Raspberry Pi im Bilderrahmen

  • Hallo Jungs, ich habe mir letztens bei Pollin ein Display gekauft (sh. hier: http://www.pollin.de/shop/dt/N…43TM_40D_HYO_CO_CVBS.html). Eigentlich nur, weil es so schön einfach anzuschließen ist und weil es gar nicht so viel gekostet hat. Eine Verwendung dafür hatte ich zu dem Zeitpunkt nicht, ich wollte es halt haben und ein bisschen damit basteln. Zwei Wochen später ist mir aufgefallen, dass das Sozialkaufhaus hier am Ort sein Sortiment auf die Angebote von eben diesem bayrischen Elektronikversender abstimmt. Denn da fand ich für sehr wenig Geld einen Ribba-Bilderrahmen in schwarz, 14 x 14 cm. Ideal für den Raspberry Pi mit Display.


    Als erstes habe ich mal Bilderrahmen, Display und Raspberry Pi nebeneinander gelegt um zu schauen wie alles zusammenpassen könnte. Platz für die Stromversorgung musste ich auch noch berücksichtigen, denn der Raspberry Pi und das Display benötigen unterschiedliche Spannungen. Zwei externe Steckernetzteile kamen für mich nicht in Frage.


    Der Raspberry Pi lässt sich sehr einfach auf der Rückwand dieses Bilderrahmens befestigen. Ich habe dafür zwei Abstandsbolzen verwendet, die ich einfach in die Hartfaserplatte reingedreht habe. Vorher bohren nicht vergessen.


    An zwei Holzleisten, die ich in den Rahmen geleimt habe, konnte ich das Display befestigen. Die Platine mit Farb- und Helligkeitsregler fanden auf der Rückseite einer dieser Leisten platz.


    Das Display benötigt eine Betriebsspannung von 9 bis 15 Volt. Ein passendes Netzteil mit 9 Volt Gleichspannung hatte ich noch. Eigentlich perfekt, nur dem Pi sind 9 Volt zu viel. Da ich nicht ganz so viel Ahnung von Elektronik habe, trotzdem aber schonmal was von einem Bauteil 7805 gehört habe, habe ich mir genau sowas besorgt um aus viel Spannung 5 Volt für den Pi herzustellen. Ich habe einen 78S05 Spannungsregler 2A positiv verwendet, sh. hier: http://www.reichelt.de/ICs-A-A…RT=0&SORT=artnr&OFFSET=16


    Statt der im Datenblatt genannten Kondensatoren habe ich zwei 2200 µF verwendet die hier noch rumlagen. Der Spannungsregler wird recht warm, um nicht zu sagen heiß. Um den 78S05 zu kühlen habe ich einen Kühlkörper verwendet, der irgendwann mal auf einer Grafikkarte saß. Funktioniert: Eigentlich fertig, doof nur, dass das Display nicht abschaltet, wenn der Pi heruntergefahren ist und auch doof, dass man das Display nicht zwischendurch mal per Software abschalten kann.


    Da für ein dickes Relais mit angetüdeltem Transistor kein Platz mehr im Gehäuse ist, musste eine andere Lösung her. Auf der Suche danach bin ich auf eine Seite gestoßen, in der es um Leistungs-MOSFET für Arduino geht, nämlich hier: http://www.kriwanek.de/arduino…ower-mosfet-schalten.html


    Die auf der Seite dargestellte Schaltung habe ich im Grunde übernommen. Lediglich R1 ist bei mir 330 Ohm und zusätzlich habe ich noch nach dem R1 eine Zenerdiode 3,3 V nach Masse geschaltet um die GPIO zu schützen. Ob R2 für den Raspberry Pi wirklich notwendig ist habe ich nicht überprüft und das Ding einfach eingebaut... kostet ja nix :)


    Natürlich habe ich mich von der einwandfreien Funktion dieser Lötarbeit überzeugt und alles durchgemessen bevor der Pi und das Display daran angeschlossen wurde. Funktioniert, also zusammenbauen:


    Nach dem Zusammenbau: Alles funktioniert, nur das Display ist immer eingeschaltet und zwar egal ob der GPIO-Pin High/Low oder gar nicht angeschlossen ist. Doof! Direkt am Stromstecker für das Display gemessen, kann ich aber sehr wohl den Strom per MOSFET ein- und ausschalten. Es gibt nicht allzu viele Möglichkeiten und so habe ich sehr schnell (3 Tassen Tee später) festgestellt, der Stromkreis wird über das Videokabel hergestellt. Da ich auf das Videosignal nicht verzichten wollte, habe ich es mal ohne Schirmung/Masse versucht und siehe da, das Display lässt sich ein- und ausschalten.


    Nachdem ich mir eine Cinchverbindung ohne durchgehende Masseverbindung gebastelt hatte, konnte ich alles wieder zusammenbauen. Hier noch ein Bild von der Rückseite.


    ...und von Vorne mit selbstgeschnittenem Passepartout.


    Damit das Display beim Starten des Pis auch eingeschaltet wird habe ich für den Anfang mal folgendes in Cron eingetragen:

    Code
    @reboot /usr/local/bin/gpio mode 0 out
    @reboot /usr/local/bin/gpio write 0 1


    Auf dem Pi läuft Raspbian mit installiertem wiringpi. Voraussetzung für die o. g. Einträge in Crontab. Eine grafische Oberfläche ist grundsätzlich nicht gestartet aber z. B. omxplayer kann auch so schöne Filmchen auf dem Display darstellen. Nosferatu scheint es im Internet offensichtlich ganz kostenfrei zu geben. Sieht im Bilderrahmen ganz nett aus. Was allerdings richtig toll aussieht, ist Mark Formaneks Standard-Time: http://www.standard-time.com/index2_de.php


    Wer Fragen hat: Bitte fragen. Für die, die es Nachbauen: Bitte Bilder davon posten!

    Bei schweren Gewittern im Bereich des Orts-Fernsprechnetzes werden Gesprächsverbindungen nicht hergestellt.

    Edited once, last by Stadtbilderklaerer ().

  • Hallo,


    schönes Projekt.


    Das werde ich mal testen. Ist meine erste Berührung mit Elektronik.
    Ich habe mir mal ein Breadboard bestellt.


    Kannst du mir mit der Einkaufsliste helfen?


    Display
    Sicherung 2a
    Spannungsregler
    MOSFET
    Präzisions-Widerstand, 0,6W, 0,1%, 10 K-Ohm
    Präzisions-Widerstand, 0,6W, 0,1%, 330 Ohm
    Zener-Diode 1,3W 3,3V
    2 x Elektrolytkondensator 2200µF, 10V, 105°C
    ECO-friendly Steckernetzteil, 9V, 2250mA



    Wie gesagt meine erst Berührung. Ich hab mal versucht das "richtige" zu finden.


    Erklärung der Schaltung von einem Laien:


    F1= Sicherung "brennt" durch bei 2a und schützt den Schaltkreis vor zu viel Strom.


    M2= Dort kommt dann der Monitor dran zum an/ab schalten.


    T1= MOSFET ein an/ab Schalter der durch die GPIO Schnittstelle des PI gesteuert wird. Drain-Source dort wird der Stromkreis geöffnet oder geschlossen . Gate der an/aus Schalter.


    R2= Wenn der PI startet kann es dazu kommen das MOSFET schaltet um dies zu verhindern wird das GPIO Signal geerdet.


    R1= Verstehe ich nicht wirklich. Wenn Gate schaltet begrenz der der Strom zum GPIO?! Also auch eine Art von Sicherung??


    Zu deinem Spannungswandler sagst du leider nichts genaues hast du da einen Schaltplan?


    Grüße

    Edited once, last by sirmg ().

  • Hi sirmg,


    dann versuche ich Dir mal bei der Einkaufsliste zu helfen. Alles natürlich unter Ausschluß jeglicher Gewährleistungsansprüche!


    Display ist ok, das habe ich auch verwendet.


    Eine Sicherung habe ich nicht eingebaut, weil ich ausschließlich das Display mit einer Stromaufnahme von max. 150 mA daran angeschlossen habe. Ansonsten hätte ich folgendes genommen:


    http://www.reichelt.de/5x20mm-…D=3301&artnr=FLINK+2%2C0A
    http://www.reichelt.de/Sicheru…UPID=3308&artnr=PL+112000


    Spannungsregler und Leistungs-MOSFET sind exakt die, die ich auch gekauft und verwendet habe.


    Die Widerstände sind ok, du kannst aber auch die ganz billigen nehmen. Die sind völlig ausreichend.


    Die Zenerdiode funktioniert vermutlich, 1,3 Watt brauchst Du aber bestimmt nicht. Nimm was billiges, z. B. die hier:


    http://www.reichelt.de/Z-Diode…OUPID=2993&artnr=ZF+3%2C3


    Bei den Elkos hast Du Dich auch wieder für das Highend-Angebot entschieden. Lieber ein bisschen mehr Spannungsfestigkeit als Highend würde ich vorschlagen. Ich habe ja, wie ich oben auch geschrieben habe, nur mit den Elkos getestet, die bei mir vorhanden waren. Ob die 2200 µF an dieser Stelle überhaupt was bringen kann ich nicht wirklich sicher sagen. Im Datenblatt des 78S05 sind an dieser Stelle lediglich 0,33 µF vom Eingang nach Masse und 0,1 µF vom Ausgang nach Masse eingezeichnet. Vielleicht finden wir hier im Forum ja noch einen Elektroniker, der uns mehr dazu sagen kann.


    Wenn es 2200 µF sein sollen, dann schau Dir dieses Modell mal an:


    http://www.reichelt.de/Elkos-r…d3fc6f72eb80a9f096f3e6072


    Das Steckernetzteil ist Kurzschlussfest, hat einen Überlastschutz und liefert 2,25 A. Das sollte für Raspberry Pi und das Display ausreichend sein. Aber auch hier suchen wir uns mal einen Elektroniker im Forum, der uns das genauer ausrechnen kann, denn wir basteln ja am Ende noch ein bisschen mit der Ausgangsspannung. Vielleicht ist die o. g. Sicherung ja über, wenn das Steckernetzteil eine Überlastschutz hat. Ich könnte mir aber vorstellen, dass es damit funktioniert.


    Ansonsten zur Schaltung: Ich habe ja quasi aus drei mir bekannten und auch einzeln erprobten Schaltkreisen einen gemacht. Das funktioniert bei mir sehr gut, entspricht aber vermutlich keiner Vorschrift.


    Die Schaltung mit dem Leistungs-MOSFET habe ich grundsätzlich übernommen, jedoch auf die Sicherung verzichtet. Zum R2 mit 10 kOhm habe ich ja schon geschrieben, dass ich das nicht überprüft habe ob das für den Raspberry Pi wirklich notwendig ist. Schaden tut es offensichtlich nicht.


    R1 ist mit 180 Ohm angegeben, die ich durch 330 Ohm ersetzt habe. Hintergrund ist der, dass ich die GPIOs des Raspberry Pis grundsätzlich mit 330 Ohm und 3,3 V Zenerdiode absichere. Schau Dir mal diese Seite an: http://www.thebox.myzen.co.uk/Raspberry/Breakout.html Da steht was zum Thema "Protection Circuit". Danach kannst Du auch den Fehler in meiner Schaltung suchen :)


    Der Spannungsregler ist im Grunde wie im Datenblatt beschrieben angeschlossen. Die o. g. vorgeschlagenen Elko-Werte habe ich durch die 2200 µF ersetzt. Das ist möglicherweise gar nicht sinnvoll, die von mir verwendeten Elkos sind von der Spannungsfestigkeit vermutlich auch nicht ausreichend. Wenn Du ganz sicher gehen willst nimmst Du das, was der Hersteller schreibt: 0,33 µF und 0,1 µF. Ansonsten ist die Schaltung sehr simpel. Es gibt einen Eingang, an den Du die +9 Volt anschließt, an Masse den Minuspol der Spannungsversorgung und am Ausgang nimmst Du dann die ca. +5 Volt wieder ab. Zwischen Eingang und Masse und zwischen Ausgang und Masse werden die Elkos angschlossen. -> Figure 3. im Datenblatt!


    VG
    Michael

    Bei schweren Gewittern im Bereich des Orts-Fernsprechnetzes werden Gesprächsverbindungen nicht hergestellt.

  • Hallo,


    danke für deine Antwort. Ich hab heute Abend Zeit wegen den Bauteilen.


    Also Display, Netzteil (hab das genommen), Breadboard und ein Multimeter (das hier) sind auf dem Weg zu mir :thumbs1:.


    Also wenn ich es richtig verstanden habe ist die Größe der Kondensatoren recht egal. Müssen so groß sein das Schwingungen der Spannung ausgeglichen werden aber von "zu" groß habe ich nirgends was gelesen.



    Grüße


    ps. Okay alles bestellt. Freu mich wenn alles da ist. Und noch mehr wenn nicht alles in Flammen aufgeht beim basteln hrhr


    pps. Das verstehe ich nicht
    [Blocked Image: http://www.thebox.myzen.co.uk/Raspberry/Breakout_files/shapeimage_7.jpg] Wie ist das verdrahtet?

    Edited once, last by sirmg ().


  • Wie ist das verdrahtet?


    Wenn Du Dir die Schaltung zum Leistungs-MOSFET noch einmal ansiehst, der GPIO-Pin (K1) soll dort ja über R1 180 Ohm angeschlossen werden. Du ersetzt den R1 durch den o. g. "Protection Circuit". R1 hat dann 330 Ohm und zusätzlich gibt es noch die Zenerdiode 3,3 V nach Masse. Die Zenerdiode hat die Aufgabe Spannungen über 3,3 Volt nach Masse zu leiten, damit der Raspberry Pi bei Überspannung keinen Schaden nimmt.

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  • Hallo,


    hab mal versucht einen Plan zu machen. Ist das so richtig?


    --wegen Fehler gelöscht--


    Gruß


    ps Erstellt mit Target 3001. Nettes Programm und für kleinere Sachen umsonst. Target
    Originaldatei: Klick mich

    Edited once, last by sirmg ().

  • C1 und C2 sind nicht korrekt eingezeichnet. C1 ist auf der Plusseite zusammen mit 9V und dem Eingang vom Spannungsregler verbunden, die Minusseite liegt an Masse. C2 analog dazu, jedoch 5V-Ausgang. Im Datenblatt gibts einen Schaltplan dazu.


    Die Spannungsversorgung (+5V) habe ich an GPIO-Pin 2 angeschlossen. GPIO-Pin 4 funktioniert aber bestimmt auch.


    Wenn schon eine Sicherung, dann würde ich die vielleicht ganz an den Anfang der Spannungsversorgung stellen und erst dann auf Spannungsregler und Display verzweigen.

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  • Das kann man gelten lassen, finde ich :)

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  • Also wenn ich es richtig verstanden habe ist die Größe der Kondensatoren recht egal. Müssen so groß sein das Schwingungen der Spannung ausgeglichen werden aber von "zu" groß habe ich nirgends was gelesen.


    das kann man überall nachlesen, in allen Schaltungsbeispielen von einer 7805 Beschaltung.


    Der technische Hintergrund ist um eine Regler Schwingneigung zu unterdrücken, deswegen sollte der Kondensator induktivitätsarm sein, optmal Keramik und recht dicht an den Beinen vom Regler. Lange Anschlüsse und erst Recht ein aufgewickelter Elko ist Induktivität die das Regelverhalten verschlechtert.
    Noch schlimmer am Reglerausgang ist der dicke Kondensator eher hinderlich, wenn viel Strom aus dem Kondensator entnommen wurde, sinkt die Spannung wenn der Regler nicht schnell genug den Strom auffüllen kann weil er begrenzter im Strom ist als der Elko. Wenn es hier funktioniert ist es ja gut, aber Schaltungsdesign sieht anders aus ;)


    Dicke Elkos gehören an den Eingang, am Ausgang eher kleinere Elkos mit einem Keramik Kondensator parallel.


    Die Datenblattbeschreibung und viele Bilder in google zeigt es ja richtig,


    https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/LM7805.pdf


    Seite 7 Figure 1


    http://rc-master.ucoz.ru/exper…eSchema/7805datasheet.gif
    http://www.mikrocontroller.net…ment/154122/Plusminus.png

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Edited once, last by jar ().

  • Hi jar, danke für die Infos. Ich werde das bei Gelegenheit nochmal neu aufbauen. Meine Schaltung funktioniert zwar, es spricht aber nichts dagegen es richtig zu machen :)

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  • Hallo,


    nun das Meiste da.


    Alles mal zusammen gesteckt und es kommen stabil 4,98v raus.


    [Blocked Image: http://s7.directupload.net/images/140301/temp/f6l4kqko.jpg]


    Ampel ist der "pi" 4,98
    Blaue LED (versteckt sich hinter rotem Kabel) 2,5v mit dem 10k Widerstand - Simuliert GPIO Pin
    Wenn ich mit weißem Kabel an Blau dem grünen Stromkreis 2,5v gebe gibt es mit Slot 30 und -Pol beim Multimeter den Stromkreis geschlossen dauer beep Anzeige 000 (kp wie die Funktion heißt).


    Aber wie soll das gehen?! Kannst du mir mal sagen wie genau du den Monitor angeschlossen hast?
    Ich hab da doch nen Fehler gemacht müssten da ned 9v rauskommen und nicht nur nen beep?


    Kann man sonst noch was testen?


    Grüße

    Edited once, last by sirmg ().

  • Hi sirmg, aus dem MOSFET kommen auch gar keine 9 Volt. Der MOSFET stellt vielmehr die Verbindung nach Masse her. Das Display wird mit dem Pluspol an 9 Volt angeschlossen, der Minuspol vom Display am Pin 2 des MOSFET. Wenn Du Dein Voltmeter mit Minus an Pin 2 anschließt und Plus an die 9 Volt, dann kannst Du auch messen ob der MOSFET schaltet. Wenn es beept, hast Du Dein Multimeter bestimmt auf Ohm eingestellt.
    [hr]
    Ich habe mich gerade im Beitrag vor mit den Pins des MOSFET vertan und das verbessert. Das Display wird am mittleren Pin 2 angeschlossen. Das scheint mir auf Deinem Breadboard nicht richtig gesteckt zu sein. Links, Pin 1 (Reihe 28 auf dem Breadboard) Anschluss GPIO, Mitte, Pin 2 (Reihe 29) Minuspol vom Display und rechts, Pin 3 (Reihe 30) Masse.

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    Edited once, last by Stadtbilderklaerer ().

  • Huhu.


    Top. Nun läuft es :) Danke für die Erklärung.


    Okay was muß ich jetzt alles Messen das ich weiß es ist alles io?


    Volt Ausgang Bildeschirm - 9,17v
    Volt Rasp- 4,98-4,99 (leichte Schwankungen auf Multimeter Anzeige)


    Wie kann ich zb. die Z-Dioden Schaltung testen also ob der Schutz funktioniert?
    Wie kann ich testen das ich GPIO 11 sicher anschließen kann?


    Verluste bisher ^^ 1 Z-Diode kp warum die nicht mehr geht.


    Und mein Spannungswandler wird nicht mal lauwarm wird der erst warm wenn der Pi dran hängt?
    Grüße

    Edited once, last by sirmg ().

  • Das hört sich doch schon sehr gut an. Du kannst die Schutzschaltung des GPIO testen, in dem Du statt GPIO den Pluspol vom Multimeter anschließt, Minuspol vom Multimeter an Masse und statt Pin 1 vom MOSFET mal die +5 Volt anschließt. Trotz 5 Volt solltest Du mit dem Multimeter nur 3,3 Volt messen können. Das wäre dann ok.


    Mir ist aufgefallen, dass es bei den Spannungsreglern Qualitätsunterschiede gibt. Der, den ich jetzt verwende (auch von Reichelt), wird auch nicht so heiß. Kann das jemand bestätigen?

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  • Huhu,


    da kommt dann 3,27 Volt raus. Erfolgserlebnis :thumbs1:


    Bilderrahmen, Lötkolben ist bestellt. Lochplatine muß ich mal schauen was ich so finde ist irgendwie
    so teuer.. Nehme ich lieber Löcher, Löcher mir Kupfer, Löcher mit Streifen Kupfer?


    Ich hab auch keine Kabel was nimmt man da am besten was man auf ebay bestellen kann?
    Wie hast du das Passepartout gemacht? Ich hab nicht wirklich viel Werkzeug wie kann ich das machen und was brauch ich unbedingt dafür?
    Grüße

    Edited once, last by sirmg ().

  • Hi sirmg, ich habe dafür ein kleines Stück Streifenrasterplatine genommen. Für die eine Querverbindung (Masse vom 7805 nach Masse MOSTFET) wirst Du ja wohl zu Hause noch 5 cm Klingeldraht finden, oder? Die restlichen Verbindungen stellen die Bauteile, bzw. die Anschlussdrähte her.


    Wenn Du keine Schneidemaschine für Passepartouts hast, lass Dir das einfach irgendwo schneiden. Für einen einzelnen Bilderrahmen lohnt sich die Anschaffung nicht.

    Bei schweren Gewittern im Bereich des Orts-Fernsprechnetzes werden Gesprächsverbindungen nicht hergestellt.

  • Hallo,


    ich hab gar keine Bastelsachen ^^ Ich habe ein paar Schraubendreher, Zangen und ne Abisolierzange (die hab ich nur weil ein Elektriker die bei mir liegen hat lassen) und nen Hammer.


    Ich bin der Alptraum von Tim Taylor hrhr


    Grüße

  • OK, bestell Dir auf jeden Fall mehr als eine Streifenrasterplatine! :) Den Klingeldraht schnorrst Du beim Nachbarn oder Du klaust eine dünne Büroklammer im Büro.

    Bei schweren Gewittern im Bereich des Orts-Fernsprechnetzes werden Gesprächsverbindungen nicht hergestellt.

  • Hallo,


    oh man heute ist dre Rahmen gekommen.
    Leider gibts es verschiedene Dicken bei Ribba Serie meiner ist grad mal 3,5 cm dick.
    Das wird wohl nicht ausreichen um das einzubauen :(


    Grüße


    Update______________________________________________


    Grad mal Pi reingelegt (direkt auf Glasscheibe) da wären noch 0,8-0,9 cm Luft.
    Passt das vielleicht doch?


    [Blocked Image: http://s1.directupload.net/images/140305/temp/5ny6c2a5.jpg]
    ____________________________________________________


    Update 2____________________________________________


    Hab mich nun mal getraut den Pi anzuschließen.
    Läuft nun seit einer Stunde und bisher kein Rauch auch das einschalten der LED (später Monitor) läuft.
    An den Messpunkten ist min Volt 4,77 unter Last mit Lan und USB.


    Jetzt wird auch der Wandler richtig warm nach 5sec oder so wirds zu warm am Finger zum drauf bleiben (Wie warm darf der denn werden?)


    ____________________________________________________

    Edited once, last by sirmg ().