der Strom der Eingangs-LED-Diode von 2 mA reicht für ein zuverlässiges Schalten aus, das den Himbeer-Pi-Ausgangs-GPIO-Pins bei einer Spannung von 3,3 V zuverlässig standhält.

Bei Eingangssignalen ist es etwas komplizierter. Ich habe mich vom Diagramm des Originalgeräts inspirieren lassen. Das Widerstandsnetzwerk mit 1k5, 560 und 680 Ohm sorgt für ausreichenden Strom durch die Eingangs-LEDs des PC844-Optokopplers. Die LED leuchtet auf, wenn der Sensorausgang 0 V beträgt, wodurch die Leistungslast begrenzt wird. In diesem Moment schließt der Ausgangs-Fototransistor, der den GPIO-Eingangsstift über einen Schutzwiderstand 1k5 mit Masse verbindet. Die Nullschalter arbeiten im gleichen Modus. Sie werden durch 1nf-Filterkondensatoren ergänzt, die induzierte Hochfrequenzstörungen filtern. Immerhin sind bereits 2 m Draht eine ausreichende Antenne, die wo was fängt.

In der folgenden Tabelle sind die verwendeten Komponenten aufgeführt: