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Servos für Weichen- und andere Antriebe mal wieder

Hallo E-Fan,

mir ist da noch was aufgefallen:

Relaismodul:
in die Leitung zur Basis des Transistors sollte noch ein Widerstand, ca. 1-2 kOhm
die Freilaufdiode sollte parallel zum Relais geschaltet werden (zumindest kenn ich das nur so)

Ersatz: IC ULN2803A, hat alles schon drin. Da braucht man nicht die einzelnen Bauteile zusammenlöten. (es entfällt 1 Widerstand, Transistor, Freilaufdiode)
Hat 8 Ports, wie dafür geschaffen


Eingangsmodul:
statt eines Umschalters könnte man auch per Widerstand den Eingang auf +5V ziehen, dann reicht zum "Umschalten" ein Schliesser gegen Masse

Die Widerstände an den I2C Eingängen als Widerstandsnetzwerke, das spart viel Fummelei.


Nochmal zum Verständnis:

Du schaltest am Pult einen I2C Eingang auf die Position, über die Datenleitungen geht die Info an den Prozessor, dieser steuert den Servo über 3 Leitungen.
Der 2. I2C erhält die Informationen, wie das Relais zu schalten ist. Das sind also nochmal 3 Leitungen zur Weiche, wenn ich Herzstück und Zunge polarisieren will, werden das 5 Leitungen.

Das ist aber auch nicht ohne, pro Weiche 8 Kabel (zumindest im einfachsten Fall, bei mehreren Weichen kann man einige Leitungen doppelt nutzen).

Ich habe das Relais direkt bei der Weiche untergebracht, auf einem Stück Lochrasterplatte, kurze Kabel mit den Anschlüssen zur Weiche.

Wenn man das so macht kommt nur noch eine Leitung dazu (insgesamt dann 4), die das Relais ansteuert. (Servo +, Servo Masse, Servo Signal, Relais).
Der I2C könnte dann auch mit auf der Platine des Prozessors sein.

Bitte korrigieren, wenn ich irgendwo falsch liege.

Holgi
 
Danke für die Ergänzungen!
Mir ist auch aufgefallen, das ich einige Sachen vergessen habe einzuzeichnen. Das werde ich umgehend ändern!
Der Transistor hat den Pull-Up als Vorwiderstand. Die I²C-Wandler sollen angeblich 25mA liefern können. Funzt bei mir aber irgentwie nich wirklich. Die können den genannten Strom wohl nur ziehen. Also dachte ich, das ich die Basis des Transitors einfach auf Masse ziehe, wenn der Eingang auf Low gestellt ist.
Für den ULN2803 in Kombination mit dem PCF8574xx braucht man aber auch Pull-Up-Widerstände damit er funzt.
Die Servos werden nur über je eine Leitung vom Controller gesteuert. Die anderen beiden dienen der Stromversorgung.
Meine Idee war so gedacht, das der Controller samt Relais und dem 2. I²C-Wandler etc in der direkten Nähe der entsprechenden Weichen platziert wird. Um die Kabelei dort führt ja kein Weg drum rum. Der kurzen Wege wegen dürfte sie aber um einiges übersichtlicher geraten Um nun eine Verbindung zum Schaltpult zu schaffen reicht eine 4 polige (Mini)DIN Leitung. Diese stellt die Verbindung zu dem Eingangsport her.
Man muss dann natürlich noch die Stromversorgung mit verlegen. (+5V, Masse, +12V und evtl. den Fahrstrom) Das kann man aber auf jeder Platine durchschleifen - egal wie viele es gibt - und braucht so nur einen einzigen Punkt zum Einspeisen der Spannungen

Hier ist mal ein Prinzipschaltbild wie man das machen kann:
Die beiden Verbindungen stellen die beiden Datenleitungen dar
 

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Hallo,
E-Fan schrieb:
...
.....Für den ULN2803 in Kombination mit dem PCF8574xx braucht man aber auch Pull-Up-Widerstände damit er funzt....
Zum Vergrößern anklicken....

ja das stimmt. Die lassen sich aber prima als 8er Widerstandsnetzwerk direkt am ULN2803A anbringen (oder als 2x 4er am I2C). Ich löte lieber 1 IC als 8 einzelne Transistoren, 8 Widerstände und Dioden.
Mit der Kabelei muss jeder selbst glücklich werden.




mfg
Holgi
 
Hier nun wie versprochen eine Liste der benötigten Bauteile außer den Relais. Ich bastel derzeit gerade eine Platine zusammen, auf der die Servoansteuerung und 8 Relais für die Herzstückpolarisation untergebracht sind.
Bilder und Schaltpläne folgen in Kürze. Das dämliche Wordhilfekatzenviech erschien just in dem Moment als ich die Bildschirmoberfläche im Zwischenspeicher abgelegt habe. ;)
 

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    Teileliste.jpg
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Janz einfach: ;)
Mach das der Tag 96 Stunden hat und ich komm wieder zu was.
Zwei weitere Sachen haben mich auch erstmal das Projekt auf Eis legen lassen:
1.: Gibt es (glaube von MBtronik) mitlerweile eine Steuerung die bis zu 8 Serrvos kontrollieren kann und
2.: Hab ich Probleme beim Programmieren der Speicherroutine (also das Abspeichern der Endpositionen und der Geschwindigkeit)
Da ich "nur" Autodidakt bin was das Programmieren angeht weis ich noch nicht genau wie ich diese Routine am einfachsten schreiben kann. In anbetracht dessen das ich aber so oder so auf einen anderen Controller umsteigen muss der mehr Speicherplatz bietet komm ich vielleicht bald wieder zu potte mit der Geschichte. Vor mitte nächsten Jahres wird das aber wahrscheinlich nichts da ich erst zwei andere Projekte in ihrer Gänze zu Ende bringen möchte.
 
Hallo,

ich hätte miche Ende der Woche auch noch zum Thema geäußert.
Ich hab mittlerweile 2 von 3 DCC Decodern Varianten einsatzfähig.
Variante 1 kann 4 Weichenantriebe wie den MWA03 von Hoffmann schalten, dieser Antrieb ist aber ein Auslaufmodell !
Variante 2 kann 4 motorische Antriebe wie den MWA02s ansteuern.
Variante 3 ist im Bau und, wie gesagt, zum Wochenende hin ist der erste Prototyp fertig. Hiermit lassen sich 4 Servos steuern sowie 4 Relais für die Herzstück/Weichenpolarisierung schalten.
Die Software ist leicht modifiziert von MERG, u.a. wurde eine Programmiertaste für den DCC Decoder hinzugefügt.
Die Positionen der Servos und die Stellgeschwindigkeit kann entweder über ein zusätzliches Steuergerät oder den PC eingestellt und gespeichert werden.
Die ersten 2 Varianten gibts hier zu sehen, ebenfalls eine Zusatzplatine für den MWA02s, auf der das Relais für die Polarisierung Platz findet.

Holgi
 
Hallo Holgi,

wenn du mit allem fertig bist und getestet hast würde mich die ganze Sache für die neuen Antriebe von Hoffmann interessieren.
Kann man bei dir dann die Bastelei und Teile ordern ?

Wieviele der Hoffmann'schen Antriebe könnten an den Decoder angeschlossen werden ?
In welchern Preisregion befindet sich dann die Sache (ohne Antriebe) ?

Grüße Günni
 
Hallo Günni,

ich kann gern Material und Unterlagen zur Verfügung stellen und auch die PIC's brennen, bauen will ich eigentlich keine.
Vor allem das Leiterplatten ätzen ist mir zu aufwändig.

Materialpreis (ohne Leiterplatte) ist ca. 7-8 Euro.

Es können 4 motorische Antriebe angeschlossen werden.
Das ließe sich auf 8 aufbohren (quasi 2 Decoder in einem).
Ein zusätzliches IC und 4 weitere Motortreiber wären notwendig.

Ich such auch noch einen Betatester hier in Leipzig.

Holgi
 
HallO!
Es gibt mittlerweile mindestens 3 prof. Anbieter.
Neben MBTronic http://mbtronik.com/
Modellbahn-Claus http://modelleisenbahn-claus.de/decoder.htm und railforyou http://www.rail4you.ch/ .
Die MBTronik (Kurt Haders) sind wohl auch im Loxxs in Bln verbaut.
Soweit ich weis Einzelservodecoder, gibt es in verschiedenen Ausführungen und als Bausatz.
Die von rail4you sind auch Einzeldecoder und es gab sie in min. 2 Varianten (V1 vom Erfinder, V2 exclusiv von rail4you).
Vom Moba-claus gibt es als 4-fach (für Weichen + Herzstückpol. + als extra Bauteil Rückmeldung und extra Kontakte) und als 8-fach Decoder für Signale.
Den 8-fach Decoder hatte ich schon auf dem Schreibtisch und ging super (prog. per PC + abspeichern und kopieren der Einstellungen), auch mit 5,- EUR Servos aus dem nächten Modellbauladen.
Preislich für mich der eine ok (zw 20-30 EUR bei E-Pay als Bausatz). Sonst sind selbst die Einzelweichendecoder von MBtronik als Bausatz günstiger (ab ca 10,- /pro Weiche)
Ein Direktimport aus der Schweiz ist nicht ganz billig, wegen der Steuern, Zoll und dem Versand (rail4you).
Mfg Uller
 
Hallo,
uller schrieb:
HallO!
Es gibt mittlerweile mindestens 3 prof. Anbieter.
...
Zum Vergrößern anklicken....
mir macht halt das Selberbauen, Programmieren und Verstehen mehr Spaß als einen fertigen Baustein unter die Anlage zu schrauben. Das das nicht jeder kann ist mir auch klar, wollte halt hier nur mal meine Basteleien vorstellen.

Holger
 
HallO!
@Holgi
Du hast geschrieben das Du selber eigentlich keine bauen möchtest (@34) deswegen habe ich die Vorschläge gemacht.
Deine Ergebnisse auf Deiner Webseite sehen ja super aus.
Stehst Du noch zu Deinem Wort zu Unterlagen (Layout) und Pics programieren (oder gleich prog. schicken ? (Vorkasse)) ?
Mfg Uller
 
Hallo Uller,

klar steh ich dazu.
Ich hab das nur im Moment noch nicht live im Test, nur auf dem Schreibtisch. Da brauche ich noch ca. 1 Woche.
Folgender Vorschlag:
Du bekommst von mir eine fertig aufgebaute Platine zum Testen.
Kommst du damit klar und willst sie behalten, bekomme ich den Materialpreis. Ist irgendwas nicht ok gibts Nachbesserung (neues IC mit Software) oder du sendest mir das Teil einfach zurück.
PlatinenLayout liegt als SprintLayout oder GIF vor.
Programm auf Anfrage.
Den Rest dann per PN.

Holger
 
E-Fan hat soweit fertig

Tach zusammen!
Da ich vor etwa drei Monaten einen Geistesblitz in Sachen Steuerprogrammschreiberei hatte, kam letzte Woche ein Postbote in den genuß bei mir klingeln zu dürfen, anschließend die Treppe zur Überbrückung von knapp 15 Höhenmetern zu nutzen und mir ein kleines Paket überreichen zu dürfen in dem sich die ersten beiden Platinenrohlinge für meine erdachte Steuerung befanden. Nun hab ich mich in den folgenden Tagen beigemacht letztgenannte auch noch zu bestücken und die Software an das Platinchen (35x115mm²) anzupassen. Für die Montage der 17 Bauteile brauchte ich bei viel Zeit lassen eine knappe halbe Stunde.
Wie's Leben so spielt haben zwei Controller beim Rumfuhrwerken nur ein Rauchbit gezeigt weil ich gepennt hatte (kurzgeschlossen und falschrum in die Fassung gesteckt) - aber jetzt läuft alles so wie ich es will. :)
Auf einer Platine lässt sich der Schaltkreis zum steuern eines Servos unterbringen. Dieser beinhaltet die Herzstückpolarisation mit zwei Relais und insgesamt 4 Rückmeldekanäle (davon zwei auf der Platine für Weichenstraßen etc. und zwei für's Steuerpult). Diese können einen Strom von einzeln 0,5 und insgesamt 1 Ampere gegen Masse ableiten. Der Servo wird durch einen Spannungsimpuls zum Umlaufen in die andere Stellung bewogen. Hier kann der Frokler auf preiswerte Taster zurückgreifen.
Die Weichenstellung wird abgespeichert um beim nächsten Wiedereinschalten der Anlage keinen Schreck durch die Glieder des Modellbahners fahren zu lassen.
Die Schaltung benötigt grundsätzlich eine stabilisierte Gleichspannung von 5V für den Controller und den Servo. Für die Relais kann man zwischen 5 und 24 Volt alles wählen was man hat und liefern kann.
Um die Steuerung bequem einstellen zu können hab ich auf einen 9poligen D-Sub-Stecker zurückgegriffen. (Stromversorgung und Herzstückpolarisation werden über Klemmen verschraubt)
Wenn man die Weiche einstellen will braucht man nur unter die Anlage hüpfen, den Stecker des "Programmiergerätes" über eine D-Sub Verlängerung (ab 0,64 Euro für 1,8m bei Reichelt) anschließen und kann sich neben die Anlage stellen damit man alles im Blick hat.
Anbei ein Bildchen:
2a und 2b sind die beiden besagten Platinen.
3a und 3b sind als Bedien- ("Stellpult") und Programmiergerät (3 Taster) auf einer Laborkarte untergebracht.
1 brauche ich nur um die Controller mit der Software zu bespielen.
Vom Magdeburger Stammtisch gibts morgen vielleicht etwas bessere Bilder und andere, als meine subjektive, Meinung(en). ;)
 

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    Kabelchaos.JPG
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Hi E-Fan,

3 Sachen die mir auffallen:
- keine eigne 5V Erzeugung (zentrale Versorgung hat Nachteile)
- Servo nicht entkoppelt von Controller Spannungsversorgung
- (vermutlich) keine verzögerte Zuschaltung der Servos, einige (nicht nur die Billigen) haben die Angewohnheit, beim Einschalten immer in eine Richtung zu zucken.

Ansonsten sieht dein Basteltisch wie meiner aus ... ;-)


Holger
 
Hallo E-Fan

sieht ja wie auf meinem Basteltisch aus. Die Platinen machen ja einen recht professionellen Eindruck.
Wo hast du die fertigen lassen? Ach ja was ist aus deinem Projekt mit den 8 Servos geworden?
Ansonsten hoffe ich auf weitere spannende Berichte von dir

Viele Grüße aus Brandenburg
 
Eine eigene Spannungsversorgung würde 10 weitere Bauteile benötigen. Damit würde die Platine deutlich größer, teurer und störanfälliger werden. Da ich bei mir eh Schaltnetzteile einsetzen werde ist das kein Problem. Die sind nunmal deutlich Preiswerter als 50 Platinen. 60 Platinen krieg ich vom Profi für 6,5 Euro das Stück (mit Lötstopplack und Bestückungsdruck, bei 150 Platinen sind's nur noch 3,5 Eu's plus etwa 5,3 Euro für die Bauteile.
Gegebenenfalls verbinde ich ein zweites SNT Massemäßig um die Spannungen komplett getrennt zu haben. Die Dinger kriegt man mittlerweile hinterhergeschmissen (mit ca 100 W Ausgangsleistung für ca 25 bis 30 Euro)
Ein ATX - SNT aus einem Computer ist ebenfalls gut zu gebrauchen. Hier braucht man nur beim 20poligen Stecker mit einen 18 Ohm/3W Wiederstand Pin 2 und 3 zu verbinden (untere Reihe der zweite und dritte links)
Direkt am Netzteil erfolgt die Aufsplittung der beiden 5 V Ringe.
Durch den langen Weg werden die Störsignale bedämpft. Auf der Platine befinden sich zwei getrennte Anschlüsse für die 5V des µC und des Servo's. Die Servomasse wird Gegen eine andere Masse abgeleitet als die des Controller. Man könnte theoretisch auch brücken wenn man Kabel sparen will. Dann reichen je nach Relaistyp nur zwei Adern. (+5V und GND)
Der Servo wird verzögert eingeschaltet. Das Zucken lässt sich aber nicht ganz vermeiden zumal es kein Fehler ist sondern auf dem Aufbau des Regelkreises im Servo beruht. Ich kann damit Leben das er sich nur einen knappen Millimeter bewegt. Im eingebauten Zustand wird dieser Weg durch die Feder zur Stellschwelle ausgeglichen und der Servo fährt eh sofort wieder in die abgespeicherte Position zurück was man aber gar nicht richtig bemerkt weil es so schnell geht.
Ich werd demnächst mal einen Schaltplan einstellen damit man sich mehr darunter vorstellen kann! ;)

@Gorden:
Platinen lasse ich beim Profi anfertigen. Fischer-LP ist sehr günstig was Prototypen angeht. Die beiden Prototypen gingen aber durch die Hände von Q-PCB. Ich hab von der Quali abgesehen keine Lust und Zeit dazu das selber zu machen.
Die 8 Servoidee ist aus Platzgründen gescheitert. Man würde kaum Kohle einsparen können (siehe oben) zumal man dann in bestimmten Bereichen Probleme bekommen würde.
Wozu eine Steuerung für 8 Servos verbraten wenn im Umkreis von 60cm vielleicht zwei Weichen zu schalten sind? Länger als 30 cm sollten die Anschlußleitungen der Servos der Störsicherheit wegen nicht ausfallen.
Ich experimentier zur Zeit allerdings auch mit ner Hardware-PWM, bin aber mit den Ergebnissen noch nicht zufrieden. Frequenzen von 32Mhz lassen sich damit nämlich ohne Probleme erzeugen. Die nötigen 50Hz für den Servo im Gegensatz dazu aber nur mit sehr viel Aufwand und mit mäßiger Auflösung von 8 Bit während ich durch die Software momentan auf 14 Bit komme. (theoretisch 16000 Stellpositionenzwischen linkem und rechtem Anschlag)

P.S.: Die Stromaufnahme liegt in der Ruhephase bei 6mA (ohne Relais!) und beim Umlaufen bei ca. 130mA. Wenn der Servo richtig ackern muss fließen rund 0,4 Ampere durch die Schaltung. Zu dieser Stromstärke wird man aber im Modellbahnbetriebnie und nimmer kommen.
Je nach Relais sind noch mal zwischen 10 und 80mA fällig die über die zweite Zuleitung fließen.
 
Blöderweise ist mein Bastel- auch gleichzeitig mein Schreib-, Nachdenk-, Grübel- und Messtisch.
Die schiet PC-Tastatur begnügt sich seit gestern damit auf meinem Schoß liegen zu dürfen Ein humanoides Weibchen im passenden Alter mit passender Figur und so weiter wär mir an dieser Stelle lieber. Oh - Asche auf mein Haupt. Ich schweif' vom Thema ab... Das schreibt sich obermäßig beschissen! :dontfeed:
Heut Vormittag wird aufgeräumt! Ich kann's net mehr seh'n! :kotz:

P.S.: Ausserdem habt ihr keine Ahnung wie es um das Fotografierte drumherum aussieht... :happy:
 
Hallo E-Fan,

genauso habe ich auch gedacht und für meinen Bedarf war das auch ok, dann hab ich welche zum testen an andere gegeben und
- keiner wollte eine extra 5V Leitung ziehen wo er doch 16V Wechselspannung überall hatte
- der Baustein wurde falsch herum angeschlossen (die Auswirkungen kennst du ja)
- Servos hatten mit 5V (bzw. leicht darunter wg Spannungsabfall über die Leitung) Probleme, deshalb bei mir de 2. Spannungsregler, der die Spannung für die Servos auf 5,1 Volt schaltet. (Servos sind mit 4,8-6V angegeben)

Lustig finde ich, einer baut eine Steuerung für 32 Servos, der nächste nur für einen. Ich bleib bei der (für mich goldenen) Mitte von 4 bzw. 3 Stück.


Holger
 
Ich bau's ja nicht für das Forum sondern in erster Linie für mich selber. Wer absolut keine Lust hat zusätzliche Leitungen unter der Anlage zu verlegen kann die Stromversorgung auch auf einer Lochrasterplatine aufbauen und daneben schrauben. Wenn die Platine wegen der zusätzlichen Bauteile größer und damit teurer ausfallen würde gäb's auch wieder Proteste aus irgent einer Ecke.
Meins Servos arbeiten selbst mit den 4 bis 4,3 Volt (Stromabhängig), die wegen des Treibers (ULN2803A) übrig bleiben, tadellos.
Ich frage mich allerdings immer noch was an dem leichten Zucken beim Einschalten so schlimm ist? Wer das verhindern will muss die ganze Steuerelektronik aus dem Servo rausreißen und dem µC überlassen - auch nicht im Sinne des Erfinders.

Die Steuerung für 32 Servos muss erst mal laufen. Sie ist ja noch in Entwicklung und dann sehen wir weiter! (nicht wertend gemeint!!!)
 
@E-Fan

die Steuerung für die 32 Servos läuft, ich konnte sie lediglich nur mit 10 Servos testen da ich nicht mehr hab. Ich hab noch die Polarisierung eingebaut (wird über I2C auf Portexpander ausgegeben) und eine Impulsabschaltung bei erreichen der Endlage (das ist praxtisch noch nicht getestet)und eine Fahrstraßenschaltung. Für die Programmierung bin ich zur Zeit dabei ein kleines Programmiergerät mit LCD Anzeige zu bauen (Materialpreis auch nur 10€ aber bei der vielzahl der Parameter unverzichtbar). Leiterplatten mache ich momentan auf Universalplatinen da eine angefertigte ja 50% der Gesamtkosten ausmachen würden.
Zur Platinenfertigung hab ich noch folgende Seite gefunden http://www.bilex-lp.com/user_d/index.php

@Holgi

die Schaltungen und Programme die ich entwickle sind auch bei mir in erster Linie für mich gedacht. Die 5V aus der 16V Zubehörspannung zu gewinnen heißt 2/3 der aufgenommen Leistung wird in Wärme umgesetzt. Ich habe ein PC Netzteil für 4,95€ verwendet das bringt auf der 5V Bereitschaftsspannung genug Power um die Elektronik und die Servos damit zu versorgen.
Und als Abschluß muß ich sagen wenn jemand nicht in der Lage ist + und - richtig anzuschließen, für den ist Elektronik irgendwie nicht das richtige. (Ist nich gegen dich gemeint)
 
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