C:\>_BrickDOS v1.0
24.05.199314:25

HARDWARE / SYSTEMAUFBAU

01

Moderne Technik.
Unsichtbar verbaut.

Die gesamte Rechentechnik von BrickDOS steckt im LEGO-Monitor. Nach außen bleibt ein 90er-Jahre-PC – im Inneren arbeitet ein Raspberry Pi 5 mit moderner Display- und Stromversorgungstechnik.

Das zentrale System bildet ein Raspberry Pi 5 Model B mit 8 GB RAM. Betriebssystem und Spiele liegen auf einer 128-GB-microSD-Karte. Für die Bildausgabe wird HDMI an ein Controller-Board geführt, das das Signal für das interne LVDS-Display aufbereitet.

Das 6,4-Zoll-Panel arbeitet mit nativen 1024 × 768 Pixeln und damit exakt im klassischen 4:3-Format. Kühlung, Stromversorgung und Verkabelung wurden so kompakt wie möglich im Monitor untergebracht.

COMPUTER Raspberry Pi 5 8 GB RAM
DISPLAY 6.4" TFT 1024 × 768 / 4:3
INTEGRATION Im Monitor komplette Hardware
POWER 12 V zentrale Versorgung Display + Raspberry Pi
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KOMPONENTEN & KOSTEN

Die Hardware von BrickDOS

Die angegebenen Preise entsprechen den Beträgen, die ich selbst für die jeweiligen Komponenten bezahlt habe. Sie dienen nur als Orientierung und können von aktuellen Verkaufspreisen deutlich abweichen.

Alle externen Produktlinks sind bereinigte Direktlinks und ausdrücklichkeine Affiliate-Links. Ich verdiene nichts an Käufen über diese Links.

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01
LEGO PC Pantasy Retro 90s PC 85005
+

Das Pantasy-Set bildet die optische Grundlage von BrickDOS und bleibt größtenteils im Originalzustand. Entfernt wird lediglich die Mechanik für die wechselbaren Display-Motive im Monitor. Maus und Tastatur des Sets werden durch tatsächlich nutzbare Eingabegeräte ersetzt.

110 €
02
KEYBOARD LexonElec M88
+

Ziel war es, eine Tastatur zu finden, die vom Design her an alte Tastaturen herankommt, gleichzeitig aber auch möglichst kompakt ist. Um weitere Herausforderungen durch zusätzliche Verkabelung zu vermeiden, sollte es eine Funktastatur sein, was die Auswahl an geeigneten Modellen im Retro-Look deutlich verringerte.

32 €
03
MOUSE Logitech M-RAA93
+

Auch hier wollte ich eine zusätzliche Verkabelung vermeiden und daher eine Funk-Maus verwenden. Mäuse im Retro-Look und mit Funk waren aber nur schwer zu finden.

Zwischenzeitlich hatte ich einige günstige Funk-Mäuse im Retro-Look durchprobiert und bin dabei auf weitere Herausforderungen gestoßen, da diese unter Linux sehr starke Latenzen aufwiesen.

Ich habe mich dann für eine alte Funk-Maus von Logitech entschieden, die ich im Keller wiedergefunden habe und die heute noch treue Dienste leistet.

Kellerfund
04
COMPUTER Raspberry Pi 5 8GB
+

Am Anfang stellte sich die Frage, ob ich einen Raspberry Pi mit Linux verwende oder ein kompaktes Komplettsystem auf Windows-Basis.

Da sich Linux vor allem hinsichtlich des Startvorgangs deutlich besser anpassen lässt, habe ich mich letztlich für den Raspberry Pi entschieden. Auch die zu diesem Zeitpunkt bereits deutlich gestiegenen PC-Preise spielten dabei eine Rolle, während diese Entwicklung beim Raspberry Pi noch nicht angekommen war.

Angefangen hatte ich mit einem Raspberry Pi 4 mit 4 GB RAM. Dort stieß ich bei einigen Emulationen zunächst schnell an Grenzen. Später stellte sich allerdings heraus, dass die Einschränkungen durch die verwendete DOSBox verursacht wurden und mit DOSBox-X behoben werden konnten.

Weitere Tests habe ich anschließend nicht mehr durchgeführt. Ich vermute aber, dass unter den neuen Bedingungen auch ein Raspberry Pi 4 ausreichend sein könnte.

110 €
05
DISPLAY AUO G064XAN01.0 6.4 Inch Color TFT-LCD
+

Eines von zwei Displays, die ich aus einer großen Display-Datenbank ermitteln konnte und die genau in das vorhandene Gehäuse passen.

Von beiden Displays habe ich mich für dieses Modell entschieden, da ich es über einen chinesischen Händler zusammen mit passender Treiberplatine zu einem halbwegs akzeptablen Preis bekommen konnte.

Erst nach der Bestellung habe ich erfahren, dass es sich um ein nagelneues Modell handelte, das noch gar nicht in Serie produziert wurde. Nachdem ich einige Monate gewartet hatte, konnte ich den Händler schließlich überzeugen, mir einen Prototypen zuzusenden.

160 €
06
DISPLAY CONTROLLER LH-VH01 V1.0
+

Der Händler hatte mir diesen Display-Controller zusammen mit dem Display verkauft. Da es sich um einen Prototypen handelte und der Händler selbst bereits damit getestet hatte, entfiel auch die Konfiguration des Controllers.

im Display enthalten
07
CPU-FAN GeeekPi Ultra Thin ICE Tower Cooler
+

Der Kühler wird über den Raspberry Pi selbst abhängig von der CPU-Temperatur geregelt.

Ich habe keine ausführlichen Tests durchgeführt. Möglicherweise ist der Kühler für diesen Einsatzzweck gar nicht zwingend erforderlich.

23 €
08
POWER MODULE Geekworm Raspberry Pi 5 Power Module 12V to 5V
+

Der Display-Controller benötigt 12 V als Spannungsversorgung, der Raspberry Pi dagegen 5 V.

Um nicht mit mehreren Spannungsversorgungen umgehen zu müssen, kam die Entscheidung, die vorhandenen 12 V über ein Spannungsmodul auf 5 V zu reduzieren.

Da der Lüfter des Spannungsmoduls sehr schnell und laut drehte und sich nicht drosseln ließ, habe ich ihn kurzerhand abgeklemmt. Nach meinen Berechnungen wird das Modul im BrickDOS-Aufbau größtenteils nur unter geringer Auslastung betrieben.

25 €
09
PC-SPEAKER TWOXO Stereo Speaker
+

Auf der Suche nach geeigneten Lautsprechern bin ich spontan auf dieses Modell gestoßen. Sie sollten klein sein, aktiv betrieben werden und über USB mit Strom versorgt werden.

9 €
10
SOUND-CARD MOSWAG USB to 3.5mm Audio Adapter
+

Da die Lautsprecher über Klinke angesteuert werden, wurde eine Soundkarte mit Klinkenausgang benötigt. Diese hier besteht aus einem einfachen kurzen Kabel. Die Elektronik ist bereits vollständig im Stecker integriert.

6 €
11
SD-CARD SanDisk Extreme microSDXC UHS-I 128GB
+

Das finale System benötigt deutlich unter 30 GB Speicher. Ursprünglich war vorgesehen, auch Win9x-Spiele in einem separaten Image laufen zu lassen.

Dies ist letztlich an Hürden der Emulation unter Linux gescheitert. Somit wird deutlich weniger Speicher benötigt als ursprünglich eingeplant.

19 €
12
POWER SUPPLY 12V 5A 60W
+

Ein einfaches 12-V-Netzteil mit 5 A beziehungsweise 60 W versorgt das gesamte System.

14 €
13
CABLE Splitting Power Cable
+

Adapterkabel, um vom Netzteil sowohl das Spannungsmodul als auch den Display-Controller mit 12 V zu versorgen.

8 €
14
CABLE Micro HDMI to HDMI Cable
+

Adapterkabel, um den Raspberry Pi über Micro-HDMI mit dem HDMI-Eingang des Display-Controllers zu verbinden.

8 €
15
CABLE USB-A Verlängerung
+

Die verwendete alte Funk-Maus besitzt im Vergleich zu heutiger Technik einen sehr großen Funkadapter. Direkt am Raspberry Pi blockierte dieser den danebenliegenden USB-Port.

Daher wurde ein kurzes USB-Verlängerungskabel dazwischen gesteckt.

3 €
16
CABLE HDMI Winkelstecker
+

Um den Display-Controller besser in das Gehäuse integrieren zu können, wird der HDMI-Anschluss über diesen Adapter seitlich abgeführt. Dadurch lassen sich die Kabel im engen Monitorgehäuse günstiger verlegen.

7 €
17
CABLE USB-C to USB-C Cable
+

Einfaches USB-C-Kabel, um den Raspberry Pi mit dem Spannungsmodul zu verbinden.

4 €
18
PC SPEAKER LEGO-CHASSIS Eigenbau
+

Der Eigenbau der Lautsprechergehäuse wurde mit BrickLink Studio geplant. Das Set mit beiden Gehäusen besteht aus ungefähr 250 LEGO-Steinen.

ca. 25 €
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ERFAHRUNGEN

Erkenntnisse und Verbesserungen

01

Raspberry Pi

Zwischenzeitlich wurde während der Entwicklung von einem Raspberry Pi 4 auf einen Raspberry Pi 5 gewechselt. Die dafür zugrundeliegenden Performance-Probleme wurden allerdings später in erster Linie als Einschränkungen der Emulationsleistung von DOSBox identifiziert und konnten durch den Wechsel zu DOSBox-X beseitigt werden. Außerdem war urspünglich der Einsatz von Windows 98 als Einstiegspunkt für die Nutzeroberfläche angedacht. Hier gab es zum Ende allerdings größere Probleme in der grafischen Darstellung, die vermutlich durch Einschränkungen der Emulation auf einem ARM-Prozessor verursacht wurden. Auch durch den daraus resultierenden Wegfall von Windows 98 und Win98-Spielen wurden die Leistungsanforderungen deutlich eingeschränkt. Ob auch ein Raspberry Pi 4 ausreichend Leistung liefert, habe ich aber am Ende nicht mehr getestet. Nach eigener Einschätzung ist der Kühler den ich auf dem Raspberry Pi angebracht habe deutlich überdimensioniert. Aber auch hier habe ich letztlich bisher keine Test durchgeführt um eine benötigte Kühlleistung zu ermitteln.

02

Pantasy Retro 90s PC

Pantasy hat hier ein wirklich tolles Set kreiert. Vor allem die tollen Details, wie Mainboard und Grafikkarte, aber auch Diskettenlaufwerk sind sehr gelungen. Pantasy nutzt nach meiner Kenntnis GoBricks-Steine, die nach meinem Empfinden Qualitativ etwas höherwertig sind, als die vom Platzhirsch LEGO. Einzig der Minesweeper-Mechanismus im Monitor hat mich persönlich nicht so sehr überzeugt. Der Effekt ist nett, aber aus meiner Sicht nicht nötig. Der Mechanismus ist allerdings etwas wackelig und fällt gerne auseinander. Ich habe mich daher vor dem Umbau für den Einsatz der Pappkarten als Bildschirm entschieden. Auch musste ich feststellen, dass innerhalb des Monitors eine ordentliche Farbseuche bei den Steinen existiert (Du kannst es auf den Fotos vom Umbau sehr gut sehen), die absolut nicht nötig ist. Das wird ja oft zurecht bei LEGO kritisiert, trifft allerdings ebenfalls dieses Set von Pantasy zu.

03

Display

Herausfordernd war vor allem ein geeignetes Display für dieses Projekt zu finden. Dabei war nicht nur die Herausforderung ein Display mit passenden Abmessungen zu identifizieren. Gleichzeitig stellte sich die Frage über welchen Anschluss man das Display ansteuern sollte. Die meisten Displays laufen über LVDS. Hier wäre eine direkte Ansteuerung zwar grundsätzlich möglich, allerdings erwarten die Displays dennoch in der Regel eine 12V Versorgung für die Beleuchtung. Die Alternative wäre ein Anschluss über den MIPI DSI-Anschluss des Raspberry Pi. Hier war aber die Auswahl an Displays sehr gering und ich habe keine passenden Formate gefunden. Das hing vor allem auch damit zusammen, weil ich das 4:3 Format vom Pantasy-Set beibehalten wollte. Mit einem MIPI DSI Display wäre ein System möglich, dass um ein vielfaches kompakter ist, da Spannungswandler, wie auch Controller-Platine entfallen könnten.

Herausfordernd mag sicherlich auch die Beschaffung eines geeigneten Displays sein. Wer noch keine Erfahrungen mit der Kommunikation auf dem internationalen Markt (insbesondere dem Chinesischen), wie auch dem Kauf auf B2B-Plattformen wie Alibaba hat, wird hier sicherlich auch schnell an Herasuforderungen stoßen. Dazu gehört auch ein gewisses finanzielles Risiko, durch den internationalen Markt. Bei mir ist trotz mehrmonatiger Verspätung zum Glück alles gut gegangen.

04

Raspberry Pi Power Module

Als erfahrener Elektrotechniker, der viel mit Datenblättern zu tun hat, hatte ich meinen Spaß mit dem verwendeten Power Module. Das Power Module ist aktiv gekühlt. Kurz nach dem Einschalten, merklte ich aber, dass der Mini-Lüfter im Gegensatz zum Lüfter für den Raspberry Pi durchgehend läuft und auch stets mit voller Drehzahl. Das machte den Betrieb störend laut. Neben der Idee, den Lüfter durch einen eigenen Umbau zu drosseln, habe ich Beschreibung und Datenblatt des Power Modules ausführlich studiert. Hier gibt es zwar Andeutungen vom Hersteller, dass der Lüfter nur bei höherer Last benötigt wird, allerdings keine Aussagen dazu, was tatsächlich eine höhere Last ist. Meine Nachfrage beim chinesischen Hersteller wo die Grenze läg und was passiert, wenn man sie trotz abgeklemmten Lüfter überschreitet (Controller brennt durch, Controller begrenzt die Leistung, Controller altert schneller) kam sehr schnell, war aber wenig hilfreich: "Wir wissen nicht genau, wo die Grenze liegt und haben vor allem auch keine Ahnung, was passiert, wenn das Modul darüber betrieben wird.". Letztlich betreibe ich das Power Module aufgrund der geringen Auslastung des Raspberry Pi ohne Lüfter, habe aber bisher auch keinerlei Messungen zur tatsächlichen Leistungsaufnahme vom Raspberry Pi durchgeführt.

05

Maus und Tastatur

Ich habe mich während der Entwicklung für Funk entschieden um Maus und Tastatur zu verbinden. Es ist eine bewusste Entscheidung. nimmt etwas Retro-Feeling wegen der fehlenden Kabel, gleichzeitig vermeidet es zusätzliche Kabelführungen und sich daraus ergebende Herausforderungen. Leider ist die Auswahl an geeigneten Tastaturen und Mäusen mit Funkverbindung eher klein. Vor allem war es schwierig eine wirklich geeignete Tastatur für das Set zu finden. Es gibt praktisch keine Mini-Tastaturen mit klassischen hohen mechanischen Tasten. Ich denke daher auch weiterhin über eine Variante mit einer kabelgebundenen Version nach

06

Lautsprecher-Gehäuse

Ich habe die Lautsprecher am PC mit Hilfe von Bricklink Studio entworfen. Meine Erfahrung hier, wie auch bei anderen Sets, die ich dort entworfen habe, ist die, dass man etwas so genau durchplanen kann, wie man will. Am Ende muss man immer mindesten eine zweite Bestellung lostreten, weil irgendwas fehlt, vergessen wurde, oder dochj nicht passt, wie vorher ausgemessen.

Bestellt habe ich originale LEGO-Steine bequem über BrickLink (Nur gebrauchtes LEGO ist gutes LEGO 😉 ). Das funktioniert in der Regel problemlos, wenn man einmal die Bedienung des Systems verstanden hat. Alternativ habe ich mittlerweile auch gute Erfahrungen über alternative Shops wie Brick Owl, vor allem aber WoBrick gesammelt. Bei Wobrick dauert der Versand ein paar Tage länger, allerdings gibts dafür neue Steine und der Preis ist in der Regel der gleiche.

07

12V Netzteil 60W

Die Leistung des Netzteils ergibt sich in erster Linie aus den benötigten Verbräuchen von Raspberry Pi mit USB-Peripherie, Power Module, Display und Display Controller. Ich habe mich dabei am oberen Limit der Leistungsangaben orientiert. Vermutlich würde die Hälfte der Leistung auch locker reichen um alle Komponenten stabil zu versorgen.

C:\BRICKDOS> SOFTWARE.EXE
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