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DCC Servodekoder für 32 Servos

Preissenkung bei Reichelt

alle Attiny und Atmega Typen sind bei Reichelt teilweise drastisch im Preis gesenkt worden. Atmega8 1,65€ Atmega8515 1,95€ und Attiny2313 1,25€
 
holla - fümunzwanßich Proßente wenjier.
Wat ein Glück dass es das große C gibt. - Da werd ich meine Kohle schneller los :ironie:
 
Hallo Fangemeinde

bevor ich in die verdiente Sommerpause gehe hier noch mal der aktuelle Stand der Dinge.
Die Entwicklung des Bausteins für 32 Servos habe ich erst mal auf Eis gelegt. Dafür gibt
es 2 Gründe. Die aktuelle Preisentwicklung bei den Controllern macht die Sache finaziell
nicht mehr lukrativ. Ich bräuchte bei den 32 Servos 8 Portexpander um die
64 Polarisationsrelais anzusteuern. Die kosten nicht viel weniger als ein Controller. Ich
würde also mit 4 Controllern das gleiche erreichen wie mit einem Controller
und 8 Portexpandern, nur ebend für den halben Preis. Der zweite Grund sind die
fehlenden Testmöglichkeiten (32 Servos, 64 Relais usw.).
Ich habe deshalb die Software für den Baustein umgeschrieben und damit folgendes erreicht.
Steuerung für 8 Servos, es kann der rechte und der linke Anschlag eingestellt werden, die
Umlaufzeit und ob der Servoimpuls nach erreichen der Endlage abgeschaltet wird. Dadurch
habe ich 3 Ports mit je 8 Leitungen frei die wie folgt verwendet werden.
8x Endlage rechts (Polarisierung,Rückmeldung) 8x Endlage links (dto) und an den letzten
freien Port kommen 16 Tasten über eine Matrix dran. Da der Atmega 8515 noch 3 weitere
Anschlüsse hat, habe ich diese wie folgt belegt.
1x DCC Eingang 1x LED (Anzeige Programmiermodus) 1x Ausgang für verzögerte Zuschaltung
der Servospannung. Damit
habe ich folgende Funktionen realisiert.
- unabhängige Steuerung von 8 Servos
- einstellbare Parameter sind linker Anschlag, rechter Anschlag, Umlaufzeit, Impulsabschaltung
- Ausgang für Rückmeldung bzw. Polarisierung für jede Endlage und jeden Servo
- DCC Eingang für 8 Weichen und 8 Fahrstraßen (Adressen einstellbar)
- 8 Tasten für die analoge Weichenstellung (bei jedem Tastendruck wird die Weiche umgestellt)
- 8 Tasten für 8 Fahrstraßen (Fahrstraßen programmierbar)
- Speicherung der letzten Positionen
Die Fahrstraßenprogrammierung funktioniert so, das ich für jede Fahrstraße die beteiligten
Servos und deren zu erreichende Position abspeichern kann. Die Tastaturmatrix kann auch
durch eine Matrix aus vier 4-fach Optokopplern realisiert werden, und dann mit der normalen
Zubehörspannung geschaltet werden. Damit ist dann eine kaskadierbarkeit der Module
gegeben. Kann man zum Beispiel dann so machen 2 Module = 16 Weichen. Will ich eine
Fahrstraße mit allen Weichen haben so wird zB Fahrstraßeneingang 1 von Modul 1+2 auf
eine Taste gelegt und die Controller entsprechend programmiert. Das ganze funktioniert
natürlich auch im DCC Modus. Es müssen halt nur in beiden Module die gleiche DCC
Adressen für die Fahrstraßen eingestellt werden.
Noch etwas zur Länge der Servokabel. Ich habe mal im Modellbaubereich gesucht
und folgende Feststellungen gemacht. Es gibt Verlängerungskabel bis zu 1m Länge für Servos
und es gibt zum Beispiel Segelflugmodelle mit 6m Flügelspannweite bei denen die Servos
in den Flügeln eingebaut sind. Das dürften dann auch Kabellängen von mindestens 1,5m
zum Servo sein. Die Beschränkungen hinsichtlich der Länge rühren im Modellbau daher,
das die Servokabel zusammen mit dem Funkempfänger eine Einheit bilden. Das heißt die
Kabel dienen auch als Antenne und können deshalb nicht beliebig lang sein.
Zur Störunterdrückung im HF-Bereich gibt es Ferritringe um die das Servokabel gewickelt werden kann.
Vielleicht haben wir hier auch Modellbauer die davon dann mehr Ahnung
haben als ich, würde mich über entsprechende Infos freuen.
So das ist also der aktuelle Stand. Die Software ist soweit fertig. Es fehlt noch die Programmierung
der DCC Adressen und der Fahrstraßen. Das und ein ausführlicher Test
erst nach der Sommerpause Anfang September.

Viele Grüße aus Brandenburg
 
Hallo Gordon,

oute mich mal als N-Bahner, der sich aber mal in diesem Forum angemeldet hat, da hier auch viele Spurweiten-Unabhängige Probleme auf einer wunderbaren guten Ebene disskutiert werden.
Vor allen Dingen bin ich auf dieses Forum beim Goggeln nach einem Servodecoder auf Atmel-Basis gestossen.
Gehöre zu den Elektronik-Laien, die zwar Löten können und auch gewisse Zusammenhänge verstehen, aber nicht unbedingt Programme schreiben können.
Es gibt zwar ein wunderbares Projekt auf PIC-Basis, da ich aber schon diverse Decoder auf Atmel-Basis (nach)gebaut habe und sogar über einen Original ISP von Atmel verfüge, wollte ich schon bei den Atmels bleiben.
Stelle daher schon mal Frage, ob du den Schaltplan und die Hex-Files interressierten Modellbahnern zur Verfügung stellen würdest, wenn deine Servodecoder dann funktioniert.
Das man dir per Mail bestätigt, die Hard-und Software nur zu privaten Zwecken zu verwenden, versteht sich von selbst.
Würde mich auch als "Betatester" zur Verfügung stellen.
Steuere meine Anlage mit Railroad über eine Lenz Zentrale mit neustem Softwarestand, Rückmeldung über den S88 Bus und einem HSI.
Gäbe so vieles was man mit Servo´s machen könnte.
Genieße erstmal deine Bau- und Programierpause, und freue mich schon auf neue Erkenntnisse Anfang September.
 
Hallo Koch 69

ersmal vielen Dank für das Interresse an meinem Projekt. Wenn die Software fertig ist stelle ich interressierten Hobbykollegen natürlich gern mein Wissen zur Verfügung. Schaltplan ist kein Problem beim Programm würde ich lieber programmierte Controller zum Selbstkostenpreis verschicken. Der Grund ist der das nicht nur das Programm programmiert werden muß, sondern auch der EEPROM und diverse Fuses. Gerade beim programmieren der Fuses kann viel schief gehen und der Controller ist dann unbrauchbar. Ansonsten würde ich mich natürlich freuen wenn du die Sache testen kannst, Erfahrungen kann man nie genug sammeln und da meine Anlage noch im Bau ist kann ich im Moment nur die Teppichverdrahtung testen.

Viele Grüße aus Brandenburg
 
Hallo Gordon,

erst einmal Danke für deine schnelle Antwort. Nehme natürlich auch gerne schon fertig programierte Controller.
Meine Anlage befindet sich in der technischen Ausstattung und suche suchte nach einer Alternative für den Conrad-Antrieb.
Habe bereits einiger Flügelsignale damit ausgestattet, was auch funktioniert aber denke mal ein Servo ist tausendmal besser.
Und es warten ja noch, Schuppentore, Wasserkräne, und einiges mehr auf "Action".
Würde die jeweiligen Einbauten dann Dokumentieren und hier posten, denke mal auch TT-Bahnern helfen Tricks eines N-Bahners und umgekehrt. In erster Linie geht es ja um die softwaremäßige Funtionalität.
Solltest Du zufälligerweise dir Platinen machen für das Projekt, würde ich auch drei Stück nehmen falls machbar.
Bin ansonsten ein alter "Streifenlochrasterjunkie".
Dazu 5 Controller mit Programm (Man weiß ja nie, schon zwei 2313 mal zerlegt wegen Spannungsspitzen).
Werde dann erst mal von einer Bestellung bei Modellautobahnen-Claus absehen und warte gespannt auf deine Ergebnisse. Kann ja schon mal die Signale bauen und die Servo´s plazieren, dann kann ich im September/Oktober mit den Testeinbau gleich loslegen.

Gruß aus dem windigen Hamburg

Thorsten
 
Hallo Koch69

schnell noch eine Antwort bevor ich dann eine Woche nicht mehr online bin. Leiterplatte ist vorerst nicht geplant da ich meine Schaltungen auch auf Universalplatinen aufgebaut habe. Der Baustein ist erst mal hauptsächlich für Weichen gedacht, die Software kann dann aber später leicht an andere Funktionen angepaßt werden (z.B. nachwippen bei Schranken und Formsignalen). Solche Funktionen setzten dann aber meist hochwertige Servos vorraus. Ich habe hauptsächlich die billigen Miniservos vom "C" . Die neigen bei sehr langsamer Stellgeschwindigkeit zum ruckeln (ist aber bei Weichen egal). Der große für 4,95 ist da schon besser, hat aber ein ziemlich großes mechan. Spiel. Vielleicht kann mal jemand seine Erfahrung mit den unterschiedlichen Servos berichten.
Das du Spur N benutzt ist mir persönlich egal, mir wärs zu klein (die Augen im Alter) die Ergebnisse die du ermittelst und dann auch hir posten willst sind aber auch für unsere Spur der MiTTe nützlich.
Noch ne Frage ,wie willst du schalten analog oder digital ?

So ich verabschiede mich jetzt erst mal für ne Woche.

Viele Grüße aus Brandenburg
 
Hallo Gordon,

wünsche Dir erst mal einen schönen Urlaub, bzw. einen schönen gehabt zu haben, je nach dem wann du das hier liest.
Hier nun die gewünschte Info.
Werde schalte alles Digital über die Software Railroad&Co, Lenz LI101 Interface, Lenz LZV 100 mit Softwarestand 3.5.
Also reines DCC Signal.
Werde mich demnächst mal zu Thema Servo´s schlau machen und vieleicht ein paar Verschiedene mal einbauen und dann Testen.
Bei dem zu erwartenen günstigen Preis für den Decoder könnt man ja den ein oder anderen Euro mehr für die Servo´s ausgeben.

Gruß

Thorsten
 
@Koch69

vielen Dank für deine Urlaubswünsche. Ich kann mich jetzt wieder um das Projekt Servo kümmern. Bevor ich erst mal umfangreiche Tests mache habe ich noch ein par Fragen. Welche Spannungen verwendest du bzw hast du 5V zur Verfügung und wird eine Herzstückpolarisation benötigt.
So ich werd mir jetzt erst mal das Programm anschauen, nach drei Wochen Pause dauert es ne Weile bis man im eigenen Programm wieder durchsieht.

Viele Grüße aus Brandenburg
 
Hi Gordon,

schön Dich wieder hier zu haben:freude:
Ich selber habe eine Ringleitung für den Digitalstrom und eine für für 16 Volt Wechselstrom für die Weichendecoder.
Eine extra 5 Volt Leitung habe ich nicht, halte ich aber auch nicht für notwendig, da man dieses ja sehr einfach im Decoder intregieren kann. Außerdem braucht der Atmel ja schließlich auch schon die 5 Volt in der Schaltung. Stellt sich ja nur die Frage, ob man die Stromversorgung des Atmels und de Servo´s trennen sollte, oder man lieber eine eigene Versorgung für die Servo´s aufbaut. Eine Frage der Störimpulse.
Ich selber bräuchte keine Herzstückpolarisation, aber denke mal das Du das unbedingt implettieren solltest, da sicherlich einige es bei z.B. Peco Weichen gebrauchen könnten. Wenn man sie nicht braucht, könnte man darüber ja auch eine Rückmeldung oder sonstigen Blödsinn anstellen(Beim Drehen des Wasserkrans schaltet sich ein Soundchip ein und man hört das Wasser rauschen, o.ä.).


Gruß aus Hamburg

Thorsten
 
Meine Erfahrung:
Servos und Prozessor extra versorgen (eigene Regler), Verpolungsschutz vorsehen,
Servos nicht am unteren Spannungslevel betreiben.

Holger
 
So es ist geschafft !:dj:

Die Software läuft endlich so wie ich will. Zur Erinnerung noch mal kurz die Eckwerte. Mit dem Decoder können 8 Servos
gleichzeitig angesteuert werden. Der Stellbereich ist auf ca 40° begrenzt (was für Weichen völlig ausreicht) und ist
in 256 Teilabschnitte unterteilt. Die Programmierung der Endlagen erfolgt in je 24 Schritten, also insgesamt 48 Positionen.
Das ist ausreichend da die Miniservos von C feinere Abstufungen gar nicht mehr auflösen können. Beim großen von C ist
noch eine minimale Bewegung sichtbar, aber auch der kann nicht alle 256 Positionen auflösen. Die Verzögerungszeit kann
mit 8 verschiedenen Werten programmiert werden. Das entspricht bei vollem Stellweg Umlaufzeiten von 0,6s bis 5,1s.
Da die Servos durch die starke Getriebeuntersetzung eine starke Eigenhemmung haben besteht die Möglichkeit
den Servoimpuls in den Endlagen abzuschalten. Der Servo regelt dann die Position nicht mehr nach und kann mit der
Hand gedreht werden. Diese Funktion ist für jeden Servo getrennt programmierbar. Für jede Endlage steht ein Ausgang
zur Verfügung, entweder zur Ansteuerung eines Polarisierungsrelais oder einer LED. Dazu ist der Pegel im aktiven Zustand
programmierbar (High oder Low Aktiv). Während der Servo die Position wechselt sind die Ausgänge inaktiv. Für den
Digitalbetrieb sind 3 Adressen programmierbar. Adresse1 für die erste Vierergruppe Adresse2 für die zweite Vierergruppe
und Adresse 3 für die acht Fahrstraßen. Die Adressen können frei aus den ersten 256 der möglichen 512 Adressen gewählt
werden. Damit gibt es die Möglichkeit beliebig große Fahrstraßen zu programmieren. Bei Verwendung von 2 Decodern die
auf der DCC Adresse3 auf den gleichen Wert programmiert werden kann ich Fahrstraßen programmieren die maximal
16 Weichen gleichzeitig schalten. Die Fahrstraßen können programmiert werden. Dazu muß pro Fahrstraße festgelegt
werden welche Weichen überhaupt schalten sollen und in welche Position sie schalten sollen. Alle nich beteiligten Weichen
behalten ihre Position bei. Für den Analogbetrieb sind 16 Tasten in Form einer Matrix angeschlossen. 13 davon dienen
der Programmierung. Für die Programmierung ist es allerdings vorteilhafter eine eigene kleine Matrix aufzubauen. Dazu
reichen Kurzhubtasten (gibts für 7 cent) aus. Bei längeren Leitungen ist es zweckmäßiger die Analogtasten über vier
4-fach Optokoppler anzuschließen. Die Belegung der 16 Tasten im Analogbetrieb ist folgende. Taste 1-8 sind den Servos
direkt zugeordnet. Mit jedem Druck wird die Weiche umgeschaltet. Taste 9-16 sind den Fahrstraßen zugeordnet. Ist keine
Fahrstraße programmiert haben die Tasten keine Funktion (außer Programmierung). Zur Kontrolle der Programmierfunktion
ist eine LED angeschlossen. Außerdem habe ich noch einen Ausgang der ca 3s nach Zuschalten der Betriebsspannung auf
High schaltet. Der kann dazu benutzt werden die Servobetriebsspannung verzögert einzuschalten. Diese Funktion habe
ich allerdings bei mir nicht genutzt da der Einschaltruck bei den von mir verwendeten Servos nicht sehr ausgeprägt ist.
Bei anderen Servos kann sich diese Funktion jedoch als notwendig erweisen, und ist dann verfügbar. Im Moment habe ich
alles erst mal in "freier Verdrahtung" ausgeführt, werde demnächst aber mal einen Prototypen bauen. Wer gern bastelt
kann von mir einen programmierten Controller mit den entsprechenden Schaltplänen zum Selbstkostenpreis bekommen.
Wenn der Prototyp fertig ist werde ich auch mal Bilder davon einstellen.


Viele Grüße aus Brandenburg
 
Gordon schrieb:
Der Stellbereich ist auf ca 40° begrenzt (was für Weichen völlig ausreicht)

Die Verzögerungszeit kann mit 8 verschiedenen Werten programmiert werden. Das entspricht bei vollem Stellweg Umlaufzeiten von 0,6s bis 5,1s.

Da die Servos durch die starke Getriebeuntersetzung eine starke Eigenhemmung haben besteht die Möglichkeit den Servoimpuls in den Endlagen abzuschalten. Der Servo regelt dann die Position nicht mehr nach und kann mit der Hand gedreht werden...
Zum Vergrößern anklicken....

Die Anzahl ist okey - der Enge Stellbereich grenzt die Einsatzmöglichkeiten aber arg ein. Um Tore zu öffnen oder einen Wasserkran zu drehen is es zu wenig.

Schade das die Umlaufzeiten nur 8 Geschwindigkeiten besitzen. Sollte aber dennoch reichen. Bau das Teil mal ein und teste es auf Herz und Nieren! ;)

Den Impuls würde ich nicht abschalten da zum einen keine Notwendigkeit besteht und zum anderen der Servo beim wiedereinschalten des Steuerimpulses einen kleinen Sprung macht.
 
@ E-Fan

mit Programmen ist es ähnlich wie mit der MoBa, sie werden eigentlich nie richtig fertig. So gesehen sind natürlich notwendige Änderungen,
die sich aus der Praxis ergeben haben, jederzeit noch möglich. Ich will aber kurz noch etwas zu deinen Anmerkungen sagen.

Punkt1:

Ich schrieb ja auch das der Haupteinsatzzweck das Schalten von Weichen ist. Für spezielle Anwendungen, wie von dir beschrieben,
würde ich dann schon einen eigenen Controller nehmen. Den würd ich aber dann so programmieren das man mehr Positionen als die
zwei Endlagen anfahren kann und die Geschwindigkeit zwischen den Positionen auch unterschiedlich programmiert werden kann.
Es ist aber auch kein großes Problem den Stellbereich zu vergrößern. Ich werd aber erst mal ne Weiche mit nem Servo ausrüsten
und schauen wie groß der Bereich sein muß. Es macht auch nicht wirklich sinn einen möglichen Stellbereich von 180° zu haben, den
ich dann nachträglich wieder auf 30° reduzieren muß.

Punkt2:

Muß ich auch erst mal in der Praxis testen. Ich hab bei den Miniservos von C das Problem, das die in der langsamen Stufe schon
deutlich ruckeln. Der groß billige von C läuft da wesentlich ruhiger. Das liegt sicher auch daran, das er die Impulse feiner auflösen kann.
Ansonsten gilt wie in Punkt1, spezielle Anwendungen spezielle Controller

Punkt3:

Es macht keinen Unterschied ob der Impuls ständig anliegt oder nach erreichen der Endlage abgeschaltet wird. Der einzige Unterschied ist
der, das sich der Servo mit dem abgeschalteten Impuls von Hand drehen lässt. Hintergrund ist der, das ich bei dem großen Servo manchmal
ein leichtes brummen hörte wenn er gegen einen Widerstand die Endlage anfuhr. Aber auch hier gilt erst mal in der Praxis testen.

Sobald der Prototyp aufgebaut ist und erste Praxistests gelaufen sind werde ich das hier kundtun.

Viele Grüße aus Brandenburg
 
Hallo,

den Impuls schalte ich auch ab, da ansonsten einige Servos ständig versuchen nachzuregeln und leicht brummen/knistern und ausserdem geht der Stromverbrauch merklich zurück, wenn der Impuls nicht anliegt.
Die Selbsthemmung durch das Getriebe ist auf jeden Fall groß genug um die Weiche in der jeweiligen Stellung zu halten.

Das Ruckeln in den langsamen Stufen hab ich auch, stört aber bei Weichen nicht. Bei anderen Anwendungen (Schuppentore) dann schon mehr.

Holger
 
Das ruckeln kann man ab einer bestimmten Geschwindigkeit nicht mehr unterbinden da es Prinzipbedingt auftritt.

Was das brummen betrifft:
Das hatte ich bei den größeren C-Servos auch. Bei den kleinen trat es jedoch bislang nicht auf. Ich vermute mal das es mit mechanischen Toleranzen am Trimmer der Regelelektronik zu tun hat zumal das Spiel des größeren Stellmotors deutlich ausgeprägter als beim kleinen ist.
 
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