Mechanik/Elektronik und eine Saege fuer den Waldbahner

[Henner (Henry)]

Um Micha's Thread nicht zu verwaessern, nun meine Antwort zu dem Beitrag von Jens:

Hallo Zusammen,

vor allem eines hielte mich dann sowieso von der Computertechnik ab, wenn ich denn zum Modellbau mal wieder käme:
Mechanik und Elektrik sind meistens mit den Augen nachvollziehbar, aber wo die Elektronik anfängt, ist das nicht mehr so.
Berufsbedingt weiß ich auch, dass eine mechanische Lösung eigentlich (im Orgelbau) immer die beste, weil dauerhafteste ist.
Und finde einer mal einen Fehler, wenn die Elektronik spinnt - das ist ohne eine fundierte Ausbildung eigentlich ausgeschlossen, es sei denn man erneuert den ganzen Krempel.
Nicht, dass die Elektronik nicht ihren Platz hätte, ohne sie könnte ich garnicht von Oslo aus hier posten, aber mir persönlich ist die Mechanik auch am liebsten!

Viele Grüße

Jens

1. Mein Freund Dennis ist 77 Jahre alt und der Rest von uns auch nicht viel juenger. Trotzdem versuchen wir, immer etwas Neues zu lernen und anzuwenden. Das Argument "ich fang das nicht mehr an" ist nicht sehr ueberzeugend:
- Vor etwa drei Jahren haben wir Dennis' Fraesmaschine auf CNC umgeruestet inkl. aller dazu notwendigen Hardware/Software.
- Vor ca. 2 Jahren haben wir einen 40W CO2 Laser ebenfalls in HW/SW umgebaut.
- Wir haben uns in 3D CAD vertieft (Am Anfang sehr frustrierend)
- Wir haben uns in die Programmierung von Mikroprozessoren eingearbeitet.
- Wir haben den Guss von Teilen aus Zamak gelernt.
- In Kessel/Brennerbau sind wir inzwischen ganz gut geworden.
2.Zum Thema Elektronik/Mechanik
- Flugzeuge und z.B. Werkzeugmaschinen werden heute von Computern und elektrischen Servos gesteuert. Wenn das nicht besser/sicherer als Mechanik waere, haette man das nicht gemacht. Bei einem Projekt waegen wir immer ab, ob Mikroprozessor oder Mechanik die bessere Loesung ist (sofern wir nicht ein Vorbild nachbauen). Eine Orgel wird seit Jahrhunderten gebaut, da mag die Mechanik inzwischen ausgereift sein.
- Wir sind ja keine Mechanikfeinde, sonst wuerden wir keine Dampfloks bauen. Vor einiger Zeit haben meine Freunde Bill und Dennis mit mir zusammen die komplexe mechanische Baker Steuerung fuer Dampfloks verstanden, konstruiert und optimiert (alllerdings unter Einsatz von CAD). Die so gebaute Lok faehrt seidenweich. Und wir haben alle mal mit Laubsaege und Feile angefangen und nehmen jetzt die neuen Techniken mit Freude auf.
- Mikroprozessorgesteuerte Systeme lassen sich deutlich einfacher "entwanzen" und reparieren als mechanische Systeme. Ich muss es wohl wissen, da ich Beides gemacht habe. So kann ich ein Programm schrittweise abarbeiten oder an bestimmten Stellen anhalten lassen, um zu sehen was passiert ist. Bei einem komplexen mechanischen System ist das nicht so einfach. Einen Fehler zu beseitigen bedeutet in der Mechanik ein neues Teil oder Bearbeitung, bei einem Programm einige Zeilen neuer/geaenderter Code.

So, jetzt als Belohnung fuers Lesen noch eine kleine Zugabe, die ich (die Welt ist klein) auf dem Flughafen von Oslo fertiggestellt habe. Es ist eine 2-Mann Saege, die mit dem Laser geschnitten oder geaetzt werden kann. Das Bild zeigt einen Testschnitt aus Karton mit unserem Laser. Das .dxf File fuege ich bei (nur fuer privaten Gebrauch).

So, und jetzt duerft ihr auf mich einhauen...

[Ecthelion]

Hallo Henry,


natürlich nutze ich auch CAD, PC etc, ohne das geht es ja heute garnicht mehr, und gerade beim Zeichnen ist eine undo-Funktion ja echt nett, viel einfacher als eine "klassische" Zeichnung auf Papier etc.
Das meinte ich ja auch genau damit, dass die Elektronik ihren Platz und ihre Berechtigung hat. Aber das Problem mit der Drehscheibe würde ich persönlich auch mit Mechanik und ein paar elektrischen Bauteilen lösen und nicht microprozessorgesteuert.

Ein Beispiel noch aus meinem Beruf:
Hier in Oslo bin ich an einer Orgel, deren alter Spieltisch ca. 60 Jahre alt ist - genauso wie die Elektrik da drin, auch wenn (scheinbar genauso alt!) einige Steuerungs-"Elektronik"-Bauteile verbaut sind.
Und dieser Spieltisch hat das Problem, dass immer mal wieder irgendetwas nicht funktioniert. Und wehe, man bewegt dann eines der alten Kabel zu stark, damit kann man mehr kaputt machen, als dass man repariert. Davon ab, wie will man einen Fehler finden, den man nicht sehen kann, der bei jedem Einschalten mal da ist, oder mal nicht? Faktisch ist sowas so gut wie nicht reparabel, da lóbe ich mir die Mechanik, da kann man der Holzleiste nämlich nachgehen und gucken, wo die hängt oder gebrochen ist. Fehler gefunden - Reparatur möglich ;_)

VG Jens

[Dampf-Paul]

Hallo Henry,

Baker-Steuerung in Ehren, sämtliche sonstigen mechanischen Steuerungen ebenfalls.
Hatte ja alles zu seiner Zeit seine Bedeutung.

Meine Loks laufen mittlerweile komplett mikroprozessorgesteuert.
Von der Brennersteuerung – in Abhängigkeit des jeweiligen Lastzustands –
über die Wasserstandsregelung bis zu den Servoventilen für die Dampfzuteilung der Zylinder.
Eine klassische mechanische Steuerung gibt es nicht mehr.

Selbstredend mit Drehzahlgebern an allen Achsen, schlupffreiem Anfahren, Kraftsensor (per Dehnmess-Streifen) am Zughaken.
IR-Abstandssensor sorgt für Sicherheit und ebenso für ruckfreies Auffahren an zu kuppelnde Wägen.

Je nach Lust und Laune verschiedene Betriebs-Modi auswählbar. Ok, es war ein wenig aufwendig, die Kennfelder
für die verschiedenen Modi hinzukriegen. Selbstverständlich hat die Lok eine Strecken-Lern-Funktionalität.
Per Differential-GPS, unterstützt durch die Drehgeber an den Achsen, nimmt sie die Strecke auf.
Beschleunigungs-kompensierte Neigungssensoren erkennen Steigungen und Gefälle.
Somit optimiert die Steuerung bei erneutem Durchfahren der Strecke die Dampferzeugung.

Es ist echt toll, mit VR-Brille auf der Lok mitzufahren, denn Stereokameras sind selbstverständlich
ebenfalls integriert. Die Lok überwacht sich vollständig selbst, eine Anwesenheit an der Strecke
ist nicht mehr erforderlich. Alle sicherheitsrelevanten Systeme sind redundant.

So kann ich entspannt im Internet nach Neuigkeiten suchen, weitere Features für die Loksteuerung programmieren,
gleich aufspielen und ausprobieren.

Cheers!
Andreas


Sagt ein Programmierer zum anderen: "Draußen schneit`s."
Meint der: "Schick mir mal den Link."


Jetzt darfst Du auf mich einhauen ...

[Henner (Henry)]

@Jens
Ich kann Deine Frustration durchaus verstehen. Vielleicht hast Du auch keine vernuenftige Dokumentation oder die ganze Anlage ist nicht besonders gut konstruiert/gebaut worden. Heutzutage legt man sehr viel mehr Gewicht auf Wartung/Fehlersuche und baut die Systeme so, dass sie preisguenstig (schnell) gewartet/repariert werden koennen. Um noch mal auf das urspruengliche Thema zurueckzukommen:
Ich habe mal eine Drehscheibenloesung mit Microcontroller skizziert (wirklich nur eine grobe Skizze). Fuer eine Drehscheibe mit 4 Abgaengen ist ein Controller, 4 Taster/Schalter fuer die Anwahl der Abgaenge (S1-S4), 4 (5mA) Relais zum Schalten des Gleisstroms (R1-R4) und ein Treiber (ULN2003 - 7in einem Gehaeuse) fuer die 4 Spulen des Schrittmotors (I1-I4) erforderlich. Die Preise fuer Microcontroller bewegen sich zwischen <1€ bis etwa 5€, der ULN kostet auch etwa 1€. Ein Adapter zum Programmieren/Entwanzen kann man schon fuer etwa 10€ bekommen, den braucht man nur einmal und kann ihn dann fuer weitere Projekte verwenden.

Fehlersuche an der Hardware ist extrem einfach, da ich per SW jeden einzelnen Pin lesen/setzen kann.
@Andreas
Soll ich auf das Gefasel wirklich antworten? Laut Deinem Profil hast Du noch nie hier ein Projekt vorgestellt. Ich hingegen habe sehr viele unterschiedliche Arbeiten hier im Forum beschrieben, z.B.
Meine Guinness Tramway ohne jeglich Elektronik:
modellbau/viewtopic.php?t=9905
Animierte Baker-Steuerung:
modellbau/viewtopic.php?t=12307
Eine 1:8 Climax:
modellbau/viewtopic.php?t=11673
Eine Waldbahnlok:
modellbau/viewtopic.php?t=7184&postdays ... sc&start=0
Weitere Waldbahnprojekte (teilweise noch nicht hier gezeigt oder Bilder verschollen):
https://www.stummiforum.de/viewtopic.php?f=47&t=150882
Eine Diesellok mit Handyfernbedienung (auch noch nicht hier gezeigt):
https://www.stummiforum.de/viewtopic.php?f=47&t=152953
Ein Indexer fuer den Laser
modellbau/viewtopic.php?t=12415
und schliesslich einige DCC/RC Spielereien mit z.B. einem selbstentwickelten DCC Decoder:
modellbau/viewtopic.php?t=11724
Dies ist nur ein Auszug. Wenn Du eine aehnliche Produktion vorweisen kannst, lasse ich mich gerne von Dir belehren. Ansonsten ist Dein Beitrag nur laecherlich.
Regards

[Lindenauer]

Hallo Henry,

hier meldet sich der Micha mit der Drehscheibe auf Deinen neuen Thread. Für mich ist ja Deine Grobskizze des Schaltplans zunächst interessant. In einem früheren Leben habe ich auch mal Elektronik gelernt, aber da gab's nur analog. Da geht natürlich gleich daraus hervor, dass die erste Ziffer meines Lebensalters auch bereits eine "6" ist. Die digitale Welt heutzutage basiert in erster Linie auf Software und da gehen meine Fragen sofort los. Unter welcher Software müßte ich denn einem Controller sagen, was er überhaupt tun soll? Läuft die ganze Geschichte ausschließlich auf 5V-Technik oder welche Spannungen müßte ich noch bereit halten? Ich habe sogar verschiedene Schrittmotoren "liegen"; wie ich die allerdings praktisch zum Laufen bringen könnte, ist mir bis heute absolut verborgen geblieben. Wäre Dir dankbar für einen Tipp, wo man sich in die Grundlagen zunächst mal einlesen könnte.

Grüße von Micha -MiLü-Bahn-

[Lindenauer]

Hallo, ich muss hier noch was anfügen. Klar habe ich zum Thema auch schon im allwissenden "Netz" gestöbert und bin u.a. dabei bei YouTube auf folgendes Video gestoßen: https://www.youtube.com/watch?v=Z28cdGBcIpI
Wen's interessiert, der sollte sich die 6 Minuten Zeit mal nehmen und zuschauen, wie der nette junge Mann hier programmiert. Nach den 6 Minuten habe ich das Gefühl, dass ich das wohl nie begreifen werde und wohl doch besser weiter feile und schraube.....

Upps, so schlimm hätte ich es mir nicht vorgestellt.

[Henner (Henry)]

Hallo Micha,
es ehrt Dich sehr, dass Du zumindest mal versuchen willst, Dich in Schrittmotore und deren Ansteuerung einzuarbeiten. Da dies vielleicht auch fuer andere interessant sein koennte, sollten wir es hier oeffentlich tun. Ich will Dir eine solche Loesung fuer Dein Drehscheibenproblem auch keineswegs aufdraengen, wenn Du Dich mit einer mechanischen Loesung besser fuehlst, solltest Du dabei auch bleiben. Ich hatte halt nur geschrieben, wie ich es heute loesen wuerde. Als Anfaenger haette ich beim Anschauen des von Dir verlinkten Videos nur "Bahnhof" verstanden, der Autor setzt viel zu viele Kenntnisse voraus... Zunaechst mal musst Du einen Schrittmotor verstehen. Dazu hilft vielleicht https://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor. Der Motor hat normalerweise zwei Spulenpaare, die abwechselnd mit wechselnder Polaritaet betrieben werden. Dies wird entweder dadurch erreicht, dass die Spulen umgepolt werden (bipolarer Betrieb) oder eine Wicklung mit Mittenanzapfung auf einem Spulenkoerper angebracht ist, die dann je nach erforderlicher Magnetpolaritaet eingeschaltet wird (unipolarer Betrieb). Du musst also zuerst herausfinden, was fuer Motore Du hast: Bipolare haben 4 Anschluesse, unipolare 5,6 oder 8, je nachdem intern schon Spulenenden zusammengeschaltet werden. Siehe "Schrittmotor-Schaltungsvarianten" in obigem Link. Mit simplen Schaltern kannst Du den Motor einzelne Schritte machen lassen. Die Versorgungsspannung ist bei einfachen unipolaren Steppern meist 5V. Eine genauere Beschreibung ist hier zu sehen: https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q= ... iVoSDl33X5
Am einfachsten zu betreiben ist der unipolare Motor.
Ich will jetzt nicht auf Konstantstromsteuerung, Mikroschritte oder aehnliches eingehen, fuer unsere einfachen Faelle brauchen wir das nicht.
Der Mikrocontroller hat nun die Aufgabe, das entsprechende Ausgabemuster zu erzeugen (rechts oder links), die Drehzahl einzustellen (Frequenz der Ausgabemusterwechsel) und die Anzahl der Schritte zu erzeugen. Doch davon spaeter mehr, falls Du (ihr) daran Interesse habt.
Regards

[Henner (Henry)]

In der Bucht gibt es z.Zt. ein Sonderangebot Arduino mit viel Zubehoer wie Schrittmotor, Servo, Prototypboard fuer <$10.
https://www.ebay.com/itm/Ultimate-Ardui ... 5#shpCntId
Ideal, um in die Materie einzusteigen.
Wenn man bestellen will, geht der Preis fuer den Kit leider auf etwa 20$.
Regards

[Ecthelion]

Wo wir gerade beim Thema Elektrik/Elektronik sind:
a) den Fehler im Spieltisch hab ich gefunden *freu*
b) es gibt doch bestimmt Sensoren / Steuerelemente, die eine Strecke erfassen können, oder? Wie heißen die?
Zur Erläuterung: Interessieren würde mich, ob es einen Sensor gibt, der eine zurückgelegte Strecke, z.B. 0 ... 10 mm erkennt, und damit einen Motor/Magneten/etc proportional steuert - meinetwegen auch über einen Microchip o.ä. Weiß da jemand etwas drüber? Vielen Dank!

Viele Grüße

Jens

[Maestrale5]

Hallo Jens,

Wegsensoren gibt es verschieden Systeme.
Da gibt es magnetische, wie Messschieber oder optische, wie Glasmaßstäbe oder auch kapazitive Systeme. Für die Auswahl ist entscheidend, wie viel Platz man hat und wie genau es sein muss.

Grüße
Georg