Der Umbau - Elektronik

Gamecontroller

Für die Ansteuerung der Gamecontroller-Tasten nutze ich diei GPIO-Pins des Raspis. Diese werden später in der Linux-Distri als Tastatureingaben gemappt.

Um die GPIO-Pins mit der Platine des Gamecontrollers zu verbinden, habe ich ein altes 40 pol. IDE-Kabel genutzt. Eine Seite auf die GPIO-Schnittstelle gesteckt, die andere Seite vom Stecker befreit und an die angelöteten Litzen der Platine gelötet. Die an die Gamecontroller gelöteten Litzen waren zusätzlich notwendig, um möglichst flexibel und ohne Zug arbeiten zu können. Weiter unten dazu mehr.

Zurück zum IDE-Kabel:ggf. ist die Pinöffnung 1 am Stecker verschlossen, diese einfach mit einer heißen Nadel aufstechen. Der Pin kann allerdings nicht genutzt werden. Es scheint zudem IDE-Kabel zu geben, bei denen nur 1 Draht pro Leitung genutzt wird oder eine feine Litze. Letzteres hat einen deutlich höreren Querschnitt und lässt sich zur Stromversorgung des Raspis nutzen, erstere IDE-Kabel nicht. Der eine Draht pro Leitung lässt sich zudem deutlich schwerer verzinnen und löten.

Bei der Länge der IDE-Strippen gilt es zu beachten, dass diese a) möglichst kurz sind, um keinen Platz im Gehäuse zu verschwenden und b) sie aber noch so lang sind, dass sich das Gehäuse öffnen und die Gehäuseteile nebeneinander legen lassen, ohne den IDE-Stecker vom GPIO-Port abziehen zu müssen.

Hier das Pinout der GPIO-Schnittstelle 

Raspi Pi A/B+ Pinout von raspberry.tips

Hier mein Mapping GPIO-Gamecontroller und weitere Tasten

GPIO-Mapping-Tabelle

Nachdem die Planung für die Gamecontrolleranbindung stand, kam der wohl kniffeligste Teil des Projekts: Das Auflöten von Kitzen auf die Gamecontroller-Platine.

Wer das umgehen will, kann auch eine neu gefertigte Platine mit schönen Lötpunkten kaufen, siehe Links.

Ich habe mich an die alte Platine gewagt und zunächst den Schutzlack der Gamecontroller-Platine an den entsprechenden Stellen vorsichtig abgeschliffen. Das geht mit feine Sandpapier oder einem Skalpell am besten.Die Kupferauflage ist sehr dünn, deshalb wirklich vorsichtig arbeiten!

Auf der Gamecontroller-Platine sind bereits viele Massepunkte zusammengeschaltet. Trotzdem musste ich noch 3 Leiterbahnbrücken auf die Platine löten, um mit nur einem Massekabel auszukommen. Anschließend habe ich mit dünner Litze die einzelnen Leiterbahnen abgegriffen. Nachdem eine Litze aufgelötet war, habe ich diese sofort und zugfrei mit Heißkleber nahe der Lötstelle fixiert. Wie schon erwähnt, die Leiterbahnen sind sehr dünn, man reisst sie schnell von der Platine ab!

Anschließend habe ich die Litzen auf der Rückseit zusammengeführt und nochmals mit Heißkleber fixiert. Puh, hat geklappt!

Gamecontroller-Platine mit angelöteten Litzen

Die zusätzlichen Buttons sowie den Reset-Schalter habe ich ebenfalls an die Litzen des IDE-Kabels gelötet.

Stromversorgung, Video und Audio

Display mit Steuerelektronik, Li-Ionen-Zelle mit Ladeelektronik und Ein-/Aus-Schalter, Mini-Verstärker

Anschließend galt es, die Spannungsversorgung vom Raspi, Verstärker und Display herzustellen. 

Vorab: Probiert aus, wie die Teile in den Raspi reinpassen, ggf. müsst ihr einige Teile schon befestigen, bevor ihr anfangt zu löten. Ergo: Dieses Kapitel sowie "Zusammenbau" hängen eng miteinander zusammen und sind nicht sequenziell zu betrachten.

Zurück zur Elektronik: Das Display soll über den vorgesehenen Steckkontakt mit 12V versorgt werden.Die Powerbank stellt allerdings nur 5V zur Verfügung. Was nun? 

Ich hatte bereits in andern Foren gelesen, dass die Ansteuerelektronik des Displays intern mit 5V und 3,3V läuft. Auf SMD-Löterei auf der Ansteuerelektronik hatte ich eigentlich gar keine Lust. Also habe ich es zunächst einen kleinen Step-up-Wandler von 5V auf 12V versucht. Der hat aber leider so viele Störsignale ins Display-Signal geblasen, das das Bild sehr schlecht wurde. Also doch auf der Ansteuerelektronik den Spannungswandler nach 5V  gesucht, anschließend den Ausgang der Powerbank (hinter dem Ein-/ Aus-Schalter) direkt hinter dem Spannungswandler aufgelötet. Das Ergebnis war ein deutlich besseres Bild. Der in der Powerbank verbaute Stepup-Wandler verschlechtert das Bild nur wenig.

Der/die Spannungswandler finden sich in der Regel in der "Ecke" der Platine, in dem die Leitungen etwas kräftiger sind und ein paar diskrete Kondensatoren verbaut sind.

Displayansteuerung mit 5V am Spannungswandler-Ausgang (hier ein BM1410A)

Das Audiosignal inkl. Masse habe ich vom 3,5mm Klinkenstecker auf das Stereo-Poti geführt. Hiervon gehen die Leitungen auf die verbaute Klinkenbuchse weiter. Die Klinkenbuchse hat 2 Durchschleifkontakte. Sobald ein Kopfhörerstecker eingesteckt wird, wird diese Durchschleifung unterbrochen. Von den Durchschleifkontakten geht das Stereosignal auf den Verstärker.

Wirkung: Ohne Kopfhörer wird das Signal zum Verstärker und zum Lautsprecher weitergeschleift. Mit eingestecktem Kopfhörer wird der Schleifkontakt unterbrochen und der Sound ist nur in den Kopfhörern zu hören.

Da ich nur einen Mono-Lautsprecher verbaut habe, habe ich das Eingangssignal rechts und links gebrückt. Der Verstärker mochte es nicht, wenn die beiden Ausgänge gebrückt wurden...

Der Mono-Lautsprecher ist kompakter und vor allem deutlich flacher als das Original. Dies ist notwendig, um nicht mit der Li-Ionen-Zelle ins Gehege zu geraten. Vom Sound her kann der 45-Cent-Lautsprecher das Original deutlich überflügeln.

So sieht die dann gesamte Elektronikverschaltung aus:

Display mit Ansteuerung, Powerbank mit angelötetem Schalter, Verstärker

Bitte seid vorsichtig beim Löten der Verbindungen zur Li-Ionen-Zelle! Die Zelle aus der Powerbank hat keine eigene Schutzschaltung und hat einen sehr geringen Innenwiderstand. Beim Kurzschluss fließen hohe Ströme, dann wird es verdammt schnell verdammt heiß!

Lötet die Verbindungen nicht direkt an die Zelle an, sondern nutzt die punktgeschweißten Blechstreifen und lötet daran. Andernfalls kann die Zelle Schaden nehmen, sie brennt euer Haus ab oder speit euch ihre heißen Innereien entgegen...