Projekt: Arnold-Drehscheibe digitalisieren (Prototyp ist feddisch)

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    • Projekt: Arnold-Drehscheibe digitalisieren (Prototyp ist feddisch)

      Hallo zusammen,

      der Prototyp meiner Digitalisierung der Arnold-Drehscheibe ist fertig.
      Über die Entstehungsgeschichte hatte ich ja schon etliches gepostet:
      Projekt: Arnold-Drehscheibe digitalisieren (Version 2)
      Projekt: Arnold-Drehscheibe digitalisieren (Version 1)

      Platinen:
      Die Steuerung besteht aus 4 Platinen:
      Platine #1: in der Drehbühne, enthält dem "Bühnen-PIC" Microcontroller
      Platine #2: Adapterplatine für die LED-Licht/Signal Anschlüsse
      Platine #3: die Hauptplatine unter der Grube mit dem "Gruben-PIC"
      Platine #4: das Bediengerät
      DSC04922s.jpg
      3 Platinen - die beiden roten und die gelben doppelseitigen- hab ich in China herstellen lassen ... tolle Qualität und preiswert,
      die eine hellbraune ist einseitig und selbst hergestellt.

      Die Drehbühne:
      Am schwierigsten gestaltete sich der Einbau der beiden kleinen Platinen in die Drehbühne, vom Platz her gesehen nicht problematisch, aber die Montage und Demontage der gesamten Bühne mit den vielen LED-Drähtchen erwies sich unpraktisch.
      Deshalb hatte ich mich entschlossen, den schwarzen Bühnendeckel zu zersägen und die eine Hälfte steckbar zu machen. Somit kann die Bühne nun bequem zusammenmontiert werden ... und im Notfall sind die Platinen erreichbar ohne die gesamte Bühne wieder auseinander nehmen zu müssen.
      DSC04990.JPG DSC04988.JPG
      Die Bühne hat 4 Licht-Sperrsignale (2 für Einfahrt, 2 für Ausfahrt vonder Bühne), ein Licht im Maschinenhaus und ein (etwas zu großgeratenes, dafür aber - wenn es blinkt - nicht übersehbares) Blinklichtauf dem Maschinenhaus.
      Ein Signal hab ich auf das Dach des Maschinenhauses montiert.
      Der Zusammenbau der Bühne ist bekanntermaßen nicht einfach, weil einem dabei die 3 Getriebezahnrädchen durcheinander "fliegen". Ich habe aber einen Trick gefunden, wie das ganz einfach geht, wer Interesse hat, melde sich bitte bei mir.


      DSC04968.JPG DSC04992.JPG DSC04994.JPG

      Bediengerät:
      Als nächstes war das Bediengerät dran, ging ohne Probleme, hatte aber einen kleinen Platinenfehler in einer Leiterbahn. Der Fehler war aber im Layoutprogramm, es hatte ein fehlerhaftes File (s.g. Gerberfile) generiert für die Platinenherstellung, also kein Fehler beim Chinesen, sondern hier beim Programmhersteller von TARGET3001 ... das werde ich ihm demnächst reporten.
      DSC05008.JPG DSC05011.JPG
      Das Teil sitzt in einen schwarzen Kästchen und hat
      - 6 Tasten, ich hab sie mal alle eingebaut, Verwendung finde ich zZ aber nur für 4,
      - ein Digitalpoti mit Drucktaster,
      - ein LCD Display.

      Hauptplatine:
      Sie ist fertig bestückt und funktioniert auch fehlerfrei, alle Schnittstellen mit den beiden anderen Platinen (Bühne und Bedienteil) sind so wie soll.
      DSC05021.JPG
      Evtl. spendiere ich der Platine noch ein Gehäuse, wäre aber nicht notwendig. Die Platine hat 5 Status-LEDs und eine Reset-Taster.

      Zusätzliche Hallsensoren:
      In der Zeit als die Platinen hergestellt wurden, hab ich mir noch überlegt, 4 Hall-Sensoren in den Grubenrand einzubauen zur automatischen Synchronisierung der Bühnenposition... bisher war das nur über Taster (also manuell) möglich, nun soll das automatisch laufen.
      Ich habe noch 4 Eingänge an dem Gruben-Micro frei dafür; das werden zwar fliegende Kabelchen, aber für den Prototy reicht das.
      Die Hallsensoren werden in die Grubenrandabdeckungen an 4 Stellen eingebaut, ein Magnet wird an eine Bühnenstirnseite geklebt.
      Die ersten Tests sind sehr vielversprechend, weil der Sensor nur einen Messbereich über genau eine Schienenbreite hat. Damit kann also die Bühne zusammen mit dem Zählkontakt im Bühenantrieb genau auf eine Schienenbreite synchronisiert werden.

      DSC05016.JPG DSC05018.jpg DSC05019.jpg

      Nun werde ich mir noch eine gute Verdrahtung der 4 Hallsensoren entlang des Grubenrandes überlegen und dann kann das ganze in Betrieb gehen ... dann gibt's auch ein Video :D

      ...und dann wird noch der Rest programmiert. Das betrifft aber nur den Gruben-PIC.
      Der Bühnen-PIC sollte schon jetzt fertig sein, aber an den käme ich dank des abmontierbaren Deckels im Boden der Bühne sehr leicht dran (da ist auf dem Platinchen auch ein Programmierstecker vorhanden).
      DSC04975.jpg

      Damit wäre das Projekt eigentlich am erfolgreichen Ende angelangt, war ein langer Weg.
      Mal sehen wie sich das alles weiter entwickelt, bisher war die Digitalisierung der Arnold Drehscheibe noch ein "Weißer Fleck auf der Landkarte".


      Gruß
      Bernd.
      Fahren und Schalten analog, aber mit PC-Steuerung
      ....
      wat is'n dat nu, digital oder analog?

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    • ;( ;( ;( ;(

      Ich hatte heute alles in die Anlage mal eingebaut, anfangs lief auch alles sehr gut, dann hakelte es irgendwann mall und dann war endgültig Stillstand, die Bühne wollte nicht mehr drehen, alles andere funktionierte aber wie gewünscht.
      Also blien nix andres als alles wieder auszubauen.
      Platine duchgecheckt und es konnte nur am Motortreiber liegen und siehe da, der hat auf dem Dach eine sichtbare Beule

      DSC05032s.jpg
      Dem war es zu heiß geworden.

      Nun überlege ich, woran das wohl gelegen haben mag.

      Es kann eigentlich nur passiert sein, dass der Motor (der ja ein richtiger Leiseläufer ist weils ein Fauli ist) zu lange unbemerkt gelaufen war mit dem Getriebe im Stillstand. Das wiederum konnte nur passieren, wenn das Antriebsgeraffel mit den Zahnrädern blockiert hatte (ich erinnere mich dass die Bühne manchmal mechanisch verhakelte)....ich hb auch schon eine Idee was da warum im Antrieb blockiert hat.

      Zumindest für die Programmsteuerung ziehe ich daraus Konsequenzen:
      - es muß eine zeitliche Überwachung her, die den Motor nach einer Maximalzeit abschaltet
      - für weitere Überwachungsfunktionen und Anzeige auf dem Display muß zur Hauptplatine der Istzustand des Motors (On oder Off) geschickt, überwacht und angezeigt werden.

      Jetzt zunächst das Teil rauslöten und ein neues rein löten.

      Gruß
      Bernd.
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    • Rapido schrieb:

      Ich würde auch nach Zeit den Motor abschalten. Gleichzeitig würde ich über die Sh-Signale eine optische Anzeige melden, das der Motor vor erreichen des mechanischen Ausschaltbefehls abgeschaltet wurde. z.B. blinken.
      Gruß Rolf
      Hallo Rolf,
      ja solche optischen Rückmeldungen hab ich schon eingebaut...geht mit dem PIC ja auch ganz einfach.
      Das Blinklicht auf dem Dach des Maschinenhauses blinkt bei der Drehung und vor bzw nachher geht das Innenlicht an (mit Flackern) bzw danach verzögert aus.
      Ich habe schon eine "NotHalt" Funktion (Start/Stop Taste manuell betätigt während der Drehung), Motor stopt sofort, dabei bleiben alle Signale auf Sh0 ... das ändere ich dann in Blinken und benutze es auch für das automatische zeitgesteuerte Not-Motorabschalten.

      Das sind aber auch richtige Winzlinge, wenn man bedenkt dass die einen Motor steuern können
      DSC05037s.jpg

      Gruß
      Bernd.
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    • Michael Peters schrieb:

      Hallo,

      ich weiß ja nicht, wie hoch die Belastbarkeit des IC ist, aber bei den Maxon 1017-Motoren sollte der Dauerstrom 80mA nicht überschreiten, sonst lebt der Motor nicht lange.

      Grüße Michael Peters
      stimmt, Michael,
      ich hab das IC eben ausgetauscht und mal einen Dauerlauf von 5 min gemacht, alles wunderbar, das IC wurde nicht mal lauwarm.
      Ich stehe deshab etwas ratlos da, denn am Dauerlauf kann das IC nicht gestorben sein. Ich denke auch in den Lokdecodern müssen ähnliche MOSFET Treiber verbaut sein wie in meinem MCP14E7 ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/25006A.pdf.

      Ich hab eben gemessen: mein Fauli in der Bühne zieht mickrige 30 mA, ich staune.

      Ich sehe gerade in dem Datenblatt, dass der Treiber für bis 18V ausgelegt ist, es könnte sein dass gestern bei meinen ersten Tests in der Anlage ich das Netzteil mal kurzzeitig auf 20 V stehen hatte (ich hatte auf eine externe Spannung umgeschaltet weil die Scheibe mit dem 12V Regler auf der Platine zu langsam lief), vielleicht war das der Grund fürs Sterben.
      Vermutlich deshalb muß bei DCC auch aufgepasst werden dass die DCC-Spitzenspannung nicht zu hoch kommt. Dem 5V Regler schadet das nicht, aber die MOSFET-Treiber sind wohl der Grund weshalb Decoder sterben (denn die gleichgerichtete DCC ist dann die max Spannung für die Treiber (da sitzt kein Spannungsregler dazwischen).

      Die 12 V hab ich als Festspannung auf der Hauptplatine, evtl. mache ich daraus eine variable 12 -17V, sodass ich mit einem Poti/Trimmer die beste Spannung beim Test im eingebauten Zustand finden kann....dieser Regler sitzt auf der Gruben Platine, da ist also noch genügend Platz.


      Also bin ich jetzt besonders vorsichtig


      Gruß

      Bernd. ;)
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    • Neu

      verflixt nochmal :pcnerv: :cs1:

      Jetzt ist mir zum Zeitenmal das gleich Unglück passiert, ich hab einen Ausgang der PICs auf der Bühne zerschossen, und zwar den Seriellen Output zum Gruben-PIC....und damit können die beiden Micros sich nicht mehr unterhalten.

      Ich bin wiederholt beim Stöpseln der Schleifer-Verbindungen der Bühne mit dem Gruben-PIC mit der 12V Leitung an die Serielle Outputleitung versehentlich gekommen und hab damit die Outputstufe gekillt.

      Leider hab ich auf der kleinen Platine in der Bühne noch keinen Schutzwiderstand in der Outputleitung, und wenn da dann 12V drankommen, ist bei (noch) fehlendem Schutzwiderstand die Stufe kaputt. Ich muß also auf die Bühnenplatine noch irgendwo einen SMD-Widerstand montieren (=kleben) und mit Litze verdrahten, sodas das Unglück nicht nochmal passiert.

      Tja, das ist das Schicksal eines Prototypen ... er ist ja auch dazu da, Fehler im Design zu finden.

      Ich hatte mir um dem Fehler zu finden ein Testprogramm in beide PICs geladen:
      - der Gruben-PIC zählt eine Variable hoch und schickt sie an den Bühnen-PIC,
      - der Bühnen-PIC schickt das empangene Wort sofort wieder zurück

      Nun hab ich 2 Tests gemacht:

      Test1: am Gruben-PIC die Leitungen von Serial-Output mit dem Pin Serial-Unput verbunden
      Ergebnis: der PIC empfängt sein eigenes gesendetes Wort; dieser Test war OK, also funktionieren im Gruben-PIC die serial-Output und serial-Input Kanäle.

      Test2: Serail-Out und Input mit dem Bühnen-PIC verbunden so wie im nominalen Einsatz.
      Erwartet: der Gruben-PIC empfängt das vom Bühne-PIC zurückgeschickte Datenwort.
      Ergebnis: Es wurde nichts empfangen
      Und hier sieht man's: der Gruben-PIC empängt nichts (die 0 hinter "Rc:") DSC05041s.jpg

      Gruß
      Bernd
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    • Neu

      Michael Peters schrieb:

      Murphy schlägt immer ungebeten zu - damit müssen wir leben ;(

      Grüße Michael Peters
      ja, dieser sch... Murphy, ich dreh ihm das nächste Mal den Hals um X/


      aber wie bei allen Neubauprojekten "No risk no fun" :thumbup:

      weiter geht's, die Ersatzbauteile sind schon bestellt.
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      ralfbahn schrieb:

      Hallo Bernd,
      .....
      sondern weil du uns noch darauf hinweist, dass man sorgfältig mit den Strömlingen ( auch mit kleinen ... ) umgehen muss. ;(

      Gruß Ralf
      Ralf,
      ich staune beim Verbauen der Winzlinge immer wieder, was in denen alles drin steckt ... dafür muß man sie auch vorsichtig behandeln.

      Wir leben heute ja in der Zeit der Miniaturisierungen überall, und dass das auch in unser Hobby einzieht, zeigt dass wir auf der Höhe der Zeit sind.
      Gerade an der Spur-N (aber auch Z) sieht man, welche kleinen Wunder die Technik heute herstellen kann.

      Gruß Bernd.
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      so auf der Hauptplatine sind die Schutzwiderstände provisorisch (bei einem Prototyp darf man das :D ) eingebaut
      vorher
      DSC05042s.jpg

      nachher
      DSC05044s.jpg

      und für die Platine in der Bühne hab ich der Einfachheit halber die Widerstände als SMDs in das Kabel zwischen Schleifer und Platine eingebaut:

      die Kleinen SMDs passsen sogar in einen Schrumpfschlauch ....dmits keinen Kurzen gibt :D
      DSC05046s.jpg DSC05049s.jpg

      Jetzt warte ich noch auf den Ersatz-PIC und dann bestücke ich eine neue Bühnenplatine ... ich hab ja insgesamt 10 Stück davon (war alles im 4 Euro Preis drin)

      Gruß
      Bernd
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      da hab ich eben in einem Video ein sehr individuelles Lichtsignal auf einer Drehscheibe gesehen; die beiden roten Lichter sind diagonal statt nebeneinander auf gleicher Höhe.

      Das war in Dillenburg....es gab damals in BWs wohl nichts, was es nicht gab

      drehscheibe-signal.JPG

      Gruß
      Bernd.
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      Bernd schrieb:

      Das war in Dillenburg....es gab damals in BWs wohl nichts, was es nicht gab
      Ja Bernd, ich habe in meinem Eisenbahnerleben immer wieder erfahren, auch Sachen die es einfach so nicht geben dürfte, die gibt es irgendwo.
      Wenn ich in Foren oft sinnlose Diskussionen verfolge, da kann ich bei so ganz Schlauen, oft immer wieder denken, "wenn ihr wüstet".
      Ich halte mich da aber immer schön zurück, auch wenn manchmal der Finger schon auf der Tastatur zuckt. :D


      Auf jeden Fall hast du da ein feines Bild ausgegraben, welches ich so auch noch nicht gesehen habe. :thumbup: Das Bild ist gleich in meine Link-Sammlung aufgenommen worden.

      Gruß Rolf
    • Neu

      ich hab die Zeit des Wartens auf die Ersatzbauteile versucht sinnvoll zu verbringen und hab mir eine Testvorrichtung gebaut, bei der es nun nicht mehr zu gefährlichen Verstöpselungen oder Kontaktberührungen an den Testanschlüssen kommen sollte.

      Die Grube sieht noch ziemlich leer aus, das wird dann hoffentlich noch vor Xmas anders aussehen
      DSC05040s.jpg

      Dies sind die 4 Verbindungen über den Drehschaft und die 3 Schleiferpins:
      +12V, Masse und die beiden seriellen Verbindungen Tx und Rc zwischen Hauptplatine und Bühnenplatine
      DSC05045s.jpg
      Der Pin Tx liegt dicht neben dem Massepin, da hatten sich die Klemmen berührt und den Ausgangstreiber für die Tx-Leitung auf der Bühnenplatine gekillt.
      Ich hatte mal gedacht dass eine Berührung der Tx-Leitung mit Masse nicht gefährlich ist (als ich noch keine Schutzwiderstände an den Aus / Eingängen der PICs hatte), aber die Masse kann den Output auch killen, nämlich wenn der PIC-Output high (=1) liegt und die Last auf masse, ist der Ausgang kaputt ;(

      und das hab ich mir gebaut:
      DSC05050s.jpg DSC05052s.jpg
      Die Schleiferbahnen sind mit dem Dremel gefräst

      und damit sieht es auf dem Tisch jetzt etwa so aus.
      DSC05054s.jpg
      da kann ich dann auch noch den Hallsensensor und die Fahrspannungsleitung draufbauen, dann sind alle Anschlüsse vorhanden und werden mit einem fest verdrahteten Stecker gesteckt und nicht wie bisher mit Kabelklemmen geklemmt.

      Gruß
      Bernd.
      Fahren und Schalten analog, aber mit PC-Steuerung
      ....
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