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Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung

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Henry (Henner)
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 20.11.2007
Beiträge: 1189
Wohnort: Fremont, CA USA

BeitragVerfasst am: 29.11.17 02:58    Titel: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Nachdem ich meinen Senf ueber mehrere Threads verteilt habe, wollte ich mich hier dann auf den Bau einer Drehscheibe konzentrieren. Die Mechanik habe ich schon vor Jahren gebaut, aber das Ding ist in einer Schachtel "vergammelt". Durch die letzten Diskussionen angeregt, habe ich sie wieder herausgeholt und werde daran weiterbauen.
Meine Forderungen sind:
- Keine Schleifringe fuer die Bruecke, sondern ein 2-poliges Kabel, das mir zuverlaessiger erscheint.
- Durch das Kabel sind Drehwinkel > etwa 350Grad nicht moeglich, sodass das Programm feststellen muss, in welche Richtung die Buehne auf einen speziellen Abgang faehrt. Dies gilt besonders fuer die Funktion "Wenden", bei der auch die Buehne umgepolt werden muss.
- Beim Einschalten Fahren auf einen Endschalter, um die "0" Position festzulegen.
- Bedienung durch Infrarotfernsteuerung (1,2,...,Wenden)
- Die Abgaenge haben keine mechanische Verriegelung, der Motor haelt schrittgenau. Falls es sich bei den Tests herausstellen sollte, dass durch Spiel die Schienen bei Rechts/Linkslauf nicht genau an der selben Stelle halten, werde ich noch einen Spielausgleich einbauen (Linkslauf -> direkt auf Abgang, Rechtslauf -> einige Schritte ueberschwingen und dann mit Linkslauf zurueck auf den Abgang)

Fuer die Tests habe ich einen Arduino Kit fuer ca. $20 verwendet, der alle Teile fuer die Drehscheibe enthaelt. Ich warte jetzt noch auf einige mechanische Teile (Zahnriemenscheiben etc.), dann kann ich die Funktion am fertigen Modell testen.

Anbei zwei Programme (Arduino Sketche .ino, lassen sich auch mit Texteditor wie Notebook oeffnen), eins die neuste Version des Drehscheibenprogramms und das andere ein simples Programm, mit dem man den Schrittmotor durch Eingabe in den seriellen Monitor (gehoert zum Arduino Entwicklungssystem) auf verschiedene Positionen schicken kann. Beide Programme lassen sich natuerlich auch fuer andere Bewegungsablaeufe verwenden. Ich habe mit Absicht ueberall feste Zahlen eingetragen, da dies fuer einen Anfaenger leichter zu verstehen ist. Eine gute und einfache Einfuehrung fuer den Arduino (in Deutsch) hier: https://www.youtube.com/watch?v=0wAY3DYihyg
Im Anhang also die beiden Programme.
Regards



Stepper.zip
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Henry (Henner)
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Regalbahner
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Anmeldungsdatum: 31.07.2004
Beiträge: 6050
Wohnort: ehemaliger Müritzkreis

BeitragVerfasst am: 30.11.17 10:05    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Hallo Henry,

da bei mir seit einiger Zeit so eine Ardunio Uno herum liegt,
ich mich aber bisher nicht so recht ran getraut habe,
verfolge ich dein Drehscheibenprojekt mit großem Interesse.

Henry hat folgendes geschrieben::
- Keine Schleifringe fuer die Bruecke, sondern ein 2-poliges Kabel, das mir zuverlaessiger erscheint.


Hast du schon mal über einen Klinkenstecker als Drehpunkt nachgedacht ?
https://de.wikipedia.org/wiki/Klinkenstecker
Eine stabile 6,35 mm Version, vielleicht noch in Verbindung mit
einem größeren Kugellager/Rollenlager dürfte doch eine Menge aushalten.
Damit wäre dann eine endlose Drehung möglich,
was wiederum die Software vereinfachen würde.

Viele Grüße
Christoph

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volkerS
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Anmeldungsdatum: 01.04.2012
Beiträge: 945
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BeitragVerfasst am: 30.11.17 11:39    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Hallo Christoph,
die Idee mit dem Klinkenstecker ist gut. Einzig, gute Qualität hat so hohe Anpresskräfte der Kontaktzungen, dass der kleine Stepper dann nicht mehr die Bühne drehen kann. Da müsste man schon auf größere Exemplare, andere Schrittmotorkarte und auch höhere Versorgungsspannung gehen.
Was man auf alle Fälle benötigt ist der 0-Position-Sensor, sonst weiß die Software ja nicht wo die Bühne steht.
Wenn man ein Spiralkabel nimmt (Kopfhörer) kann man durchaus 10 Umdrehungen (3600°) realisieren ohne dass das Kabel beschädigt wird.
Volker
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Regalbahner
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Anmeldungsdatum: 31.07.2004
Beiträge: 6050
Wohnort: ehemaliger Müritzkreis

BeitragVerfasst am: 30.11.17 13:09    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Hallo Volker,

ich denke, das müsste man experimentell ermitteln.
Zur Not kann man auch mit Kupferpaste etwas schmieren.
Wenn diese Drehscheibe eine schwere Lok tragen soll,
muss der Stepper eh etwas ab können.

Viele Grüße
Christoph

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Henry (Henner)
Buntbahner
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Anmeldungsdatum: 20.11.2007
Beiträge: 1189
Wohnort: Fremont, CA USA

BeitragVerfasst am: 30.11.17 18:21    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Christoph, Volker,
solch einen Klinkenstecker hatte ich mal bei einem aehnlichen Projekt eingesetzt und war nicht zu gluecklich damit. Deshalb meine Vorliebe fuer ein Schleppkabel.
Volker,
wenn ich mehr als 360Grad, aber keine unbegrenzte Drehung zulasse, habe ich das Problem nur verschlimmert, da ich jetzt eine Referenz anfahren muss, die bei mehreren Umdrehungen eindeutig funktioniert, sonst habe ich wieder den Zustand, dass irgendwann mal das Kabel aufgewickelt ist.

In meinem Testaufbau habe ich festgestellt, dass eine Drehung von <360Grad ausreicht, um alle moeglichen Strahlengleise anzufahren sowie ein Wenden der Loks zulaesst. Angenommen, der Referenzschalter liegt bei -5 Grad, der erste Abgang bei 0Grad und (unrealistische) 35 Strahlengleise in 10Grad Stufen (Ein 36. Abgang waere ein Duplikat von Abgang 0). Dann brauche ich auch mit Wenden nur 355Grad Drehwinkel. Die Software entscheidet, ob mit oder gegen den Uhrzeigersinn gewendet wird. Die letzte Version der Software kann das bereits.

Uebrigens liesse sich ein solches System auch ueber DCC ansteuern, Bibliotheken fuer das Dekodieren der Signale gibt es.
Regards

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Henry (Henner)
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MiLü-Bahn
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Anmeldungsdatum: 27.02.2004
Beiträge: 68
Wohnort: Leipzig

BeitragVerfasst am: 30.11.17 22:30    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Hallo Henry und alle weiteren "drehscheibeninteressierte" Buntbahner!

Wie Du/ihr vielleicht aus meinem Thread über die mechanische Drehscheibenverriegelung mitgekriegt habt, bin ich ja noch immer dran am Bau meines Brummkreisels für IIe. Ich habe aber zunächst mit mechanischen An- und Einpassungen zu tun und bin hier ganz "Ohr" und stiller Leser der empfohlenen Beiträge, um hier was dazu zu lernen. Noch ist nichts fertig und ggf. schwenke ich doch noch auf die neuzeitliche Variante um. Nur soviel, meine Drehscheibe dreht sich auch um einen 6,3mm Klinkenstecker, über den die Spannung an die Drehbühne gebracht wird. Meine IIe- Feldbahnloks wiegen etwa 600 - 800g je nach Typ und der derzeitige (herkömmliche) Schneckenantrieb hat damit keine Probleme. Ich könnte mal den Strom beim Drehen messen, um einen Eindruck von der elektrischen Leistung zu bekommen. Bleibt die Frage, ist die elektrische Leistung beim mechanischen Antrieb die gleiche, die auch bei einer Ansteuerung mittels Schrittmotor benötigt wird oder liegen die Verhältnisse in der Digitalsteuerung anders?

Grüße von Micha -MiLü-Bahn-
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Henry (Henner)
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Anmeldungsdatum: 20.11.2007
Beiträge: 1189
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BeitragVerfasst am: 01.12.17 02:24    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Micha,
Schrittmotore haben ein relativ hohes Drehmoment bei langsamer Geschwindigkeit, die ohne Tricks dann bei hoeherer Geschwindigkeit abfaellt. Einfach ausprobieren... Ich kann Dir bei diesem Test eventuell helfen.
Regards

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Henry (Henner)
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Anmeldungsdatum: 20.11.2007
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BeitragVerfasst am: 09.12.17 00:43    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Nachdem einige Teile aus China gekommen sind, hier ein kurzer Test. Eine Lok mit ca. 300g Masse liess sich ohne Probleme mit dem kleinen 2$ Getriebe-Schrittmotor bewegen. Die Mechanik ist recht einfach, nur der Homeswitch (Endschalter) und natuerlich die Abgangsgleise fehlen noch:



und



Die Drehscheibe war mal fuer Wagen gedacht, deshalb ist sie so kurz. Sie sitzt auf einem Kugellager.
Im beigefuegten Video-Clip kann man die Wiederholgenauigkeit und das weiche Abbremsen sehen. Geschwindigkeit und Anfahr/Bremsverzoegerung lassen sich natuerlich einstellen.
Regards



Drehscheibe.wmv
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Henry (Henner)
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BeitragVerfasst am: 16.12.17 19:50    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

So, das wird der letzte Kommentar von meiner Seite zu diesem Thema sein, falls keine Fragen auftauchen. Ich habe inzwischen einen Magnetsensor (US5881LUA) fuer etwa 1$ als Referenzschalter eingebaut, der zum Finden des Nullpunkts beim Einschalten dient. Der kleine gelbe Magnet triggert den Hallsensor. Beim Bestellen musste ich ein Formular ausfuellen, mit dem ich versichern musste, dass ich ein ordentlicher Buerger bin und damit keinen Unsinn anstelle. Offensichtlich ein hochbrisantes Bauteil, das aber in Millionenstueckzahlen z.B. in Fenstersicherungen etc. eingebaut wird. Mit keinem anderen Bauteil ist mir das bisher passiert:



Ausserdem habe ich eine Belastungsprobe gemacht: 800g schafft der kleine Motor locker:



Das Programm ist nochmal einfacher geworden; ich hatte das "Lok Drehen" viel zu kompliziert angefasst. Die Buehne muss einfach immer dann umgepolt werden, wenn ein Abgang angefahren wird, der >= 180° zum Abgang 0 ist.
Regards

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Henry (Henner)
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dampfspieler
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Anmeldungsdatum: 30.01.2007
Beiträge: 156
Wohnort: Neubrandenburg

BeitragVerfasst am: 17.12.17 09:45    Titel: Re: Drehscheibe mit Mikroprozessorsteuerung Antworten mit Zitat

Moin Henner,

Zitat:
Das Programm ist nochmal einfacher geworden; ich hatte das "Lok Drehen" viel zu kompliziert angefasst. ...

weil Du ja gesagt hast, dass ... . Hier meine Frage/Bitte - könntest Du das "verschlankte" Script bitte hier einstellen?

Viele Grüße Dietrich

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