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gca-pi03-de

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gca-pi03-de [2025/06/12 17:30] (current) – [Eigenschaften] rainerk
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 +====== GCA-PI03 16-PWM-Kanal-I2C-Baugruppe für RocNet mit Raspberry Pi. ======
 +[[german|{{  rocrail-logo-35.png}}]][[:rocnet:rocnetnode-de|{{ :rocnet:rocnet-hw.png}}]]
 +[[german|Inhalt]] -> [[:hardware-de|Hardware]] -> [[:hardware-de#raspberry_pi_rocnet|GCA-RasPi]]
 +  * [[rocnet:rocnet-prot-de|RocNet-Protokoll]] | **[[:rocnet:rocnetnode-de|RocNetNode]]**
 +    * [[:rocnet:rocnetnode-hwsetup-de|RocNetNode  Einrichtung]] | [[:rocnet:rocnetnode-setup-de|RocNetNode Konfiguration]] | [[:rocnet:rocnetnode-img-de|Installations-Paket]]
 +  * [[:gca:gca-index-de#raspberry_pi_rocnet_platinen_und_bausaetze|Raspberry Pi Baugruppen]]
 +      * [[:raspi:raspi-dev-en|RasPi as Rocrail server (en)]]
 +    * [[:gca1-pi01-de|GCA-PI01]] | [[:gca_pi02-de|GCA-PI02]]  | **[[:gca-pi03-de|GCA-PI03]]** | [[:GCA-PI04-de|GCA-PI04]] | [[:gca-pi05-de|GCA-PI05]] | [[:gca-pi06-de|GCA-PI06]] | [[:GCA-PI07-de|GCA-PI07]] | [[:GCA-PI08-de|GCA-PI08]] | [[:gca107-de|GCA107 Mehrzweck-Relais-Baugruppe]] | [[:rocnet:rocdisplay-de|RocDisplay]] | [[:rocnet:fastclock-de|Modellzeituhr]] | [[:rocnet:rocnetnode-led-de|LED-Treiber Pi08]]
 +    * [[:rocnet:faq-de|FAQs]]
 +    * [[:rocnet:sw-servo-setup-de|Servo-Weiche mit Herzstück-Polarisierung]]
 +    * [[:wiki:user:minou65:rocnetnode-epseak-de|Einstellung ESpeak]] | [[:wiki:user:minou65:soundrocnode|Einstellung Sound]] \\
 + \\
 + \\
 +^Von Rob Versluis & Peter Giling^
 +[[http://raspberrypi.org|“Raspberry Pi" ist eine Markenzeichen der Raspberry Pi Foundation.]]\\
  
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 +^  Die Baugruppe ist ein Adapter für den   \\  **[[http://www.adafruit.com/products/815|Adafruit PCA9685]]** PWM controller.  \\  Aus China auch baugleich verfügbar.  ^   Diese Abbildung zeigt wie Pfostenstecker  \\  und -Buchsen plaziert werden.  ^
 +|  {{:gca:gca_pi03_pict01.jpg?400}}  |  {{:gca:gca_pi03_board03.jpg?400}}  |
 +\\
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 +
 +
 +===== Beschreibung =====
 +GCA-PI03 basiert auf dem PCA9685-Chip, der 16 PWM-Ausgänge bietet.\\
 +Jeder Ausgang kann für das Regeln eines Servo-Motors oder zur 0-100%-Einstellung der Leuchtstärke einer LED verwendet werden.\\
 +Servo-Motoren benötigen eine separate Speisung von 5V, wofür auf dieser Platine einer Anschluss vorgesehen ist.\\
 +GCA-PI03 kommuniziert mit Raspberry Pi via I2C, genau wie GCA-PI02.\\
 +Auch auf dieser Einheit ist ein spezieller Puffer eingebaut, wodurch längere Leitungen bis zu 10 Meter zwischen dieser Einheit und Raspi möglich sind.\\
 +Leider ist der PCA9685-Chip nur in sehr kleinem Rasterformat lieferbar, nicht recht geeignet für Selbstbau.\\
 +Bis zu diesem Moment ist die einfachste Lösung, die Verwendung von ADAfruit PCA9685 als Aufsteck-Platine.\\
 +Vielleicht wird es irgendwann interessant, diese Platine komplett mit direkt montiertem PCA9685 produzieren zu lassen.\\
 +Das hängt völlig von der Größe des Interesses ab.\\
 +Insgesamt 8 GCA-PI03 Einheiten können an einem Raspi angeschlossen werden, total 128 regelbare Ausgänge.!\\
 +Rechnen wir dabei noch mit der Möglichkeit, noch 4x GCA-PI02 dabei zu koppeln, dann haben wir auch noch 128 schaltbare Ausgänge.\\
 +Zur Erweiterung auf höhere Spannung bzw. Strom können noch Treiber-Platinen GCA76 und GCA77 angeschlossen werden.\\
 +GCA-PI03 hat keine Eingänge.\\
 +Die externen 5V, am V5 USB-Anschluss angeschlossen, werden zur Speisung von Servo-Motoren verwendet.\\
 +Statt USB-Anschluss ist es auch möglich 3,8 oder 5 mm Schraubanschlüsse zu installieren.\\
 +**Unbedingt beachten, dass dies für das ordnungsgemäße Funktionieren des RocNet-Netzwerks unerlässlich ist.** \\
 +**Der kurzzeitig hohe Strom in Servos kann __nicht__ von den RocNet-Kabeln geliefert werden!** \\
 +Anstelle des USB-Anschlusses. __der nur mit maximal 1 Ampere belastbar ist,__ können auch 3,8 oder 5 mm Schraubanschlüsse installiert werden.\\
 +Die ICs auf dieser Baugruppe werden von den 5V versorgt, die im RocNet-Verbindungskabel verfügbar sind. \\
 +Die Steckbrücke JP1 (nur blaue Platine!) schaltet I/O-01 und I/O-02 +V entweder auf externe oder auf interne (I2C) 5 Volt.\\
 +2 LEDs signalisieren beide 5V-Speisungen.\\
 +
 +Die an der Stiftleiste I/O2 eines Pi03 verfügbaren Ausgänge 9 bis 16 können alternativ auch für weitere 8 Servos verwendet werden.\\
 +Die notwendige Adaptierung auf die 8 x 3pol Servo-Anschlüsse ist dann im Selbstbau herzustellen (z.B. "freie Verdrahtung und/oder ein Stück Lochraster-Platine").
 +
 +=====Eigenschaften=====
 +  * An jedem RocNetNode können bis zu 8 Baugruppen angeschlossen werden; 128 Kanäle.
 +  * Unterstützung von Servos und LEDs durch direkte Verbindung mit der Adafruit-Baugruppe.
 +  * Für mehr Leistung je Kanal können **[[mgv76-de|GCA76]]** und/oder **[[gca77-de|GCA77]]** angeschlossen werden.
 +  * USB-Anschluss für externe 5V-Stromversorgung der Servo-Motoren. 
 +
 +====Hinweise====
 +  * In Kombination mit **[[:wio:firststeps-de|WIO]]** werden __nur Servos__ unterstützt.
 +\\
 +===== Einstellung JP1 (nur blaue Platine) =====
 +Die Versorgung dieser Baugruppe kann auf zwei Arten erfolgen.\\
 +Das beeinflusst die Einstellung von JP1.\\
 +
 +== Option 1: ==
 +Die gesamte Versorgung kommt nur von GCA_PI06.\\
 +Alle drei Stifte von JP1 miteinander verbinden.\\
 +
 +== Option 2 : ==
 +Die Versorgung der Elektronik mit GCA_PI06.\\
 +5V-Stromversorgung für die Servos separat.\\
 +
 +  - GCA_PI06 mit RJ12-Kabel anschliessen.\\
 +  - Anschluss der 5 V für Servos an V5.\\
 +  - JP1 in pos 1 (auf der Platine gekennzeichnet) : IO 01 / IO 02 erhalten 5V vom RJ12-Anschluss.\\
 +  - JP1 in pos 2 (auf der Platine gekennzeichnet) : IO 01 / IO 02 erhalten 5V vom V5-Anschluss.\\
 +
 +  * **Hinweise:**
 +    * V5-USB-Anschluss kann auch durch normale Schraubklemmen ersetzt werden, wie sie mit der ADAfruit-Baugruppe geliefert werden.
 +    * :!: Mehrere Forum-Beiträge berichten von Funktionsstörungen wenn Servos ihre Stromversorgung über den I2C-Bus erhalten. \\ In den berichteten Fällen führt der hohe Strombedarf der Servos in den geringen Querschnitten der I2C-Kabel zu Unterspannung für die Pi-Baugruppen. \\ **Deshalb soll die Stromversorgung von Servos immer separat mit eigenem Netzteil erfolgen.**
 + 
 +\\
 +
 +===== Dippschalter Einstellung an der SW1-Position (nur grüne Platine) =====
 +Auf der grünen Platine ist die Steckbrücke durch SW1 ersetzt.\\
 +=== Funktionen von SW1 ===
 +\\
 +^  SW1(1) ^  SW1(2)  ^  Funktion  ^
 +|  OFF  |  OFF  | keine Speisung nach Servos und I/O1,2 |
 +|  ON  |  OFF  | NICHT verwenden |
 +|  OFF  |  ON  | 5V-Speisung für Servos muss über V5 angeschlossen verden \\ 5V-Versorgung für I/O1,2 kommt von der RocNet Speisung |
 +|  ON  |  ON  | 5V-Speisung für Servos und I/O1,2 kommt von der RocNet Speisung |
 +
 +
 +\\
 +
 +===== Adress-Auswahl =====
 +Die Löt-Punkte auf der Adafruit-Baugruppe werden zur Einstellung der I2C-Adresse verwendet:
 +^ Baugruppe # ^ A2 ^ A1 ^ A0 ^ Kanäle ^ I2C-Adresse ^
 +|  1  |   OFF  |   OFF  |  OFF  |  1..16  |  0x40  |
 +|  2  |   OFF  |  OFF  |  ON  |  17..32  |  0x41  |
 +|  3  |   OFF  |  ON  |  OFF  |  33..48  |  0x42  |
 +|  4  |   OFF  |  ON  |  ON  |  49..64  |  0x43  |
 +|  5  |   ON  |  OFF  |  OFF  |  65..80  |  0x44  |
 +|  6  |   ON  |  OFF  |  ON  |  81..96  |  0x45  |
 +|  7  |   ON  |  ON  |  OFF  |  97..112  |  0x46  |
 +|  8  |   ON  |  ON  |  ON  |  113..128  |  0x47  |
 +\\
 +
 +=====Hardware=====
 +|{{:gca:gca_pi03_sch.pdf|Die Schaltung}}|
 +|{{:gca:gca_pi03_gerber.zip|Gerber Platinen-Dateien}}|
 +|{{:gca:gca_pi03_parts.pdf|Stückliste}}  |  
 +^ Hinweis: Es werden nur komplett bestellte Bausätze unterstützt! ^
 +\\
 +
 +=====Links=====
 +Es gibt ein **[[http://forum.rocrail.net/viewtopic.php?t=6911|Forum-Thema zur Tag/Nacht Raumlichtsteuerung mit PI03]]**