THEMA: Schrittmotorsteuerung gesucht

Hoi Roland,

ich selbst benutze eine Schrittmotorsteuerung von KEMO mit 4-fach eiche, also 4 Schrittmotoren (allerdings nicht für eine Drehscheibe).
Die lässt sich aber nur über PC ansteuern.

Wenn Du bei Con****, Reic**** oder Pol**** suchst solltest Du aber etwas passendes finden.Achte bei Kauf darauf dass die Stromversorgung NICHT eine bi-polare Stromquelle benötigt sondern eine uni-polare - das sollte für Deine Zwecke ausreichen.

Doei
Trixi

Moin!

Könnte man mit einer SPS realisieren.

Hallo Trixi,

habe das Internet und natürlich Conrad usw. nach Schrittmotoren und Steuerungen durchsucht.
Aber eine Steuerung, wo ich für Taster die Position speichern kann habe ich nicht gefunden.
Übrigens geht es um eine Schiebebühne, nicht um eine Drehscheibe- das Problem über 360 Grad zu drehen habe ich nicht.
Einfach nur Vor oder -Rücklauf und auf festgelegten Positionen anhalten.

#2
Florian
Was ist SPS ?

Gruß Roland

SPS=Speicherprogrammierbare Steuerung.

Ich vermute auch, dass sich statt mit Schrittmotor das ganze mit einem elektrischen Linearanrieb eher wird realisieren lassen.

Mein spontaner Gedanke war: Du hast 11 genau definierte Positionen an der Schiebebühne, wo die Bühne anhalten soll, und Du hast 11 Taster, die genau diesen Zustand herstellen sollen. Ablauf also quasi wie folgt:

Taste 6 drücken -> Steuerung schaut nach, wo sich die Bühne befindet -> Antrieb bewegt sich bis zur Position 6 (die Position 6 muss natürlich genau definiert sein).

Du bräuchtest demzufolge 12 Eingänge und einen Ausgang.

Idealerweise ließe sich das auch mit einem Nummernblock machen, dessen Eingabe direkt in der SPS verarbeitet wird, was 11 Eingänge einsparen würde.

Aber ich denke, das wird auf diese Art alles nicht ganz billig.

Nachtrag zu meinem Beitrag:
Vielleicht ließe sich ja auch der Schubladenantrieb eines CD-ROM-Laufwerkes dafür verwenden...?

Wie wäre es mit einem (präzisen) Modellbauservo mit einer selbstgebauten Elektronik als Ansteuerung. Wenn Du digital denkst, wäre ein Mikrocontroller recht simpel. Wenn es eher analog sein soll als Anregung: Mittels NE555 oder ähnlich Rechtecksignal zur Ansteuerung generieren, dessen Impulsdauer durch einen Trimmwiderstand bestimmt wird, der über einen Drehschalter oder ähnliches ausgewählt wird. Taster müsste man gedrückt halten.

Vorteil des Servos wäre, dass die Position durch das eingebaute Poti automatisch gespeichert ist. (und das ganze tendenziell kostengünster wird)

Grüße, Axel

Nachtrag: man könnte einfach den Conrad Servotester nehmen und das Poti durch den beschrieben Schalter nebst Widerständen ersetzen.

http://www.conrad.de/goto.php?artikel=234915

Grüße, Axel

Noch was mal so überlegt: Wenn man aus dem Servo das Poti ausbaut und extern an ein Kabel hängt, hat man einen Getriebemotor für die Gewindestange und einen Winkelgeber (das Poti). Man müsste lediglich über eine Mechanik die Position der Schiebebühne auf das Poti übertragen...

Ich würde dafür einen Atmel-Risc-Prozessor nehmen (ATtiny2313 dürfte schon reichen), und den Programieren. Alternativ die Positionierung über Lichtschranke (in die Bühne eine LED und in Zielposition einen Fototransistor)
Der Servotester dürfte zu ungenau sein.

Inwiefern denn ungenau - abgesehen vom Poti zum Einstellen?

Das sollte recht einfach gehen, mit einem umgebauten Servo als Antrieb und Servotester als Signalquelle.

Meine erste Car System Weiche hab ich so auf 5 verschiedene Positionen gestellt. War allerdings eine Drehbewegung.

Um diese Bewegung auf linear zu bekommen, würde ich ein Servo zerlegen, das Poti aus dem Servo ausbauen, den Servo Anschlag entfernen, damit das Servo endlos drehen kann.

Dann den Servoabtrieb mit der Gewindestange verbinden. So lässt sich die Bühnne schon mal Rechts und links bewegen.

Dann die Gewindestange wieder über Zahnräder mit einem Spindeltrimmer (anstatt dem Sevopoti)verbinden. Der gibt dann die Referenz. Die Stellgenauigkeit ergibt sich durch den Spindeltrimmer.

Kosten ca 30-40 € geschätzt. Aber ne ganze Menge an Bastelarbeit.

Das grösste Problem ist die Stellgenauigkeit des Gewindeantriebes, ob von recht und links immer die leiche Position bei der entspechenden Stellung der Gewindestange erreicht wird

Mach mal  deinen Motor weg, dann einen bestimmten Gleisabgang anfahren. Eine Markierung auf die Gewindestange machen. Jetzt von Hand 20 Umdrehungen nach links drehen und wieder zurück, ob dann der Gleisabgang noch stimmt. Das gleiche nach rechts. Dann sollte der Gleisabgang auch wieder stimmen. Je feiner die Gewindsteigung, umso genauer die Position.

Gruss Klaus

Falls du SX Digitalfahrer ist der MÜT Servodecoder kann (so wurde es mir gesagt) 256 Positionen anfahren. Dann wirds aber bisschen teuerer.

moinsens,

1. stell doch mal Bilder deiner Schiebebühne ein, damit man eine Vorstellung hat.

2. eine Gewindestange hat immer einen gewissen Leerhub (Gewindespiel) welcher durch eine Drehbewegung mittels Motor ausgeglichen werden muß!

Da ich auch eine Selbstbau-Schiebebühne baue wird meine Positionierung der Abgänge mittels Hubmagnet und mechanischer Rastung erfolgen. Dabei wird der Kern des Hubmagneten in eine Schiene mit entsprechenden Aussparungen einrasten und dabei einen Schaltkontakt öffnet welcher die Motorspannung unterbricht.
Die Abfrage der jeweiligen Position erfolgt mittels Hallsensoren.

mfG

Ralf

Interessanter Beitrag!

Da denke ich auch schon geraume Zeit drüber nach... (Mehr für kleine Minidrehscheiben mit 90 Grad oder so)

Ich kann mir aber nicht vorstellen, daß ohne mechanische Hilfen irgendein Servo, analog oder digtal immer an der gleichen Position anhält, egal ob es von rechts oder links wieder in die Position läuft.

Und es kommt doch auf den 1/10mm an, sonst entgleist die Lok.

Hat das schonmal jemand ausprobiert.
Diese Gleiszentrierung ist ein ganz heikles Thema, finde ich.

Gruß
Thomas

Hallo,

ist ja überwältigend, was ihr so alles vorschlagt. Vielen Dank.
Mal noch mal ein paar Infos vorab:
Grundsätzlich fahre ich digital DCC. Fange gerade an Weichen und Signale mit Servos zu schalten.
Bin aber kein Elektroniker. Habe von JOKA electronic die 4-fach Servo Decoder. Hierzu ein Zusatzgerät (Potentiometer) um die exakten Positionen der Weichenumstellwege einzustellen.
Damit komme ich gerade klar.
Deshalb kam ich drauf, daß etwas Ähnliches auch für meine Bühne gut wäre.
Ich baue für mein BW ein kleines Stellpult (deshalb keine PC Steuerung)  
Die Gewindestange ist übrigens metrisch, M4, Edelstahl, der Rest Messing.

#10 Klaus, hört sich interessant an, was du sagst. Aber wie weiß dann der Servomotor die 11 Positionen ?
Sorry, aber was ist ein Spindeltrimmer ?

#11 Ralf, anbei ein paar Bilder, die Bühne ist in der Werkstatt, weil ich mit einem Reedkontakt und Magnet am Mitnehmer der Bühne genau das was du sagst ausprobieren will:  
Unterbricht der Reedkontakt immer an der gleichen Stelle, egal ob die Bühne von links oder rechts kommt ? Oder ist das Spiel zu groß ?
Wenn das paßt müßte es doch gehen

Gruß Roland



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Hallo und guten Abend,

da fällt mir gerade ein: wie verhält sich das mit dem Antrieb eines Druckers oder Scanners? Dort ist doch die Wiederholgenauigkeit sehr hoch, sodass eine exakte Positionierung bestimmbar ist....?

Grüße, Gerd

Hallo Roland,

ein Spindeltrimmer ist ein Bauteil wie ein Poti, alerdings mit wesentlich grösserem Betätigungsweg. Poti von 0 - 100% ca 300 Grad Drehbewegung ( ca3/4 Umdrehung), Spindeltrimmer ca 20-30 Umdrehungen ( ich weiss im Moment nicht, wieviele Umdrehungen ein Spindeltrimmer zum Abfahren des gesamten Wertes brauch)
Zum besseren Verständnis:
denk mal nicht an deine Schiebebühne, sondern nur an ein Servo ( ich geh davon aus, du kennst den Aufbau und die Funktionsweise eines Servos)

Am Servo nimmst du das Poti raus ( jetzt fehlt die Referenzquelle) und sorgst dafür, dass das Servo endlos drehen kann. Steck auf den Servovabtrieb ein Rohr. Am Ende des Rohres montierst du einen Spindeltrimmer und schliesst diesen anstatt dem alten Servopoti an.

Wenn jetzt der Servomotor anläuft, wird über das Rohr der Spindeltrimmer mitgedreht und bringt die Referenz für die Servoelektronik. Jetzt muss sich aber der Servoabtrieb so oft drehen, wie der Spindeltrimmer für ben benötigten Wert brauch ( ca 20-30 Umdrehungen).

Jetzt denken wir wieder an die Schiebebühne - ersetzt das Rohr zwischen Servo und Trimmer durch deinen M4 Gewindestab. Dieser dreht sich jetzt schon 20-30 Umdrehungen für den gesamten Servoweg. Wird aber bei M4 nur  ein paar mm Verfahrensweg ergeben. Bau eine Getriebestufe zwischen Gewindestange und Trimmer. Rechnen wir mal mit 1:30 ( Schnecke auf den Gewindestab, Zahnrad mit 30 Zähnen auf die Trimmerwelle.
Jetzt muss das Servo und damit der Gewindestab schon 900 Umdrehungen für den ganzen Weg machen. es kommt auf die Abstimmung der Getriebestufe an.

Gruss Klaus

PS: Ich mach seit 2 Jahren viel mit dem Car System- und damit mit Reedkontakten, izwischen nur noch mit Hallsensoren ( Gleiche Funktion wie ein Reed , aber als Halbleiter)

Ich glaub nicht, dass du mit einer Positionierung über Reedkontakte oder Hallsensoren an Ziel kommst.
1.) Die Schalthysterese ist vorhanden, beim Reed grösser als beim Hallsensor. Dementsprechend wird es immer Abweichungen geben, wenn man von rechts oder von links an den Schaltpunkt heranfährt.
2.) wird die Leichtgängigkeit der Spindel je nach Temperatur und Verschmutzung schwanken. Dreht der Motor aber nicht immer mit der gleichen Geschwindigkeit, wird er auch nicht an er gleichen Stelle stehen bleiben.
3.) Probleme mit den Magnetfeldlinien ( bin leider kein Physikfachmann , um diesen Effekt mit Fachausdrücken zu beschreiben), bin aber  beim Car Sytem deswegen beinahe verzweifelt.
Wenn du die Versuche mit den Reedkontakten machst, und die Bühne bleibt in einem tolerierbaren Bereich stehen, dann stell noch eine Lok auf die Bühne. Das Magnetfeld des Lokmotors wird möglicherweise das Magnetfeld des Schaltmagneten  verändern, je nachdem wie gross der Abstand ist. Wenn sich aber das Magnetfeld ändert, ändert sich auch der Schaltpunkt des Reed.
Das Ergebnis dieses Versuchs würde mich aber brennend interessieren.

Ich denke aber, es wird nur mit einer sicheren Referenzquelle funktionieren.

Das Problem mit dem Antriebsspiel beim  rechts / links anfahen hab ich bei meinen Carsystem weichen umgangen, indem ich immer erst eine Position weiter fahre und dann immer von der gleichen Seite her an die gewünschten Stellungen heranfahre. Sieht man bei der Carsystem weiche nicht, bei einer Dreh oder Schiebebühne wirdn nicht gerade so toll wirken.

wieder ein ganzer Aufsatz

moinsens,

ich hab da mal ne Skizze gemacht:

http://img21.imageshack.us/my.php?image=img0001at.jpg

Grundstellung:

Hubmagnet eingerastet  
Schaltkontakt für Motorspannung offen (Motor steht)

Arbeitsstellung:

Hubmagnet ausgerastet (elektrisch betätigt)
Schaltkontakt für Motorspannung wird durch Hubmagnet geschlossen (Motor dreht)
Bühne fährt

Erreichen der Position:

Magnet trifft auf Hallsensor, schaltet Hubmagnet ab
Hubmagnet ausgerastet (schleift auf Rastschiene),Schaltkontakt noch geschlossen
Hubmagnet rastet ein und öffnet Schalkontakt, Motor steht


Hört sich kompliziert an ist es aber eigentlich nicht.
Ich hoffe gehelft haben zu können tun.


mfG

Ralf

Hallo Ralf,

danke für die Skizze.
Deine mechanische Variante ist eine gute Idee.
Hast du Bilder, wie du das umgesetzt hast ?

Gruß Roland

nun, ich bezweifele das der Conrad-Servotester eine ausreichende Wiederholgenauigkeit erreicht um eine Schiebebühne zu positionieren!
Das liegt in der Natur des Gerätes!
der Servotester muß Impulse in einem Längenbereich von 0,8-2,4ms alle 20ms erzeugen. Dabei sind die 20ms unkritisch, der servo braucht nur sie Impulse.
Der Servotester besteht aus 20ms-Taktgenerator und einem variablen Monoflop aus Logikgattern und R-C-Gliedern.
Da Widerstände und Kondensatoren ebendsu Themperaturabhängig sind wie der Triggerpunkt der Gatter ist hier der 1. schwachpunkt.
der 2. Schwachpunkt ist das Schwanken des Triggerpunktes in abhängigkeit der Betriebsspannung (die ist ja selbst bei guter Stabilisierung immer noch Themperaturabhängig).
Diese Schwankungen spielen bei normaler Anwendung (Handsteuerung des Servos, Optischer Kontrole der Position) kein rolle, aber wenn das ganze "automatisiert" werden soll, dann kann es sein das die Impulslänge bei gleichem Widerstandswert schnell mal um 1-10% schwankt.
Schließlich muß die Schaltung im Themperaturbereich von 15° (im Winter bei schwach geheitzten Hobbyraum) bis 50°(im Hochsommer mit Abwärme der Stromversorgung) immer exakt funktionieren und eine ausreichend konstante Impulslänge erzeugen. Und das ist nach meinen erfahrungen mit dieser Schaltung unmöglich! Nicht umsonst haben hochwertige Fernsteuerungen (aus diesem Bereich stammen ja Servos) zu jedem wichtigen Hebel ein Trimmrad um Tolleranzen zu kompensieren.
Der Ansatz mit Schrittmotor war meiner Ansicht nach schon der richtige. Die Angesprochene Druckkopfansteuerung eines alten Druckers arbeitet auch mit Schrittmotoren zur Positionierung.
Und selbst hier spielen Langzeittolleranzen überhaupt keine rolle (wohl aber bei der Schiebebühne)
Wie bereits geschrieben halte ich die Positionskontrolle über Lichtschranken für die beste Variante. Da werden dann alle  Tolleranzen ausgeglichen.

moinsens,

die Schiebebühne liegt erst noch auf Eis weil noch ein paar Teile gefertigt werden müssen und der Kollege im Moment nicht dazu kommt.
Die Grube ist soweit vorgefertigt, was noch fehlt ist der Antrieb und die Rastschienen.

Das Prinzip das ich anwende ist das gleiche das GFN für die Drehscheibe benutzt, bis auf die Hallsensoren.

mfG

Ralf

#18

Hallo Thomas,

an Lichtschranken hatte ich auch schon gedacht, nur was ich da an Preisen z.B. bei Conrad  gesehen habe ist preislich wieder völlig uninteressant. Da hätte ich dann statt Messing gleich Gold für die Bühnengrube nehmen können.
Immerhin würde ich 11 Stück benötigen.
Also doch Schrittmotor und Hallsensoren ?

Gruß Roland

http://www.pollin.de/shop/shop.php dort unter Bauteile->Aktiv->Optoelektronik gibt es Gabellichtschranken für 25Cent. Wenn das das Budget schon sprengt ... :o)

Cool,

kannte ich gar nicht (was nichts heißen will) .
Bei Conrad hatte ich nur welche so um die 25 € gesehen.
Das ist hier schon 'ne andere Nummer.
Danke.

Roland

Naja ... dafür gibts beim C ja jetzt ne 0% Finanzierung. Die kann dir Pollin nicht bieten ;o)

Vielleicht willst Du ja auch erst mal ausprobieren, ob das so klappt. Dafür könnte man dann z.B. ne alte Maus (mit Kugel) ausschlachten. In alten Scannern oder Druckern sind auch Lichtschranken drin.

Ne kleine Scheibe mit schwarz-weißen Streifen kann man sich einfach selbst drucken.

Von der Genauigkeit her sollte das eigentlich mit den Lichtschranken machbar sein, schließlich muss ein Drucker bei 300-4800 dpi ja auch sehr genau positionieren können.

Hallo Roland und alle anderen,

als Antrieb für die Schiebebühne sind viele Kombinationen von Motor, Getriebe und Positionserfassung denkbar. Einige Beispiele will ich darstellen.

Motorsteuerung:

Die Steuerung für einen Schrittmotor könnte so aussehen:
Ein Zähler zählt die Schritte eines Motors als Istposition parallel mit. Den Zählerstand (Steps) bei jeder Position speichert bei der Erstinbetriebnahme man unter der Nummer des Gleisabgangs.

Man wählt die Nummer vor, sodass der Speicher die entsprechende gespeicherte Sollposition ausgibt. Ein Vergleicher vergleicht die istposition des Motors mit der Sollposition aus dem Speicher und bestimmt so Start, Stop und Fahrtrichtung.


Statt eines Schrittmotors ist diese Anordnung mit jedem anderen Motor in Kombination mit einem Messsystem, welches Impulse abgibt, die den Positionszähler in Geschwindigkeit und Richtung zählen lassen.

Dies läßt sich mit geringstem Aufwand an Hardware mit einem Mikrokontroller realisieren. Z.B. mit Controllern von Microchip, Atmel, etc..
(Da sehe ich jedoch die erste Hürde für Leute, die sich nicht mit Contollern oder Elektronik auskennen. Man kann sowas auch mit Relais machen, was aber reichlich Aufwand verursacht)  
So eine Schrittmotorsteuerung meine ich bei Walthers im Online- Katalog gesehen zu haben.

Leider ist für alle zählenden Systeme, eine präzise ablaufende Referenzfahrt erforderlich, da nach Einschalten der Steuerung die tatsächliche Istposition zunächst nicht bekannt ist (abgesehen von der Speicherung der Istposition vor dem Abschalten, was ist, wenn der Motor von Hand bewegt wird?).

Zu diesem Zweck gibt es in allen zählenden Positioniersystemen mit hoher Präzision (z.B. CNC-Werkzeigmaschinen) Referenzschalter für jede Bewegungsachse, die nach Einschalten der Steuerung angefahren werden müssen. Zur Eliminierung der Schalthysterese werden zusätzlich die Marker der Messsysteme ausgewertet.

Im Drucker ist als Referenzschalter meist eine Gabellichtschranke an einem Fahrbahnende vorhanden, der beim Anfahren ein Signal abgibt. Danach fährt der Motor solange, bis z.B. Wicklung 1 und 3 gleichzeitig bestromt werden.

Diesen Punkt definiert die Steuerung als 0-Punkt, worauf sich alle anderen Positionen beziehen.


Getriebevarianten:

- Motor bewegt eine Gewindestange, Mutter ist mit der Bühne verbunden und bewegt diese. Umkehrspiel ist vorhanden. Bei Verspannung von zwei Muttern ist dieses ausgleichbar, erhöht jedoch den Verschleiß.

- Motor bewegt über einen Zahnriemen oder Nylon-Schnur die Bühne wie beim Drucker den Kopf oder beim alten Radio den Skalenzeiger. Kein Umkehrspiel bei Verwendung von Zahnriemen oder Befestigung der Nylonschnur auf die Antriebswelle nach mehrmaliger Umschlingung bis die Hublänge aufgewickelt ist.

-Motor bewegt über eine Kurbel (Kurbellänge = 0,5*Bewegungshub der Bühne) und eine Pleuelstange die Bühne, wie der Kurbelzapfen den Kolben einer Kolbenmaschine. Servoantriebe verwendbar, besonders einfache Konstruktion bei Verwendung von Kugelköpfen, endlos Drehen ohne Beschädigung.


Positionserfassung:

Mitzählend (Ikrementell wie oben beschrieben)
Potentiometer (Absolutwertgeber)
Gabellichtschranke, Mikroschalter , etc..(punktuelle Geber)


Es gibt sicher noch weitere Ideen,

Gruß, Christian

Ich glaube, hier muß erst mal der Begriff  "Lichtschranke" analysiert werden!
Eine Lichtschranke an sich dürfte ja als begriff kein Problem sein! (eine Einrichtung die feststellt ob eine Sichtverbindung existiert oder nicht). Solch eine Lichtschranke besteht normaler weise aus Sender (LED/IR-LED mit oder ohne Modulator) und dem Empfänger (Fotowiederstand, Photodiode oder Fototransistor) sowie einem Verstärker und einer Auswerteschaltung!
LED und Fototransistot kosten ab 0,10€ das Stück. Auswerteschaltungen und verstärker kosten ab 5€ das Stück.
Bei der genannten von Conrad ist die Auswerteschaltung bereits bei, bei Polin, reichelt oder auch bei Conrad unter Gabellichtschranken  ist es meist nur ein Stück Plast mit LED und Fototransistor.
und nun stellt sich noch die Frage, wie die Lichtschranke angesteuert werden soll!
Da gibt es für dein Problem auch wieder diverse möglichkeiten!  Eine ist, wie in der Maus eine Schlitzmaske  an der Spindel zu montieren und je umdrehung X impulse zu zählen und danach die Position aus zu zählen.
Ähnliches währe auch mit einem "Kamm" an der Bühne oder der Grobe möglich, wo dann die Lineare bewegung in einer Lichtschranke ausgewertet wird.
Dann gibt es noch die möglichkeit, je Abgang eine Maske in eine feste Lichtschranke zu schieben, hier muß dann die anzahl der Gleise von der Auswertung ausgezählt werden, oder je Abgang eine Lichtschranke (mein Favorit!)
wobei nur eine Auswerteschaltung benötigt wird! Bei erreichen Stopt der motor, und auf die Taster für davor liegende Gleise wird -, auf die taster für nachfolgende Gleise + gelegt.
je nachdem welche Taste nun gedrückt wird, geht ein Relais in selbsthaltung, das den Motor anlaufen läßt. Dieses Relais schaltet auch gleich die eigendliche Lichtschranke des gewählten Gleises an die Auswerteschaltung und nun läuft der Antrieb bis die gewählte Lichtschranke Stoppt.
Dazu würde ich den Verstärker und den Fototransistor in einem Klotz unter der Bühne platzieren, und nur das Licht/kein Licht-Signal zur Auswerteschaltung weiter leiten.
Unter jedem Gleis wird nun ein Klotz mit einer LED ausgerichtet, und wenn dann das Signal "Licht"  von der Angewählten LED kommt, bleibt sie stehen.
in den "Klotz" von ca. 2cm länge wird jeweils hinten ein 5mm-Sackloch von 5mm tiefe gebohrt und von vorn ein 1-2mm Lichtaustritsloch. Somit wird der Lichtstrahl recht genau gebündelt.
Auf der Empfängerseite kann man noch mit 2 versetzten "überlappenden" Fototransistoren  sogar ein Vorbei fahren erkennen, und so die Bühne noch genauer Positionieren. Dann ist die Position nur erreicht, wenn beide Empfänger das licht sehen, und wenn nur einer es sieht kann aus der Impulsfolge erkannt werden, in welche richtung an der Position vorbei gefahren wurde, und danacch dann langsam zurück gefahren werden.
Also wie gesagt, einfach nur eine Auswertung und nur die Optoelektronischen Bauteile umschalten!

Hallo P.

Und wie schafft man es, daß die Bühne immer an exakt der gleichen Stelle steht, wenn der Motor stoppt? GIbt es da keine Toleranzen?

Gruß
Thomas

Kurzer Zwischenbericht:

Habe gestern abend mal die Version mit Reedkontakt und Magnet ausprobiert:
Selbst wenn ich quer zur Spindelachse mit dem Reedkontakt so weit weg gehe (bei mir ca. 1cm) ,
daß er gerade noch schaltet, habe ich damit aber natürlich auch in Spindellängsrichtung  dieses 'Magnetfenster' von ca. 2 x 1 cm, was wie bereits vermutet, viel zu ungenau zur Positionsbestimmung ist.

Also werde ich jetzt am Wochenende mal mit einer Gabellichtschranke rumbasteln.
Meine ursprüngliche Idee von einem Schrittmotor ist damit natürlich noch lange nicht erreicht.

Gruß Roland  

Ich befürchte, daß du mit der Analogen Methode - d.H. n Gabellichtschranken an den n Zielpositionen, die dann direkt den Motor stoppen - wirst du auch nicht die gewünschte Genauigkeit erreichen. Ist ja schließlich keine Laser-Lichtschranke ;o) Die Leuchtdiode auf der einen Seite hat einen gewissen Abstrahlwinkel. Also schaltet der Fototransistor einfach zu einem Zeitpunkt ab an dem die Abschattung groß genug ist. Auch hier würde ich mal davon ausgehen, dass gewisse Toleranzen bestehen. Ein normaler Motor hat bestimmt auch einen unterschiedlichen Bremsweg. Wenn die Spulen gerade voll magnetisiert sind, dann dauert es sicherlich nen Tick länger, als wenn die Spulen eh gerade das Magnetfeld abgebaut haben.

Eine Idee wäre noch die Geschwindigkeit variabel zu machen. Wenn der "Schlitten" weit weg ist, dann wird schneller gefahren. Die Lichtschranke vor der Zielposition schaltet dann um auf langsam.

Langer Rede kurzer Sinn ... ich würde es auch mit Schrittmotoren machen und nur eine Gabellichtschranke, die einfach nur Feedback gibt, ob der Schritt auch ausgeführt wurde. Das mit einem kleinen Mikrocontroller gesteuert. Da stellt sich natürlich die Frage: Hast Du schonmal was mit Mikrocontrollern gemacht?

Nein, habe ich nicht.
Das war ja der Ursprung meiner Frage, ob es nicht eine fertige Schaltung für mein Problem gibt, da ja diverse fertige Schaltungen angeboten werden, aber ich nirgendwo etwas mit anzuschließenden Tastern gefunden hatte...

Sowas zusammenzulöten, wenn ich einen Plan hätte, traue ich mir schon zu.
Nun wurden hier ja diverse andere Vorschläge gemacht. Mal sehen wie ich weiter komme.
Die Resonanz zeigt ja, daß dies durchaus eine grundsätzliche Fragestellung offensichlich auch für andere Modellbahner ist, die sowas so oder ähnlich als Problemstellung haben und es lösen wollen.

Gruß Roland

Ja genau.

Was ich suche ist z.B: eine Steuerung, die über DCC einen Schrittmotor in eine bestimmte
Position fährt.

Z.B. mit 10 Weichenadressen. Wenn eine der Adressen den Befehl "grün" bekommt, soll der
Motor an die dazu gespeicherte Position fahren. Bei rot auf allen 10 Adressen vielleicht zurück in die Grundstellung.

Wenn das jemand in einen uP programmieren könnte und jemand die Elektronik dazu entwickelt und den passenden Motor findet könnte ich den Rest selbst machen...  )

Gruß
Thomas

Hallo Thomas,

zu Microcontrollern kann ich nichts sagen. Deine Schiebebühnensteuerung ist aber auch mit analoger Schaltungsart leicht zu realisieren. Allerdings solltest du die Schaltungslogik von Relais nachvollziehen können. Anstelle von Relais kannst du Logikbausteine verwenden. Das sind ICs mit unterschiedlich vielen "Beinchen", je nach Aufgabe. Logikbausteine geben immer ein (oder mehrere), je nach Eingangssignal, definiertes Ausgangssignal ab, genau wie ein Relais. Ich empfehle die CMOS-Baureihe 40xxx. Diese Teile können durchweg mit 12 Volt (teilweise bis 15 V) betrieben werden.

Für die Anschlußbelegung solltest du dir ein Datenbuch zur CMOS-Baureihe kaufen, die gibt es im Elektronikteile- und Buchhandel. Mit dessen Hilfe kannst du auch leicht eigene Schaltungen entwerfen.

Nun zu deiner Schiebebühne. Eine fertige Schaltung kann ich dir nicht schicken weil meine Datenbücher verschwunden sind.

In der CMOS-Reihe gibt es u. A. Dekoder die aus 4 binären Eingangssignalen 16 "dezimale" Ausgangssignale machen. Dazu gibt es das Gegenstück, 16 Eingangssignale werden in 4 Ausgangssignale umgewandelt.

Der Kodierer kommt in das Schaltpult der Schiebebühne, für jeden Gleisabgang wird ein Taster an einen Kodier-Eingang angeschlossen. Die restlichen Eingänge werden auf 0 gelegt.

Irgendwo unter der Schiebebühne wird der Dekoder platziert. Je nach Eingangssignal liefert er an einem der Ausgänge ein Ausgangssignal (nur 2-3 mA). Mit diesem Ausgangssignal wird eine passende LED (Sender) angesteuert. Diese sitzt mittig zwischen den Schienen des jeweiligen Gleises am Grubenrand.

Die Empfängerdiode (Empfängertransistor) sitzt in der Bühne. Trifft der Lichtstrahl des Senders den Empfänger wird die Verriegelung (siehe @16) ausgelöst. Mit dem Einrasten des Riegels wird der Bühnenmotor ausgeschaltet.

Zur Mechanik. Wie bei der großen Bahn kann die Verriegelung sichtbar ausgeführt werden. Ein Blech mit Loch wird als "Schließblech" mittig zwischen die Fahrschienen am Grubenrand befestigt. In dieses Loch rastet der Riegel ein. Unter dem "Schließblech" wird ein innen mattschwarzes, ca. 1 cm langes Röhrchen mit ca. 1mm Innendurchmesser platziert. Am Ende des Röhrchens sitzt die Sende-LED. Die LED leuchtet durch das Röhrchen in die Grube. Die Bühne erhält als Gegenstück ein gleiches Röhrchen mit dem Empfänger am Ende. Wenn der Sender durch beide Röhrchen den Empfänger anleuchtet wird die Bühne vom Riegel angehalten. Die Sender-Empfängerkombination bringt ein Laufspiel von max. 2/10 mm, die vom Riegel auf 0 reduziert werden.

Erhält die Bühne rechts und links des Empfängers möglichst weit außen zwei weitere Empfänger kann damit ein Abbremsen der Bühne eingeleitet werden.

Die Fahrtrichtung der Bühne kann über weitere Logikgatter von dem Dekoder angesteuert werden.

Die Schaltung benötigt eine feste Betriebsspannung. Neben der Stromzuführung werden Bühnengrube und Steuerpult mit lediglich vier Steuerkabeln verbunden. Mit nur wenigen zusätzlichen Logikgattern im Schaltpult könnte die Schiebebühne auch von einem Computer angesteuert werden.

Ach ja, Fällt mal eine Sende-LED aus fährt die Bühne ungebremst weiter. An den Grubenenden sollte deshalb eine sichere Endabschaltung für den Bühnenmotor installiert werden.

Grüße
Günter

@ Günter: Und wo steht jetzt mal ein Hinweis, wie es analog geht? Auch Deine Beschreibung zielt auf digital ab, denn Relais sind digital. ;o)

Das mit den Röhrchen gefällt mir ... und ich bin gespannt, ob das wirklich mit den 2/10tel hinhaut.

Aber die Beschreibung der Funktion scheint mir noch nicht so richtig fertig zu sein. Wenn man ne Taste drückt ... und noch eine ... und noch eine ... nacheinander/gleichzeitig was passiert dann?

In welche Richtung fährt denn die Bühne beim drücken einer Taste?

Also zumindes bräuchte man an beiden Seiten einen Taster, der die Richtung umschaltet. Im ungünstigen Fall fährt die Bühne dann halt in die falsche Richtung und 'findet' die richtige Position erst auf dem Rückweg.

Schöner wäre es also, wenn die Schaltung gleich wüsste, in welcher Richtung sie fahren muss, um den richtigen Gleisanschluss zu erwischen. Also braucht man ein Register, daß sich die Position merkt und einen Comparator der dann entscheidet in welche Richtung gefahren werden muss.
Für die Tasten wäre ein Register auch empfehlenswert, da man sonst die Taste gedrückt halten muss, bis die Bühne in Position ist.

Das sieht mir sehr nach einem IC-Grab aus, wenn man es mit Logik-Gattern macht. Und sich durch die Datenblätter zu wühlen, wenn man das noch nicht kennt ist sicherlich nicht einfacher, als eine Programmiersprache zu lernen.
Zudem ist der Aufwand groß. Es ist mehr zu verdrahten und da können sich sehr viele Fehler einschleichen.

Bei einem Mikrocontroller funktioniert das im gezeigten Szenario so:
1. Sensor an den Mikrocontroller anschließen
2. Die LEDs an den Mikrocontroller anschließen
3. Die Taster und die Endabschaltung an den Mikrocontroller anschließen

Der Rest ist Programmierung. Und wenn man will kann man das Teil dann sogar noch mit DCC steuern - aber das ist fortgeschrittene Programmierung.

Die Programmierung (ohne DCC) ist nicht mal ein 10Minuten Job wenn man es schon kann. Ansonsten hängt es von der Lernkurve ab. Und hier wird's schwierig. Sicher ist ein AVR für den Job ausreichend, aber da ist auch eine gewisse Hürde zu überwinden.

@Deutsche Reichsbahn:
Hast Du denn Erfahrung mit Digital-Technik?

Nein,
meine Kenntnisse 'digital' beschränken sich auf auf die MOBA:
Decoder einbauen, programmieren.

Roland

Ok, das macht es nicht einfacher ;o)

Wenn nicht noch jemand kommt und sagt Teil xy macht doch genau das, wie soll es dann weiter gehen?
Diskret Digital oder mit Mikrocontroller?
Selbst programmieren oder lieber programmieren lassen?
Möglichst billig und mit Hürden oder etwas teurer mit einem Controller, den auch mein 11jähriger Sohn gerade programmiert?
Hast Du evtl. ein Steckbrett auf dem man Schaltungen mal ausprobieren kann?

Gruß
Andreas

moinsens,

@34:
Sakasmusmodus an:

wie wäre es denn noch damit das der Preiser-Lokführer selbstständig bei der Lokleitung anfragt welcher Stand denn für seine Lok frei ist und der Schiebebühnenführer ihn dann von ganz allein an den Stand fährt ohne das Du auch nur einen Finger krümmst?????

Sakasmusmodus aus.

Wenn Du z.B. im Besitz einer GFN-Drehscheibe bist musst Du doch auch die Drehrichtung der Bühne vorgeben, also wo ist das Problem ein einfaches Steuergerät mit mehreren Schaltern/Tastern für die Schiebebühne aufzubauen.Und wenn man sich als Bastler solche Sachen nicht zutraut, dann sollte man sich überlegen, das Hobby an den Nagel zu hängen oder einfach nur auf den Einheitsbrei zurückgreifen der von den Herstellern angeboten wird und eben auf solche Extravaganzen verzichten.


In diesem Sinne Fröhliches Basteln

Ralf

Hallo,
bei http://www.datentechnik-kreischer.de/deutsch/DCC-Decoder.html "scheint"  ein Schrittmotordecoder in Vorbereitung zu sein - es gibt dort schon den Menüpunkt. Vielleicht mal nachfragen?
Viele Grüße, Michael

@35:
Du wirst lachen, aber ich fände das auch interessant. Nicht die Zentrale sagt den Loks, was sie zu tun haben, sondern jeder Lok-Dekoder tut so als wäre er ein Lokführer. Die Zentrale steuert nur die Signale und Weichen. Wär doch viel näher am Original ;o) Dann kann man auch z.B. dem Dekoder beibringen, daß Loks mal kaputt gehen und der "Spieler" muss dafür sorgen, daß der Fahrplan nicht zu sehr aus dem tritt gerät.....

Ich habe kein Problem mit einem einfachen Steuergrät, aber Roland hat bereits eine einfache Lösung (den Trafo) und fragt explizit nach einer bequemeren Lösung. Ich habe hier nur Ideen zum besten gegeben und mich auch mit den Ideen der anderen vertraut gemacht. Ich dachte darum geht es hier im Forum.

Mein Kommentar in @34 zielt darauf ab nun eine Richtung in die ganze Sache zu bringen, damit man auch gezielter Tipps geben kann, schließlich liegen ja nun einige Alternativen auf dem Tisch und es bringt nichts, wenn hier an Rolands Zielen/Möglichkeiten/Fähigkeiten vorbei diskutiert wird.

Sarkasmusmodus an:
Trotzdem danke für deinen konstruktiven und hilfreichen Beitrag. Hat ja das Problem auf einen Schlag gelöst!
Sarkasmusmodus aus:

Gruß
Andreas

Ralf,

dein Beitrag #16 war doch ganz konstruktiv.
Schade daß du den guten Eindruck mit so wirklich dummen Bemerkungen wie :
"Und wenn man sich als Bastler solche Sachen nicht zutraut, dann sollte man sich überlegen, das Hobby an den Nagel zu hängen", wieder selbst relativierst.
Ist doch berechtigt wenn Andreas fragt in wie weit ich digital vorbelastet bin um mir evt. dann eine für mich machbare Lösung vorzuschlagen. So verstehe ich ihn jedenfalls.
Nur weil du keine Messingbausätze zusammenlöten kannst schlage ich dir doch auch nicht vor lieber Carrerabahn zu fahren.

Roland

Allso noch mal langsam zum mit meißeln!
Für jedes Abgehende Gleis wird ein Taster und drei  Relais gebraucht. Der Taster ist an einen Ruhekontakt des Relais angeschlossen, der dazugehärige Arbeitskontakt an WS und der gemeinsame dieser beiden Kontakte ist an eine Diodenkette avgeschlossen, die je eine Diode zum Gemeinsamen Kontakt für das benachbarte Gleis hat.
Wenn die Bühne Positioniert ist, zieht das zur Stellung gehörende Relais an.
Damit wird der  Kontakt geschaltet und trennt den Taster von der Diodenkette und speist  statt dessen eine Wechselspennung ein.Wird nun eine Taste "vor" dem aktuellen gleis gedrückt, so liefert der Taster die Positive Halbwelle. Wird ein Taster "nach" dem aktuellem Gleis gedrückt, so liefert dieser die negative Halbwelle. Der Taster schaltet nun das Relais 2 zum neu gewähltem gleis auf fahrt vor ober relais 3 auf fahrt zurück (über je eine Diodefür die beiden Relais 2 oder 3,. Dieses Relais geht nun in selbsthaltung bis das zu diesem Gleis gehörende relais1 meldet, das die Bühne die Position erreicht hat, und stopt den motor.  Die Richtungssteuerwechselspannung wird über je 1 Ruhekontakt der Relais 2 und 3 je Gleis geführt, so das solange der Antrieb läuft kein zweiter Taster wirken kann. Relais 2 und 3 schalten auch die Lichtschranke auf das gewünschte Gleis.
Isst zwar auch "Digital", aber klassische Relaistechnik wie bei Analogbahnern üblich.