Z21 WLAN MultiMaus

From Digital Modellbahn
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MultiMaus von Fleischmann mit WLAN Add-On

Z21 multiMAUS® mit WLAN aufrüsten

Handregler haben immer ihre spezifischen Vor- und Nachteile. Viele besitzen noch eine multiMAUS® mit Kabelanschluss zur Steuerung. Wen das Kabel der MultiMaus stört, muss nicht gleich eine neue Z21 WLANmaus von Roco/Fleischmann kaufen. Mit einer kleinen Zusatzplatine und einem LiPo-Akku lässt sich jede MutliMaus umbauen zur Z21 WLANMaus®. Gleichzeitig bleibt die XpressNet Schnittstelle der MultiMaus voll funktionsfähig und kann weiter zum Steuern als auch zum Aufladen genutzt werden. Für den Umbau müssen auf der Platine der Kabel-Multimaus keine Leiterbahnen getrennt oder gar Löcher in das Gehäuse gebohrt werden. Der Platz oberhalb der XpressNet Buchse ist ausreichend für die notwendige kleine Zusatzplatine und einen 700mAh (40x20x8mm) großen Lipo-Akku.

Eingeschaltet wird die zur WLAN multiMAUS® umgebaute Kabel-multiMAUS® dann zukünftig durch das Einstecken des XpressNet-Kabel oder durch Drücken der "OK" Taste. Wenn das XpressNet-Kabel angesteckt ist wird automatisch die WLAN-Funktion deaktiviert und der LiPo-Akku über 12 Volt gepuffert. Sobald das Kabel entfernt wird, schaltet sich automatisch der WLAN; ESP8266 wieder ein und übernimmt die Kontrolle. Zielstellung beim Umbau der Maus war es, keine Änderungen am Gehäuse vorzunehmen. Wichtig war mir dem Nutzer die Zustände der umgebauten WLAN multiMAUS® auf dem vorhandenen Display anzuzeigen. Auch die Verbindung zur Z21 wird dargestellt. So wird zum Beispiel "PROG" (Service-Mode) angezeigt wenn keine Verbindung mit dem eingespeicherten WLAN-Daten hergestellt werden können. Der Verbindungszustand zur Zentrale wird, wenn diese nicht erreichbar ist mit dem Kurzschlusssymbol angezeigt.


bekannte Bugs

  • MultiMaus kann nicht als Master am Roco Verstärker 10761 genutzt werden

Aufbau der Hardware

ESP8266 multiMAUS® WLAN Add-On Schaltplan (Eagle)

Als Basis wird ein ESP8266 D1 Mini verwendet. Dieser erzeugt zusammen mit dem Treiber MAX485 ein XpressNet Bus für die Z21 multiMAUS®. Zusätzlich wird noch ein Step-Down-Regler, ein LiPo-Charger sowie eine LiPo Akku Zelle mit 700mAh eingebaut.

Um Platz zu sparen wird unterhalb des ESP8266 ein Micro-USB 5v 1A LiPo-Laderegler[1] mit TP4056 eingebaut. Dieser wird über einen +5 Volt Schaltregler bei angeschlossenem XpressNet-Kabel mit strom versorgt. Gleizeitig werden die +5 Volt dafür genutzt den Mosfet Treiber T1 durchzusteuern damit die MultiMaus mit Strom versorgt wird. Über einen Spannungsteiler (R5, R6) wird ein Signal an Pin D1 erzeugt damit der ESP8266 feststellen kann das ein XpressNet-Kabel angeschlossen wurde.

Der ESP8266 überwacht die LiPo-Akku Spannung über den Spannungsteiler (R7, R8). Dies wird genutzt um den Ladezustand auf dem Web-Interface, als auch auf der Z21 multiMAUS® darzustellen. Über den Pin D2 erzeugt der ESP eine Selbsthaltung der Stromversorgung. Diese wird je nach eingestellter Abschaltzeit oder durch den Nutzer unterbrochen und erzeugt somit ein Abschalten der Z21 multiMAUS®, wenn kein XpressNet-Kabel angeschlossen ist.

HINWEIS: "Lithium ist ein sehr reaktionsfreudiges chemisches Element und beinhaltet dadurch einige Gefahren. Bei unsachgerechtem Umgang können diese Akkus Feuer fangen, Brände auslösen und körperliche sowie materielle Schäden hervorrufen!"

Einbau in MultiMaus

Zur Verbindung der WLAN-Add-On Platine in der Z21 multiMAUS® müssen 6x Leitungen auf der Platine angelötet werden.

Hinweis: Ein Eingriff in die MultiMaus® hat ein sofotiges Erlöschen der Garantie zur Folge und erfolgt auf eigene Verantwortung und Gefahr. 

Das öffnen der Z21 multiMAUS® erfolgt mittels entfernen der Kreuzschlitzschraube auf der Rückseite unter der Aufhängverrichtung[2]. Dann kann an der Oberseite das Gehäuse auseinander gedrückt werden (Einrastlaschen). Dort sind oberhalb vom Display links und rechts zwei kleine Rastnasen die das Gehäuse oben zusammen halten. Wenn das Gehäuse oben ausgeklinkt ist, lässt sich die hintere Plastikschale nach unten aus den untern Haltenase schieben. Diese befinden sich links und rechts von der XpressNet-Buchse. Mehr Details zum öffnen der Z21 multiMAUS® finden sich bei Drehscheibe-Online.de.

Da die MultiMaus zukünftig mit einem Akku versorgt wird muss die Schutzdiode am XpressNet Eingang entfernt werden. Damit wird die Spannungszuführung unterbrochen und kann über den auf der WLAN-Add-On Platine befindlichen Mosfet gesteuert werden.

Konfiguration WLAN Verbindungsdaten zur Z21

Konfiguration über Webbrowser

Für die Konfiguration der WLAN Verbindung erzeugt das ESP8266 einen Access-Point. Dieser wird immer nur dann aktiviert, wenn keine WLAN Verbindung aufgebaut werden kann! Für die Anmeldung am Access Point sind keine Zugangsdaten notwendig. Der SSID-Name des Access Points kann über die Konfiguration geändert werden und entspricht dem Hostnamen.

Sobald eine Verbindung mit dem Access-Point aufgebaut wird öffnet sich automatisch die Konfigurationsseite (http://192.168.4.1) des ESP8266. Hier können die Einstellungen angepasst werden. Zusätzlich werden Information zur Firmware, des Verbindungszustands und des Akkus dargestellt.

Z21-Gateway Software

Die Software wurde mittels der Arduino IDE geschieben. Sie stellt je nach Konfiguration im Sketch ein LocoNet und/oder XpressNet Interface zur verfügung. Zur Verbindung mit der Z21 wird unter dem einstellbaren Namen (Hostname) einen Access-Point, wenn keine WLAN-Verbindung aufgebaut werden kann, erstellt. Über den Access-Point kann auf der Webseite alle notwendigen Daten wie Hostname, SSID, Passwort, Z21 IP und die Ausschaltzeit für den Akkubetrieb eingestellt werden. Gleichzeitig kann das Web-Interface für einen notwendigen Softwareupdate über Web-OTA genutzt werden.

  1. Batterie Charger Modul gibt es bei AliExpress mit Versandkosten unter 2 Euro. Ein "protect" für den Akku ist nicht notwendig, da dieser bereits mittels des ESP + Mosfet realisiert ist.
  2. Die Aufhängeöse muss dazu nicht herausgehebelt werden.