Lok24
20.09.2016, 11:47

Editiert von
Lok24
20.09.2016, 11:53

SBrick, Arduino und Raspberry

Hallo zusammen,

ich möchte einmal über eine Alternative zu PF nachdenken.
Als Empfänger scheint mir SBrick das einzig ernstzunehmende Produkt, damit läge die Übertragung fest bei Bluetooth. Oder gibt es anderes Sinnvolles?

Zum Senden benötigte ich dann irgendwas etwas wie einen Arduino oder Raspberry. Leider bin ich auf den Seiten so gar nicht fündig geworden, was die einzelnen an Featuers bieten.

Wenn ich es richtig verstehe benötige ich:
- Prozessorkarte
- USB Bluetooth-Modul (da nicht auf der Prozessorplatine?)
- 5V Stromversorgung (9v?)

- Bootfähige SD-Karte mit OS
- Module für den Bluetooth-Stick
- Module für das SBrick-Protokoll
- SDK für den PC (welche Sprache?)
- Verbindungskabel PC/Controller

Leider, leider ist das ganze Unix/OpenSource so gar nicht meine Welt, selbst mit Mühe verstehe ich auf den entsprechenden Seiten ungefähr Null. Der Link von Steffen letztens hat mich mehr als ratlos hinterlassen

Was ich machen möchte:
Eine Steuertabelle anlegen wie folgt:
IO-Port Raspberry - A/D - Kanal SBrick - Port SBrick

Und dann soll das tun.
Leider habe ich auch auf der SBrick-Seite nicht einmal die Anzahl der Kanäle oder irgendwelche anderen technischen Daten gefunden.

Wer kann mir da mal mit diesen Themen auf die Sprünge helfen?

Grüße

Werner



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Lok24
21.09.2016, 12:10

Als Antwort auf den Beitrag von daniel.vergien

Editiert von
Lok24
21.09.2016, 12:16

Re: SBrick, Arduino und Raspberry, Sammelantwort

Hallo alle zusammen,

Danke für die weiterführenden Infos.

Hier nochmal die Projektliste.

Was will ich erreichen?
- die unsichere Signalübertragung via IR durch eine bessere ersetzen

Möglichkeiten der Signalübertragung:
- Schienen (nur via 12V/9V-Schienen, DCC)
- WiFi
- BT
- andere ?

Alle drei sind prinzipiell bidirektional.

Wie will ich das erreichen?
- mit möglichst geringem Aufwand

Welche Elemente sollen wie ersetzt werden?
- Empfänger im Lego-Stil (SBrick, NodeMCU / Arduino mit MotorShield)
- Sender im Lego-Stil (Ein Lego-Kasten mit einem Drehknopf und 3 Tasten, drinnen eine Nicht-Lego-Elektronik), ggf. noch ein Wahlschalter für die Lokadresse. Kein Smartphone/Tablet.

Was soll nicht erreicht werden?
- Automatisches fahren, Steuerung von Abläufen, Stellen von Weichen und Signalen

Was muss das Programm des Senders also tun?
- 4 Ports zyklisch abfragen (ggf mehr für die Lokadresse)
- mit den vorherigen Werten vergleichen
- bei Änderung übertragen
- ca alle 1sec alle Werte übertragen (Sync)

Das ist alles, der Quellcode läge bei deutlich unter 50 Zeilen....

Weiter Programmierung:
- keine

Hoffe das ist jetzt klarer geworden.
Die Option einer Steuerung, wie ihr und Steffen sie beschreibt, bliebe natürlich dadurch als Option erhalten.

<Einschub>
Rückmeldung
Für eine Automatik ist eine Rückmeldung unerlässlich.
DCC bietet die, SBrick nicht. Für eine Positionsbestimmung über die Rückmeldung würde man Balisen nutzen. Moderne Systeme arbeiten allerdings mit einer Art GPS und benötigen keine Rückmeldung des Zuges. Wer auf der FanWelt ist kann sich das vermutlich ein Stockwerk tiefer anschauen.
</Einschub>

Was ich bisher verstanden habe:

Ein Arduino ist ein Mikrocontroller ohne OS, Tastatur, Maus, Monitor.
Man schließt ihn an den PC an, dort gibt es eine Entwicklungsumgebung, mit der man das Programm erstellt und in den Controller lädt. (Ähnlich einem EV3)
BT oder WiFi mit Zusatzhardware möglich.
Einfacher Betrieb mit 9V-Batterie.
Stromverbrauch bei 30mA

Ein Raspberry Pi ist ein kompletter "PC" mit OS und Anschlüssen für Tastatur, Maus, Monitor.
Man erstellt am PC (oder kauft fertig) eien SD-Karte, von der der Controller bootet, egal ob Linux oder Windows.
Programmieren kann man dann direkt auf dem Gerät, auch das Programm dort compilieren. (Ähnlich einem PC)
BT oder WiFi mit Zusatzhardware (je nach Modell) möglich.
Betrieb mit USB-Powerpack.
Stromverbrauch bei 80 mA.

Was mir (anscheinend) "nur" fehlt ist die Library für das SBrick-Protokoll.

Habe ich das soweit alles richtig verstanden?


Grüße

Werner



Lothar
21.09.2016, 15:17

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Hallo Werner,

ich habe keine Ahnung, was Du genau machen willst, da ich mich dem technischen Zeugs nicht so auskenne,
aber vielleicht hilft Dir das weiter:

http://www.bluesmartcontrol.com/de

Nimm einfach mal mit Andreas Kontakt auf.

Liebe Grüße
Lothar



Lok24
21.09.2016, 16:28

Als Antwort auf den Beitrag von Lothar

Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Haloo Lothar,

Lothar hat geschrieben:

ich habe keine Ahnung, was Du genau machen willst, da ich mich dem technischen Zeugs nicht so auskenne,


Ich habe das hier nochmal genauer beschrieben.

Keinesfalls möchte ich irgendwas mit einem Smartphone betreiben.
Trotzdem Danke für den interessanten Link.

Grüße

Werner



FETT
29.09.2016, 14:20

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Es gibt für Arduino unzählige Module.
Ganz günstig auf aliexpress
Dann kannst du mit Smartphone oder Tablet das ganze bedienen.

Einen Sbrick brauchste da auch nicht, da du ja alles über den Arduino steuern kannst.

Ich habe z.B. vor meinen Kran per Arduino automatisch sich ständig bewegen zu lassen.


Das geht so nicht mitm Sbrick.
Aber mit Arduino schon.

Als nächstes mache ich mich dran meine 9V Eisenbahn komplett zu automatisieren mit Arduino.
Kostet ja nix.

Arduino Mega $5,60 ist ja ein witz...



Lok24
29.09.2016, 14:40

Als Antwort auf den Beitrag von FETT

Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Hallo,

Danke für Deine Antwort.

FETT hat geschrieben:

Als nächstes mache ich mich dran meine 9V Eisenbahn komplett zu automatisieren mit Arduino.


d.h. Du baust einen Arduino mit BT in die Lok, dazu ein Pufferelko für den Prozessor und einen Motortreiber, und gibst konstant 9V auf die Schienen zur Stromversorgung?
Passt das in eine Lok?

Den zweiten Arduino mit BT nutzt Du als Sender.
Dann braucht Du aber noch ein Übertragungsprotokoll?

Grüße

Werner



FETT
29.09.2016, 14:56

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

+1Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Nein in die Loks wird gar nichts gebaut.
Ich baue alles an die Strecke.

Per Lichtsignale / Ultraschall (besser als IR) kann mann alles steuern und regeln.

Wo ein Zug sich aufhält, ob eine Kreuzung blockiert ist.
Weichen schalten usw. usw.

Wenn du allerdings alles zentral steuern möchtest, geht das mit den entsprechenden Modulen genauso.
Aber da muss man sich weiter einarbeiten.
Ich habe mir jetzt ne ganze Ladung Module bestellt. Und fange einfach mal an und schaue was passiert.
Ideen habe ich durch die Videos unten viel.

Hier mal schöne Videos, die eine Idee geben was man so machen kann und wie der Einstieg ist.























Xymion gefällt das


Lok24
29.09.2016, 15:53

Als Antwort auf den Beitrag von FETT

+1Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Hallo,

FETT hat geschrieben:

Nein in die Loks wird gar nichts gebaut.
Ich baue alles an die Strecke.

Verstehe, du überträgst also die passende Spannung via Motor-Treiber an die Gleise. Auch schick.

FETT hat geschrieben:
Wenn du allerdings alles zentral steuern möchtest, geht das mit den entsprechenden Modulen genauso.

Ich möchte gar nichts steuern und habe PF-Schienen.

Ich möchte lediglich die von LEGO vorgegebene IR-Steuerung durch BT ersetzen. Dazu benötige ich einen kleinen BT-Empfänger mit Motor-Treiber wie z.B SBrick und einen Sender, der das SBrick-Protokoll via BT sendet. Ein anderer Ansatz. Nein, kein Smartphone oder Tablet.

FETT hat geschrieben:

Ich habe mir jetzt ne ganze Ladung Module bestellt. Und fange einfach mal an und schaue was passiert.

Ein guter Ansatz, danke auch für die interessanten Links.


Grüße

Werner



asper gefällt das


LuDaCriSoNe
30.09.2016, 13:34

Als Antwort auf den Beitrag von FETT

Re: SBrick, Arduino und Raspberry

@FETT
Danke für die Videos, ein sehr interessantes Thema!

Gibt's die Infos, vor allem die Einrichtung vom Arduino auch irgendwo auf deutsch?


Instagram -> the_collector_of_lego
https://brickset.com/sets/ownedby-LuDaCriSoNe


asper
30.09.2016, 18:20

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

+1Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Hallo,

Diesen Thread habe ich bisher verpasst.

Lok24 hat geschrieben:


Ich möchte lediglich die von LEGO vorgegebene IR-Steuerung durch BT ersetzen. Dazu benötige ich einen kleinen BT-Empfänger mit Motor-Treiber wie z.B SBrick und einen Sender, der das SBrick-Protokoll via BT sendet. Ein anderer Ansatz. Nein, kein Smartphone oder Tablet.


Genau das war mein Ansatz und das habe ich mit dem Raspberry PI und den SBricks erreicht. An den Zügen musste ich nur den IR Empfänger durch den SBrick ersetzen. Da es von SBrick nur die Doku und kein SDK gab, habe ich mir das selbst geschrieben. Ich habe hier nicht von 0 an angefangen sondern auf Code aus dem SBrick Forum aufgesetzt.

Was ich jetzt habe ist ein Modul für die Programmiersprache python und eines für die Programmiersprache javascript. Im wesentlichen funktionieren beide ungefähr so:

Zug1 = SBricks ['123456789']
Zug2 = SBricks ['ABCDEFGHI']
Zug1.move (1, 255)
Zug2.move (3, -150)
Zug1.move (1,0)

Das ist nicht der genaue Syntax aber zeigt die Idee dahinter. Die "Namen" sind in den SBricks einprogrammiert und weltweit(?) eindeutig. Man bekommt ein SBrick "Objekt" mit der eindeutigen ID und kann damit die Funktionen aufrufen. Das erste Argument bei move ist der Kanal, also an welchem der Stecker der Motor steckt, der zweite ist die Geschwindigkeit von -255..0..+255. Es gibt auch eine Funktion "blink" mit der man die LED blinken lassen kann, um herauszufinden, welcher SBrick in welchem Zug steckt.

Das ganze funktioniert auf jedem Rechner mit Linux und Bluetooth 4.0. Entwickelt und getestet habe ich das auf meinem normalen PC, kurz vor Ende ist das dann auf den Raspberry PI gewandert - ohne Anpassungen.

Eine großartige Verzögerung beim Stoppen von zwei Zügen konnte ich nicht feststellen. In einem der Züge habe ich auch zwei Motoren am SBrick angeschlossen, so dass ich immer zwei move() Befehle hintereinander schicken muss. Aber auch hier kann ich keinen Versatz bemerken.

Die Rückmeldung mit den Reed Schaltern ist dann mit einer der Bibliotheken geschehen, von denen es reichlich für den Raspberry PI gibt. Einen der digitalen Eingänge auszulesen ist sehr einfach und gut dokumentiert. Ob das auch analog geht? Dann hätte man mit einem Poti im Prinzip so was ähnliches wie einen klassischen Modellbahntrafo. (Diesen manuellen Modus habe ich während der Ausstellung in Schierling vermisst. Da werde ich definitiv weitermachen. Zur Zeit existiert ein rudimentäres Webinterface, mit dam man im Prinzip mit dem Smartphone alles steuern kann. Aber dann muss ich ja vor Ort mein eigenes WLAN aufbauen...)

Werner, ist das so ungefähr das, was Du machen möchtest? Bei diesem Ansatz müsstest Du Dich auf den Raspberry PI und Linux einlassen. python ist recht einfach zu lernen und hierfür gibt es massenhaft Beispiele. javascript sieht ein wenig mehr wie C(++) aus, die ganzen Bibliotheken arbeiten aber "asynchron", d.h. man reagiert nur auf eingehende Ereignise. Wenn Du eine fertige Software suchst, die man nur "konfigurieren" muss, habe ich leider keine Lösung. Unter Linux ist der Zugriff auf Bluetooth relativ einfach. Unter Windows scheint's nicht ganz so problemlos zu gehen. Viele der Bibliotheken gibt es nur für Linux oder die Windows-Version ist relativ ungepflegt und kann nicht alles.

Die python Programme rufen Linuxtools im Hintergrund auf (über die Kommandozeile). Das in C oder C++ nachzubauen ist machbar. Das aufwendige ist hier immer der Hintergrundprozess, der ständig mit dem SBrick kommuniziert. Ein Feature der SBRicks ist ein eingebauter Watchdog, wen man nicht immer wieder das letzte Kommando wiederholt, bleibt der Zug stehen. Das kann man wohl ausschalten, ich habe das aber als Sicherheitsfeature benutzt: Wenn man das Programm abbricht, bleiben alle Züge stehen.

Für feststehende Anlagen wie Weichen und Schranken werde ich in Zukunft auf Arduino oder ESP8266 setzen. Das ist deutlich billiger. Für Züge sind die mir zu groß - wenn man keine eigene Hardware entwickeln will und die Standard-Boards einsetzt. Die Kommunikation mit dem Raspberry PI als Zentrale sollte einfach umzusetzen sein.

(Für Interessenten, der Javascript Code liegt auf github, den python Code müsste ich raussuchen)


flickr


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Lok24
30.09.2016, 20:30

Als Antwort auf den Beitrag von asper

Editiert von
Lok24
30.09.2016, 20:56

Re: SBrick, Arduino und Raspberry

Hallo Steffen,

asper hat geschrieben:

Diesen Thread habe ich bisher verpasst.

Ja, hab Dich schon vermisst, nachdem die Automatik mir so gut gefallen hat.

Mein Problem ist zu verstehen, wie die Programme und Bibliotheken zusammenspielen.

asper hat geschrieben:
Was ich jetzt habe ist ein Modul für die Programmiersprache python und eines für die Programmiersprache javascript. Im wesentlichen funktionieren beide ungefähr so:

Zug1 = SBricks ['123456789']
Zug2 = SBricks ['ABCDEFGHI']
Zug1.move (1, 255)
Zug2.move (3, -150)
Zug1.move (1,0)


Genau. Meins würde so aussehen:

Zug1 = SBricks ['123456789']

do
a = getport(5) ' gibt die vom Poti an Port 5 generierte Spannung als Wert
Zug1.move (1, a)
wait(100)
loop

asper hat geschrieben:
An den Zügen musste ich nur den IR Empfänger durch den SBrick ersetzen. Da es von SBrick nur die Doku und kein SDK gab, habe ich mir das selbst geschrieben. Ich habe hier nicht von 0 an angefangen sondern auf Code aus dem SBrick Forum aufgesetzt


??????
Genau da liegt mein Verständnisproblem.
Du benötigst doch irgendeine Bibliothek "SBRICK", die Dir das Objekt "SBrick" mit der Methode "Move" liefert. Ich dachte da macht man irgendwo ein Include für die und macht mit make eine ausführbare Datei. Scheint nicht so zu sein. Und das BT muss man doch sicher irgendwie einbinden? Hm.

asper hat geschrieben:
Werner, ist das so ungefähr das, was Du machen möchtest?

Ja, durchaus.

Leider ist wohl das Nichtverständnis der Zusammenhänge das wesentliche Problem, und das liegt bei mir.
Die von Dir genannten Beispiele auf github helfen mir nicht, weil sie offenbar schon viel, viel mehr machen und ich keine Ahnung habe was ich mit den einzelnen Teilen anfangen sollte und welche wozu gut sind.
Und wenn ich sie mir herunterladen würde: was sollte ich dann damit machen?

Da ich keinerlei Zugang zu diesen Dingen habe werde ich das Projekt wohl aufgeben müssen, sehr schade. So wird wohl ein Fahrbetrieb auf Ausstellungen nichts mehr.

Dennoch vielen Dank für die ausführlichen Erläuterungen, es ist offenbar genau das was ich brauche und was Du bauen möchtest, nämlich ein einfaches Fahrpult mit Drehknopf.

Ich hoffe dass ich das irgendwann einmal im Betrieb ansehen kann.

PS.:
Ich habe jetzt das hier gefunden:
https://github.com/JorgePe/SBrick-Stress-Test
Offenbar ist sbstress.py das auszuführende Script.
Aufzurufen mit "sbstress.py -a 'adapter>' -d 'device' -p 'period'"
Da findet sich dann "from sbrick import SBrick"
"sbrick" ist offenbar die im gleichen Verzeichnis liegende Datei "sbrick.py", die die Klasse "SBrick" mit ihren Eigenschaften und Methoden liefert.

Grüße

Werner



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