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Signale selber bauen
- Ersteller Tody77
- Erstellt am
constructor
Gesperrt
maßstäbliches Hl-Signal mit Leiterplatte
Hallo,
ich möchte Euch gerne mein Projekt vorstellen: Ein vollbestücktes und maßstäbliches Hl-Signal mit beiden Lichtstreifen und Zs1/Ra12.
Dieses Signal entstand als 4lagige Platine, bei der die LED's (Baugröße 0603 bzw. 0402) von hinten quasi kopfüber auf die Platine gelötet werden und durch vorgebohrte Löcher, die die Optiken darstellen sollen, leuchten.
Damit ich auf Leitungen (z.B. in Form von Lackdraht) verzichten konnte, habe ich die LED's in der sog. Charlieplexing-Variante angeordnet und mir mit Hilfe einer Tabellenkalkulation ermittelt, wie ich die 4 IO-Pins des µC für das jeweilige Signalbild konfigurieren muss, damit die max. 3 LED eines Signalbilds gleichzeitig leuchten können, ohne dass ich mit dem µC noch multiplexen muss.
(Für die Freaks: Dadurch kann es vorkommen, dass die LED's unterschiedlich hell leuchten oder beim Blinken eine mitleuchtende LED heller bzw. dunkler leuchtet, wenn die blinkende LED aus bzw. eingeschaltet wird. Mich stört das nicht so sehr, aber im Prinzip ist hier auch eine PWM-Ansteuerung der LED's möglich, um Helligkeitsschwankungen auszugleichen.)
Leider benötigte ich insgesamt 8 verschiedene Anläufe, bis ich mit den Grenzen, die die Leiterplattenhersteller vorgeben (Abstand PAD zu Außenkante, Abstand PAD zu Bohrung etc.) ein brauchbares Ergebnis erzielen konnte. Ebenso gehört ein wenig Lötgeschick dazu, um die LED's seitenverkehrt aufzulöten, denn die Anschlüsse der LED's befinden sich in diesem Fall "auf" der LED und so muss man mit viel Flussmittel und Zinn versuchen, den Kontakt zum Pad auf der Leiterplatte herzustellen.
Damit das gelingt, sollte man vor Allem bei den 0402-LED's für die Nebenbahnoptiken darauf achten, möglichst die flachen (0,2mm) LED's zu verwenden, sonst ist es ausichtslos, das Zinn an die Anschlüsse zu bekommen.
Für die Hauptbahnoptiken gibt es 0603-LED's mit sog. Kuppellinse (auch als Domlinse bezeichnet). Diese haben den Vorteil, dass sie mit ihrer halbkugelförmigen Linse direkt in die Löcher in der Platine passen und so direkt durch die Löcher leuchten. Bei den anderen LED's muss man aufpassen, dass genügend Leuchtkraft durch die Löcher dringt, denn das Die, das in der LED leuchtet, ist nicht mittig, sondern meist zur Anode hin versetzt.
Aktuell (siehe Bilder) leuchten die LED's noch ein wenig zu hell. Das kann man mit geringerer Spannung (z.B. PWM) oder durch größere Vorwiderstände erreichen.
Wen es interessiert, dem stelle ich gern das EAGLE-Layout zur Verfügung. Die Platinen wurden nach den Beta-Layout / PCB-Pool High-Definition - Designregeln erstellt. Somit kosten ca. 20 Signale bei Ausnutzung der 1dm2 Mindestfläche ca. 150 EUR. Mit LED's kommt man so auf ca. 13 EUR pro Signal (plus Mikrocontroller für die Ansteuerung via Charlieplexing).
Viel Spaß beim Nachbauen.
Robert
Hallo,
ich möchte Euch gerne mein Projekt vorstellen: Ein vollbestücktes und maßstäbliches Hl-Signal mit beiden Lichtstreifen und Zs1/Ra12.
Dieses Signal entstand als 4lagige Platine, bei der die LED's (Baugröße 0603 bzw. 0402) von hinten quasi kopfüber auf die Platine gelötet werden und durch vorgebohrte Löcher, die die Optiken darstellen sollen, leuchten.
Damit ich auf Leitungen (z.B. in Form von Lackdraht) verzichten konnte, habe ich die LED's in der sog. Charlieplexing-Variante angeordnet und mir mit Hilfe einer Tabellenkalkulation ermittelt, wie ich die 4 IO-Pins des µC für das jeweilige Signalbild konfigurieren muss, damit die max. 3 LED eines Signalbilds gleichzeitig leuchten können, ohne dass ich mit dem µC noch multiplexen muss.
(Für die Freaks: Dadurch kann es vorkommen, dass die LED's unterschiedlich hell leuchten oder beim Blinken eine mitleuchtende LED heller bzw. dunkler leuchtet, wenn die blinkende LED aus bzw. eingeschaltet wird. Mich stört das nicht so sehr, aber im Prinzip ist hier auch eine PWM-Ansteuerung der LED's möglich, um Helligkeitsschwankungen auszugleichen.)
Leider benötigte ich insgesamt 8 verschiedene Anläufe, bis ich mit den Grenzen, die die Leiterplattenhersteller vorgeben (Abstand PAD zu Außenkante, Abstand PAD zu Bohrung etc.) ein brauchbares Ergebnis erzielen konnte. Ebenso gehört ein wenig Lötgeschick dazu, um die LED's seitenverkehrt aufzulöten, denn die Anschlüsse der LED's befinden sich in diesem Fall "auf" der LED und so muss man mit viel Flussmittel und Zinn versuchen, den Kontakt zum Pad auf der Leiterplatte herzustellen.
Damit das gelingt, sollte man vor Allem bei den 0402-LED's für die Nebenbahnoptiken darauf achten, möglichst die flachen (0,2mm) LED's zu verwenden, sonst ist es ausichtslos, das Zinn an die Anschlüsse zu bekommen.
Für die Hauptbahnoptiken gibt es 0603-LED's mit sog. Kuppellinse (auch als Domlinse bezeichnet). Diese haben den Vorteil, dass sie mit ihrer halbkugelförmigen Linse direkt in die Löcher in der Platine passen und so direkt durch die Löcher leuchten. Bei den anderen LED's muss man aufpassen, dass genügend Leuchtkraft durch die Löcher dringt, denn das Die, das in der LED leuchtet, ist nicht mittig, sondern meist zur Anode hin versetzt.
Aktuell (siehe Bilder) leuchten die LED's noch ein wenig zu hell. Das kann man mit geringerer Spannung (z.B. PWM) oder durch größere Vorwiderstände erreichen.
Wen es interessiert, dem stelle ich gern das EAGLE-Layout zur Verfügung. Die Platinen wurden nach den Beta-Layout / PCB-Pool High-Definition - Designregeln erstellt. Somit kosten ca. 20 Signale bei Ausnutzung der 1dm2 Mindestfläche ca. 150 EUR. Mit LED's kommt man so auf ca. 13 EUR pro Signal (plus Mikrocontroller für die Ansteuerung via Charlieplexing).
Viel Spaß beim Nachbauen.
Robert
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Für den "Ätzkram" gibt es freie Pads, an denen man Mastkorb, Mastschild und Fußsteige befestigen kann. (Siehe "freies" Pad im Bild durchs Mikroskop)
Abgesetzte Lichtstreifen würden ein anderes Layout machen. Da kann man die LED's auf die Platine normal (also nicht upside-down) bestücken und darauf eine gebohrte Messing-Blende kleben. In 0402 gibt es auch komplett rechteckige LED's mit 1mm Bauhöhe. Die würden sich dafür gut eignen.
Die Platinenstärke ist 1mm. Damit ist der Mast annähernd vorbildstreu, während der Schirm noch akzeptabel flach wirkt. Für mich ein guter Kompromiss. Andere Platinenhersteller bieten 4 Lagen auch in 0,5mm oder dünner an. Dann kann man die Platine auf einen eigens angefertigten Mast kleben und erhält eine noch bessere Optik.
Abgesetzte Lichtstreifen würden ein anderes Layout machen. Da kann man die LED's auf die Platine normal (also nicht upside-down) bestücken und darauf eine gebohrte Messing-Blende kleben. In 0402 gibt es auch komplett rechteckige LED's mit 1mm Bauhöhe. Die würden sich dafür gut eignen.
Die Platinenstärke ist 1mm. Damit ist der Mast annähernd vorbildstreu, während der Schirm noch akzeptabel flach wirkt. Für mich ein guter Kompromiss. Andere Platinenhersteller bieten 4 Lagen auch in 0,5mm oder dünner an. Dann kann man die Platine auf einen eigens angefertigten Mast kleben und erhält eine noch bessere Optik.
Der Faden ist zwar schon ein bissel älter, aber ich denke das passt hier am besten rein..^_^..
Ein ansehnliches, (fast) voll bestücktes HL-Signal im Maßstab 1:120 war die Herausforderung
1:87 war kein problem, da hat man ja viel Platz auf dem ca. 18x7mm Schirm.
Also das Layout einfach mal "Runterskalieren" und loslegen war der Plan.
Die LED's waren jedoch anderer Meinung und wollten sich nicht Schrumpfen lassen, nu' ging das Theater los.
Aufgabenstellung war 2 Reihen á 4 LED's auf eine Platine von 5x2,5mm zu bekommen und dann müssen sich die LED noch "Kopfüber" montieren lassen.
Nach einigem Suchen habe ich dann passende LED's mit allen nötigen Farben gefunden, also weiter geht's mit dem Layout.
Der erste Entwurf wurde mit 1mm Basismaterial realisiert, sah aber aus, als bestände der Signalschirm aus 24er Mauerwerk
Also 0,2mm Basismaterial besorgt und auf ein neues. Sieht deutlich besser aus
Die "Fusseln" sind Faserreste vom Edding, mit dem ich dem Gerät die Farbe verpasst habe.
Vor der Kriegsbemalung sah es so aus:
Ein paar kleinigkeiten muss ich am Design noch ändern, damit noch der "Bullenfänger" vor den Signalschirm passt.
Das Mastschild fehlt auch noch, habe nur noch nichts passendes für das gelbe Dreieck gefunden, das wird dann einfach an die vorderen Steigeisen gelötet.
Gruß Jens
Ein ansehnliches, (fast) voll bestücktes HL-Signal im Maßstab 1:120 war die Herausforderung
1:87 war kein problem, da hat man ja viel Platz auf dem ca. 18x7mm Schirm.
Also das Layout einfach mal "Runterskalieren" und loslegen war der Plan.
Die LED's waren jedoch anderer Meinung und wollten sich nicht Schrumpfen lassen, nu' ging das Theater los.
Aufgabenstellung war 2 Reihen á 4 LED's auf eine Platine von 5x2,5mm zu bekommen und dann müssen sich die LED noch "Kopfüber" montieren lassen.
Nach einigem Suchen habe ich dann passende LED's mit allen nötigen Farben gefunden, also weiter geht's mit dem Layout.
Der erste Entwurf wurde mit 1mm Basismaterial realisiert, sah aber aus, als bestände der Signalschirm aus 24er Mauerwerk
Also 0,2mm Basismaterial besorgt und auf ein neues. Sieht deutlich besser aus
Die "Fusseln" sind Faserreste vom Edding, mit dem ich dem Gerät die Farbe verpasst habe.
Vor der Kriegsbemalung sah es so aus:
Ein paar kleinigkeiten muss ich am Design noch ändern, damit noch der "Bullenfänger" vor den Signalschirm passt.
Das Mastschild fehlt auch noch, habe nur noch nichts passendes für das gelbe Dreieck gefunden, das wird dann einfach an die vorderen Steigeisen gelötet.
Gruß Jens
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Cellsniffer
Foriker
Das sieht ja alles sehr schön aus, besser als manches das man für teuer Geld kaufen kann, das wäre heute eine ganz besondere Herausforderung, jetzt, da ich so viele Möglichkeiten habe.
Als ich mein Hobby vor vielen Jahren auf Eis legen musste habe ich zwar auch viel gebastelt, aber ich hatte noch lange nicht den Luxus wie heute, allerdings habe ich mich schon vor etwa 30 Jahren mit Photoätzen beschäftigt, das Zeug ist alles noch da.
Vom UV Belichter, Ätzmittel und Ätzküvette biss hin zum Fotolabor, mit dem ich nicht nur Filme und Fotos entwickelt habe, da bekommt man auch Lithfilm um die Ätzvorlagen anzufertigen, das ist in etwa zu behandeln wie Fotopapier, aber eigentlich eine Folie die Beschichtet sind.
Aber ich sags gleich, so einfach ist das leider nicht, da sollte man vielleicht schauen, das man einen Dienstleister findet der mit etwas Glücvk nicht so teuer ist.
Kleinkram mache ich heute auch gerne mit meiner speziellen CNC Feinfräse, da sind mit Sticheln, und Fräsern von 1, 1,2 und 1,5 mm unglaublich feine Sachen möglich.
Lichtsignale, Oberleitungsmasten, Beleuchtungen etc. und einiges mehr sind da kein Problem, man muß nur eine Vektordatei haben und ich arbeite da meist mit Corel Draw.
Ob Leiterplatten, ob einseitig oder doppelseitig in Stärken von unter 0,8 mm bis über 1,6 mm bis hin zu gutem Sperrholz, bedingst Metalle wie Alu, Messing etc. ist viel machbar.
Auch meine Elektronikecke hat sich gemausert, und früher bekam man ja auch nur diese 1,8 mm LEDs als kleinste, heute bekommt man feinste SMD LED bis zur Größe 0401 und verschiedenfarbigen Kupferlackdraht der deutlich schlanker ist als die feinste Litze.
Und damals habe ich nur für N gebastelt, bei TT ist das noch ein gutes Stück einfacher, leider war es vor etwa 30 Jahren so, daß das TT Sortiment extrem bescheiden war, dann habe ich mich halt für N entschieden, obwohl mir TT sehr gut von der Größe gefallen hat und H0 war mir einfach zu wuchtig und Platzintensiv.
Da ich meine N Anlage schon lange nicht mehr habe, wobei Scheidung das wesentlich beeinflusst hat, habe ich nur noch Kleinigkeiten in N die ich seit kurzem Stück für Stück verkaufe, Wenn es etwas neues gibt, dann definitiv in TT.
Aber jetzt bin ich zugegebenermaßen angefüttert und habe große Lust bekommen mal wieder was zu fräsen für Bahnzubehör.
Als ich mein Hobby vor vielen Jahren auf Eis legen musste habe ich zwar auch viel gebastelt, aber ich hatte noch lange nicht den Luxus wie heute, allerdings habe ich mich schon vor etwa 30 Jahren mit Photoätzen beschäftigt, das Zeug ist alles noch da.
Vom UV Belichter, Ätzmittel und Ätzküvette biss hin zum Fotolabor, mit dem ich nicht nur Filme und Fotos entwickelt habe, da bekommt man auch Lithfilm um die Ätzvorlagen anzufertigen, das ist in etwa zu behandeln wie Fotopapier, aber eigentlich eine Folie die Beschichtet sind.
Aber ich sags gleich, so einfach ist das leider nicht, da sollte man vielleicht schauen, das man einen Dienstleister findet der mit etwas Glücvk nicht so teuer ist.
Kleinkram mache ich heute auch gerne mit meiner speziellen CNC Feinfräse, da sind mit Sticheln, und Fräsern von 1, 1,2 und 1,5 mm unglaublich feine Sachen möglich.
Lichtsignale, Oberleitungsmasten, Beleuchtungen etc. und einiges mehr sind da kein Problem, man muß nur eine Vektordatei haben und ich arbeite da meist mit Corel Draw.
Ob Leiterplatten, ob einseitig oder doppelseitig in Stärken von unter 0,8 mm bis über 1,6 mm bis hin zu gutem Sperrholz, bedingst Metalle wie Alu, Messing etc. ist viel machbar.
Auch meine Elektronikecke hat sich gemausert, und früher bekam man ja auch nur diese 1,8 mm LEDs als kleinste, heute bekommt man feinste SMD LED bis zur Größe 0401 und verschiedenfarbigen Kupferlackdraht der deutlich schlanker ist als die feinste Litze.
Und damals habe ich nur für N gebastelt, bei TT ist das noch ein gutes Stück einfacher, leider war es vor etwa 30 Jahren so, daß das TT Sortiment extrem bescheiden war, dann habe ich mich halt für N entschieden, obwohl mir TT sehr gut von der Größe gefallen hat und H0 war mir einfach zu wuchtig und Platzintensiv.
Da ich meine N Anlage schon lange nicht mehr habe, wobei Scheidung das wesentlich beeinflusst hat, habe ich nur noch Kleinigkeiten in N die ich seit kurzem Stück für Stück verkaufe, Wenn es etwas neues gibt, dann definitiv in TT.
Aber jetzt bin ich zugegebenermaßen angefüttert und habe große Lust bekommen mal wieder was zu fräsen für Bahnzubehör.
Cellsniffer
Foriker
Falls es jemanden interessiert, stelle ich einfach mal meine "Nebenfrau" vor, die CNC Fräse für filigrane Arbeiten die ich mal vor ein paar Jahren gebaut habe. Rechts davon die überdimensionierte Steuerung, die ursprünglich für etwas größeres gedacht war. Damit kann man mit einem Gravurstichel von 15° bis 30° feinste Linien gravieren von etwa 0,05 mm, vielleicht sogar weniger, das kann man schon nicht mehr messen.
Damit graviere ich auch meine Elektronikplatinen, das so genannte Isolationsfräsen.
Damit graviere ich auch meine Elektronikplatinen, das so genannte Isolationsfräsen.
