OBPkeypad 6/1

Tastenerweiterung für die OBP-Multifunktionsgeräte über NMEA2000.

Motivation

Beispiel: Es werden zwei OBP40 als Anzeigeinstrumente installiert. Um Wasserdichtigkeit zu erreichen sind sie hinter einer Scheibe angebracht. Um beide Geräte bedienen zu können wird ein externes Tastenfeld benötigt:

  • NMEA2000-Tastatur kabelgebunden, für den Festeinbau vorgesehen
  • Das Gerät soll wasserdicht sein
  • Es sollen 6 Tasten wie beim OBP60 verwendet werden
  • Die Tasten sollen „echte“ Tasten sein, die ein gutes haptisches Feedback liefern und blind ertastet werden können
  • Ein Tastendruck liefert optional ein akustisches Feedback
  • Die Tastatur soll dynamisch an verschiedene Zielgeräte gekoppelt werden können
  • Konfiguration über eine Weboberfläche
  • DIY-freundlich

Kurzanleitung

Das Gerät besteht aus folgenden Komponenten

  1. Status-LED: diese kann verschiedene Farben annehmen
  2. Helligkeitssensor (ab Version 2)
  3. Zielanzeige (DST): Zeigt an, an welches Gerät die Tastendrücke gesendet werden sollen
  4. Zielwahltaste: Zum wechseln zwischen den einzelnen Zielen (A, B oder C)
  5. Taste 1 bis 6: Sendet einen konfigurierbaren Tastencode an das Ziel
  6. M12 Micro-C-Anschluß: Hier wird das NMEA2000-Kabel angeschlossen

Inbetriebnahme

  • Anschluß an das NMEA2000-Netzwerk
  • Das Gerät startet automatisch, die Status-LED leuchtet zur Information rot
  • Es folgt ein interner Test, bei dem alle LEDs einmal aufleuchten
  • Das Ziel A ist ausgewählt, die zugehörige LED leuchtet grün
  • Die Status-LED blitzt alle 5 Sekunden einmal kurz auf
  • Falls ein Temperatur-/Feuchtesensor eingebaut ist, sendet dieser in regelmäßigen Abständen die Meßwerte in das NMEA2000-Netzwerk

Konfiguration über Web-GUI

  • Verbinden mit dem WLAN OBPKP61, Kennwort keypad61
  • Aufruf der Adresse 192.168.15.1
  • Aufruf der Seite Config
  • Gewünsche Einstellungen vornehmen
  • Speichern, das Gerät startet automatisch neu

Es können 3 Ziele für die Tastencodes eingestellt werden. Das OBPkeypad 6/1 ermittelt eine Liste der im NMEA2000-Netzwerk vorhandenen Geräte. Diese können den Zielen A, B und C zugeordnet werden. Es kann sein, daß direkt nach dem Einschalten noch keine oder nicht alle vorhandenen Geräte angezeigt werden. In diesem Fall einfach einige Zeit warten.

Konfigurationsmodus

Um vom Normalbetrieb in den Konfigurationsmodus zu wechseln, die Zielwahltaste länger als 3 Sekunden drücken. Nach den Loslassen leuchtet die Status-LED blau. In diesem Modus haben die Tasten 1 bis 6 jeweils eine besondere Funktion:

Taste Funktion
1 Umschaltung Tag-/Nachtmodus
2 Akustische Signale Ein-/Ausschalten
3 Accesspoint Ein-/Ausschalten
4 –
5 Gerät neu starten (Reset)
6 Gerät in den Tiefschlafmodus versetzen.
Aufwecken über drücken der Zielwahltaste

Um den Konfigurationsmodus zu verlassen, nochmals die Zielwahltaste für mehr als 3 Sekunden drücken. Wenn die Status-LED nicht mehr blau leuchtet, ist das Keypad im Normalmodus.

Ausschalten

Das OBPkeypad 6/1 ist dafür vorgesehen mit dem NMEA2000-Bus ein- und ausgeschaltet zu werden

Wenn es während des Betriebs dennoch einmal nicht benötigt wird, kann es in den Tiefschlafmodus versetzt werden. Dazu in den Konfigurationsmodus wechseln und dann die Taste 6 drücken. Die blaue LED blinkt zur Bestätigung auf und dann gehen alles Anzeigen aus.

Zur Wiederinbetriebnahme die Zielwahltaste einmal drücken.

Entwicklung

Hardware

 

Elektronik

  • Haupt- und LED-Platine, Version 1.0

    Basierend auf einem Waveshare ESP32-S3 Nano

    • kann direkt an 12V (6-21V Eingang) betrieben werden
  • 6 Tasten (1 bis 6)
  • +1 Taste für Zielauswahl (DST)
  • 3 LEDs für Zielanzeige (A, B, C)
  • 1 RGB-LED für Statusanzeige
  • 1 Buzzer für akustisches Tastenfeedback
  • NMEA2000 / CAN
    • SN65HVD230 CAN-Transceiver-Modul
    • M12 Micro-C Einbaustecker, vorverkabelt (s.u.)
  • I²C Steckplätze
    • 2x Buchsenleiste 4pol
      • 1x Temperatur / Feuchtesensor SHT31
      • 1x frei
    • 1x qwiic-Anschluß (3,3V; SMD)

Gehäuse

Die aktuelle Gehäusevariante ist soll in eine Fläche eingelassen zu werden. Dazu ist der ringsum überstehende Rand vorgesehen. Mit einer umlaufenden Dicht-/Klebmasse kann eine Wasserdichtigkeit hergestellt werden. Die Schraubverbindung ist dann vermutlich nicht erforderlich. Alternativ wäre auch ein Moosgummiring o.ä. denkbar.

Der vorhandene Prototyp ist ein 3D-Druck (PLA) aus Vorder- und Rückseite. Die Vorderseite ist 3-Farbig: Gehäusegrundfarbe, Transparent für die LED-Abdeckung und schwarz für die Beschriftung. Als viertes Filament wird ein Stützfilament benötigt um die runde 1mm-Aussparung für die Tastenabdichtung sauber drucken zu können.

Alle internen Verbindungen werden mit M2,5-Schrauben hergestellt. Im finalen Gehäuse sollte die Gehäuseverbindung mit Einschmelzgewinden ausgestattet werden. Für den Gehäuseeinbau sind M4-Senkkopfschrauben vorgesehen.

Die Dichtigkeit zwischen Vorder- und Rückseite ist eigentlich nicht notwendig, dennoch ist eine Silikonschaumstoffschnur zwischen den Gehäusehälften vorgesehen.

Software

  • Es wird PlatformIO verwendet wie bei den anderen OBP-Projekten auch
  • Es wird in C++ programmiert
  • Lizenz GPLv3
  • Das Gerät ist ein einfaches Gerät und bekommt eine neu entwickelte Firmware
  • Die Web-Konfigurationsoberfläche lehnt sich an die Bedienung des OBP60/40 an
  • Es können verschiedene Arten von Tastendrücken ausgewertet werden
    • kurz, weniger als 1 Sekunde gedrückt
    • mittel, zwischen 1 und 3 Sekunden gedrückt
    • lang, mehr als 3 Sekunden gedrückt
  • Es soll einen Tag- und Nachtmodus geben

Projektstatus

  • Erste Prototypenplatinen wurden gefertigt (v1.0)
    • Es sind noch Fehler in der Buzzer-Anbindung vorhanden
  • Eine druckbare Gehäusevariante existiert, gedruckt auf einem Bambu Lab A1 mini
  • Eine Test-Firmware für das OBPkeypad 6/1 existiert
  • Firmware ist aktiv in Entwicklung, in Kürze verfügbar
    • Es sind noch einige Designentscheidungen zu treffen
  • Empfangsseitig muß die Remote-Tastenfähigkeit in die Standard-OBP60 integriert werden

Ausblick

  • Verringerung der Kabellängen durch Masseversorgung der Tasten über die LED-Platine
  •  Zusatzfeatures
    • Integration Helligkeitssensor
    • Buzzer könnte zur Ausgabe von NMEA2000-Alarmen verwendet werden

Dateien/Links

Warnung: Das Projekt befindet sich noch in einem frühen Stadium, Änderungen können kurzfristig auftreten. Deshalb bitte immer einen Blick auf die Versionsnummer werfen.

Firmware: Quelltextzugang auf Anfrage
→ https://git.hoogi.de/thooge/OBPkp61

3D-Druckdateien: FreeCAD
→ https://www.hoogi.de/obp/OBPkeypad61.FCStd

Platinendaten: KiCAD
→ https://www.hoogi.de/obp/OBPkeypad61_PCB.zip

Viel Spaß am Gerät!