2017

Juli 2017 ... Arnold-Drehscheibe

10. Sept 2017:
Erster Platinenentwurf für die Zentrale und das Bedienelement..
Das Layout für die Gruben-Platine ist als Prottyp mal entworfen, nun muß ich aber mit dem Steckboard erst nochmals testen, bevor bestellt wird.

Es sind 2 Platinen, eine für die "Zentrale" mit dem PIC und eine mit den Bedienelementen (Tastern, Display, 2 LEDs). Beide zusammen sind eine Euro-Platine 16 x 10 cm.
Auf der PIC-Platine sind dazu gekommen die Leistungsstufe für das PWM-Fahrpult und ein I2C Anschluß für das ELV MP3-Sondmodul MSM3 - der PIC hat die Treiber für I2C schon an Bord, ich mußte aber die Anschlüsse erst frei machen und anderes auf andere Pins verschieben.

PIC-Platine
mit Relais, Leistungstransistoren für Bühnenmotor und Fahrpult, unten drunter sind noch ein paar SMD Teile.
grube

Bedien-Platine mit dem Display, dem Digitalpoti, den Tastern und Status-LEDs.
Taster- und die LCD- Anschlüsse werden im Multiplex Verfahren gemeinsam genutzt (siehe Webseite von Sprut),
unten drunter sind noch ein paar SMD Teile, u.a. der Steckeranschluß
bedienung

Juli 2017 ... Arnold-Drehscheibe

7. Sept 2017:
Erster Platinenentwurf für die Drehbühne.
Auch wegen der doch recht großen Goldcaps müssen es 2 Platinchen werden, die oben und unten in das Chassis der Drehbühne montiert (=geklebt) werden.
Die Maße der beiden Platinchen sind etwa 6 x 2 cm.

Platine 1 mit dem PIC (links die SMD Seite und rechts die Bauteile-Seite).
Der 7806 wird abgeknickt, dann liegt er flach auf der Platine.
Auf dieser Platine liegen die Anschlüsse zum Drehbühnenantrieb und zu den Schleifringen, dazu noch ein Programmieranschluß für den PIC und die Anschlüsse zu der LED-Platine.
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Platine 2 mit den LED Anschlüssen:
Welcher 5V Regler es wird, hab ich noch nicht entschieden. Für beide ist das Lötpad vorbereitet. Ich denke, der im SMD Gehäuse reicht aus, weil nur kleine SMD-LEDs angesteuert werden sollen.
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Juli 2017 ... Arnold-Drehscheibe

27.Juli 2017:
ein kurzer Stand der Dinge:
  • ich habe das Steuerprogramm mal aufgeräumt; nun ist es schön modular und gut strukturiert und damit bereit für jede Menge Erweiterungen
  • der Belegtmelder für die Drehbühne arbeitet jetzt 100% zuverlässig, so wie auch die ganze Drehsteuerung; die Bühne stopt zuverlässig am vorgewälten Gleis; damit können die Signale für Auf- oder Abfahrt gesetzt werden
  • der Sensor für die Stellung der Bühne am Anschlußgleis funktioniert auch; damit können die Signale an dem Bühnenende gestellt werden an dem die Lok auf/abfährt
  • ich kann mit einem Taster mehrere vordefinierte Display-Layouts anwählen um mir Daten anzusehen, insbesondere die Daten die zum Bühnen-PIC geschickt werden und von dort zurückkommen; alles sehr schön OK
  • die Speicherkapazität der Goldcaps für den Bühnen-PIC während der Drehung ist auch OK, kein Flackern der LEDs beim Umschalten vor und nach der Bühnendrehung

Die Bedienung der Steuerung sind zZ diese 5 Taster und das Digitalpoti und ein LCD Display
DSC01787s
von Links:
das Digitalpoti mit Drucktaster: für die Gleisvorwahl und mit Tastendruck startet die Drehung, auch für Nothalt
linke Taste: bei Betriebsbeginn manuelle Gleissynchronisierung (der wird dann mal automatisiert mit einem Sensor, Reedrelay oder Hallsonde)
daneben: PIC-Reset (der Taster verschwindet dann irgendwann)
halbrechts: Display-Menüwahl
rechts: 180o Schwenk (als Toggle-Kommando), addiert auf die Gleisvorwahl vom Poti noch zusätzliche 180o

1.08.2017
Testaufbau von heute:
es soll noch ein Soundmodul dazu kommen.
IMG 0681ss
rechts: der Bühnen-Antrieb mit neuem Faulhabermotor
links:    das Soundmodul und der Rollenstand
mitte:   das Steckboard mit Markierungen was auf welche Platine kommt.

Juli 2017 ... Arnold-Drehscheibe

24.Juli 2017:
und ich konnte eines der beiden Shiftregister zur Ansteuerung der LEDs auf der Bühne weglassen.
Mann kann nämlich das Schalten des Lichtsperrsignals (2x rot, 2x weiß) mit nur einem - statt 2 - Treiberausgängen steuern:
signal
wenn das Steuersignal high ist, dann leuchten nur die beiden unteren LEDs, wenn es low ist, leuchten nur die beiden oberen.

In diesen Fall (wenn mit nur einem Vorwiderstand 2 parallel geschaltete LEDs bedient werden) müssen die LEDs von identischen Typ sein (sie müssen die gleichen Durchlassspannungen haben, sonst leuchtet nur eine der beiden)

Juli 2017 ... Arnold-Drehscheibe

21.Juli 2017:
Da die Steuerung nun feststellen kann, ob die Bühne während der Drehung leer oder besetzt ist, können die entprechenden Zu- und Abfahrt-Signale automatisch gestellt werden.
Bisher allerding kann ich noch nicht automatisch auswählen, an welchem Ende der Bühne die Signale gestellt werden sollen, es fehlt noch eine Info, nämlich wie herrum die Bühne steht.

Allerdings hab ich dafür schon eine Lösung im Kopf, die heute ausprobiert wird:
  • ich habe ja für den GBM schon alles installiert,
  • für die GBM/Besetztmessung wird eine Bühnenschiene mit Masse verbunden und der Bühnen-PIC misst während der Drehung, ob auf der anderen Schiene immer eine Verbindung zu Masse existiert das Messsignal also immer Low ist), wenn ja, dann ist das der Lokmotor und die Bühne ist besetzt;
  • wenn die Messspannung während der Drehung auch nur kurzzeitig auf High springt, dann ist die Bühne leer (diese Sprünge treten nur auf, wenn die leere Bühne zwischen den Gleisanschlüssen steht/dreht oder wenn sie an einem leeren Anschlußgleis vorbeiläuft),
  • diese Massenverbindung der einen Schiene - es ist immer die gleiche, sie ist bühnenfest - kann ich nun nutzen, um bei Stillstand der Bühne von der Fahrstromringleitung in der Grubenwand aus zu messen, welche der beiden Ringleitungen Masseschluß hat und damit weiß die Steuerung, wie rum die Bühne steht.

Die Drehphase der Bühne wird also in 2 Phasen unterteilt:
  • während der Drehbewegung misst der Bühnen-PIC ob Masseschluß auf den Bühnenschienen ist, das ist der GBM der Bühne
  • diese GBM-Konfiguration (=eine Bühnenschiene ist satt mit Masse verbunden und die andere misst der Bühnen-PIC) wird nach dem Stillstand zunächst noch kurz beibehalten und
  • der Gruben-PIC misst an beiden Fahrstromringleitungen, welche der beiden an Masse liegt (das ist die Masse-Schiene der GBM-Messung); damit weiß der Gruben-PIC wie herrum die Bühne steht ..... bingo
Das müßte so funktionieren; das Ganze ist aber abhängig von der Wahl der richtigen Messwiderstände, denn die Messung der Bühnenstellung muß funktionieren bei leerer und besetzter Bühne.

Getestet und für gut befunden, bingo, es funktioniert.

Juli 2017 ... Arnold-Drehscheibe

21.Juli 2017:
jetzt hab ich eine Harware und Software Version, die zuverlässig während der Drehung der Bühne misst, ob auf der Bühne eine Lok steht oder nicht.

War n bisschen tricky:
  • zur Erinnerung: der GBM sitzt nicht in der Zuleitung des Fahrreglers, sondern da sind jetzt neue spezielle Verbindungen auf der Bühne zwischen dem dortigen Bühnen-PIC und den Schienen. Der Bühnen-PIC arbeitet mit den Goldcaps als Spannungsquelle, weil zu Gruben-PIC während der Drehung keine daten und Spannungsverbindung besteht.
  • der GBM wird softwaremäßig am Beginn der Drehung mit "besetzt" vorbelegt.
  • Wenn während der Drehung auch nur einen kurzen Augenblick keine Verbindung (=offene Leitung) zwischen den beiden Bühnenschienen festgestellt wird, dann ist die Bühne leer,
  • das funktioniert unabhängig davon, ob die Bühne an leeren oder besetzten Anschlußgleisen vorbei läuft (man muß wissen, dass bei der Arnold-DS an den Gleisanschlüssen die Bühne mit dem vorbeischwenkenden Anschlußgleis kurzzeitig elektrisch verbunden wird)
Nun kann ich am Ende der Drehung die Lichtsignale auf der Bühne automatisch richtig setzen. Wenn die Bühne leer ist, wird das Zufahrtsignal auf "weiß" gesetzt, wenn die Bühne besetzt ist, wird das Abfahrsignal auf "weiß" gesetzt. Zusätzlich gibt's natürlich noch einen Taster, mit dem man den automatischen Zustand "überschreiben" kann.

...wieder ein Stückchen geschafft in meinem DS-Digitalisierungsprojekt

noch ein Bild nachgeschoben über meinen Testaufbau von heute:
  • links ein Rollenstand, die die Bühne simulieren soll
  • rechts der Arnold-Drehscheibenantrieb mit Motor und Lagesensor
  • dazwischen das Steckboard mit 3 Bereichen
  • unten der Gruben-PIC mit 3 Mini-Relais, LCD-Display, Digitalpoti mit Taster und dem Leistungstransistor für den Bühnenmotor,
  • in der Mitte der Bühen-PIC (mit angestecktem Brenner) mit noch etlichen Test-LEDs, die anzeigen ob der PIC läuft, ob er Daten vom Gruben-PIC geschickt bekommt und ob er selbst Daten zum Gruben-PIC zurückschickt, in welchem Betriebsmodus er ist, was der GBM misst und die Goldcaps.
  • oben (noch nicht verbunden mit dem Bühnen-PIC die Shiftregister zum Ansteuern der Signale und Lichter auf der Bühne
DSC01785s

Die großen beiden ICs sind die beiden PICs; die kleinen schwarzen Schachteln sind MiniRelais (je 2 Wechsler); 3 Relais auf der Platine Gruben-PIC und 2 Relais auf der Bühnen-PIC Platine. Der Bühnen-PIC wird dann mal eine wesentlich kleinere Version mit nur 14 Beinchen.
Wie man sieht ist auf den Platinen gar nicht so viel drauf, nur die beiden PICs, die Relais, 2 Spannungsregler, die Goldcaps und ein paar AnzeigeLEDs, das größte Teil natürlich das LCD.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

23.Juni 2017:
Die serielle Kommunikation zwischen den beiden PICs im Stillstand der Bühne funktioniert nun.
Ich kann jetzt zur Brücke ein 8 Bit Byte schicken (und zur Überprüfung wieder zurückschicken).

Damit können jetzt Signale und Lichter auf der Bühne je nach Betriebszustand im Stillstand gesetzt werden und sogar während der Drehung durch den PIC auf der Bühne behalten werden (oder ein Blinklicht weiterblinken) :
  • 4 Gleissperrsignale mit je 2 x Rot und 2x Weiß; die Konfiguration der Signale wird von dem Mastercontroller unter der Grube gesteuert
  • 1x Licht im Maschinenhaus (Einschalten mit Flackern)
  • 1x Licht auf der Bühne (Einschalten mit Flackern)
  • 1x gelbes Blinklicht wenn Bühne dreht
  • 1x Reserve
Wenn dann später evtl. eine Version kommt mit Steppermotor und mechanischem Signal, wären die 4 Bits der Lichtsperrsignale dafür nutzbar. Aber das Protokoll auf der seriellen Leitung lässt sich leicht auf mehr Bytes erweitern.

Zum Entwickeln des seriellen Interfaces zwischen den PICs habe ich mir eine spezielle Schaltung auf einem Steckboard gebaut, es enthält nur die beiden PICs mit ihrem Drumrum, jeder zum Testen mit einem LCD Display, aber alles ohne die Relais für die Drehscheiben-Steuerung, die ja schon fehlerfrei funktioniert. Hier geht es jetzt nur noch um die Lichtsteuerung auf der Bühne.
DSC01769s

Bei mehr als einem einzigen Signal auf der Bühne ist es notwendig zu wissen, mit welchem Ende die Bühne am Gleisanschluß steht. Ansonsten kann die Automatik nicht wissen, welches Signal auf "Fahrt" gestellt werden soll, außerdem muß sie wissen ob die Lok von der Bühne runter fahren soll oder ob sie rauf fahren soll.

Zum Synchronisieren der Bühnenposition ist also nicht nur die Gleisnummer zu synchronieren/initialisieren, sondern auch die Richtung der Bühne.

Ich spiele mit dem Gedanken an einem Gleisanschluß mit einer Kombination Magnet/Reedkontakt einen Sensor einzubauen, sodass das Synchronisieren automatisch ablaufen kann.

Optimal wäre dann noch ein GBM auf der Bühne. Damit könnte man dann die Fälle Rauf- Runterfahrt automatisch mit den richtigen Signalbildern signalisieren. So ein GBM wäre während der Drehbewegung eigentlich ganz einfach zu implementieren, weil nur der Motorwiderstand festgestellt werden müßte, also ganz super einfach. Damit ließe sich aber nur der Besetztzustand während der Drehung messen, sobald die Bühne am Gleisanschluß steht, hat die Bühne Motorstromanschluß und dann müßte ein richtiger GBM her.

Damit bliebe nur eine Lichtschranke als Kandidat, aber die ist vermutlich zu klobig auf der Bühne und lässt sich da schlecht wegtarnen.


Es bleibt spannend.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

17.Juni 2017
Die Brücke bekommt einen PIC Microprocessor.

Ich habe jetzt eine flexible Lösung gefunden habe, die alle Möglichkeiten für Steuerungen auf der Bühne offen hält:
  • Da ich nun mit den beiden Motorleitungen im Stillstand die Möglichkeit habe einen Microprocessor von der Hauptsteuerplatine aus zu steuern, bekommt die DS-Brücke einen PIC Microcontroller eingebaut. 
  • Das ist wesentlich flexibler für die spätere Adaption zB an verschieden Epochen und Signaltypen und -kombinationen. es ließe sich sogar ein Steppermotor/miniservo betätigen für mechanische Signale auf der Bühne.

Die 4 Leitungen werde ich so nutzen:
In der Drehphase:
  • Leitung 1: Masse
  • Leitung 2: Rückmeldekontakt zum Messen der Drehung
  • Leitrungen 3 + 4: Motorspannung
  • in dieser Phase "lebt" der Prozessor von der adung des Goldcap Speicherkondensators
Im Stillstand:
  • Leitung 1: Masse
  • Leitung 2: 12V (später wird das 5V) Ladespannung für den Speicherkondensator das Umschalten des Konfigurationsrelais auf der Bühne und Versorgungsspannung für den PIC Prozessor - diese Spannung steht nur im Stillstand der Bühne zur Verfügung
  • Leitung 3 + 4: für Interface zwischen den beiden Microcontrollern (einer in der Steuerplatine unter der Grube, einer auf der Bühne)
Das Umschalten der Konfiguration der Leitungen 2,3,4 für Drehen und Stillstand mache ich mit Minirelais, das ist am einfachsten. das Steuern der Lichtphasen im Stillstand macht dann der PIC auf der Bühne nach Kommando von der Steuerplatine;

Während der Drehphase versuche ich den PIC micro mit einem Goldcap am Leben zu halten, damit evtl. noch ein gelbes Blinklicht laufen kann. Im Stillstand bekommt er aber sicher seine Spannung über Leitung 2 (zZ noch 12V, daraus mache ich aber noch 5V, ich habe zZ nur 12V Relais in der Kiste, deshalb fange ich mal mit 12V an).
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Schaut mal, was es da für schnuckelige kleine Steppermotörchen gibt, schon mit eingebauter Antriebsspindel mit Anschlägen.
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Damit ließe sich sicherlich ein mechanisches Sperrsignal auf der Bühne drehen lassen.
Das Teil hat mit mal ein E-Bastler bei facebook empfohlen, er bewegt damit Tore des BW-Lokschuppens. Ich selbst habe sie aber noch nicht ausprobiert, das wird noch ein neues Lernprojekt für mich.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

13.Juni 2017

Große Erfolgsmeldung,

Ich habe eine Version meiner Steuerung bei der ich auf der Bühne das Gleissperrsignal schalten kann, alles ohne jegliche Änderungen an dem Design der Drehscheibenbühne und keine zusätzlichen Schleifer.

Die Schaltung ist zwar nicht so geworden wie ich es mir ursprünglich gedacht hatte (das mit dem Shiftregister hat nicht funktioniert, warum beschreibe ich dann mal wenn ich die Schaltung vorstelle).

Hier mal ein Video, besser als viele Worte. In der 2. Hälfte des Filmchens habe ich die Schaltung für die Bühne auf die Bühne zum Testen gelegt.
Die große Platiene ist das Steuerungsboard mit dem PIC Microcontroller und dem Bedien-LCD Display. Die rechte kleine Platine ist die Schaltung auf der Bühne für die Signale - noch ohne eigenen PIC Micro. Es fehlt noch eine LED die dauernd brennt, das ist das Licht in dem Maschinenhaus auf der Bühne, aber die wird ohne das Relais am Goldcap parallel liegen und immer brennen....also ganz einfach.

Der Trick an der Steuerung ist dieser:
Es steht für die Bühnenlichter nur eine (Steuer)-Leitungen zur Verfügung, zusätzlich liegt noch ein Masseverbindung
Diese Steuerleitung wird in den beiden Operationellen Phasen unterschiedlich genutzt:
  • Es gibt die beiden Phasen: Stillstand und Drehbewegung

Im Stillstand wird an die Steuerleitung eine 10 V Spannung gelegt die das Relais auf der Bühne anzieht, die Relaiskontakte führen die Spannung der Steuerleitung an die weißen Leuchtdioden
Im Stillstand wird die 10 V Spannung parallel zu dem Relais auch über eine Diode plus Ladewiderstand an einen GoldCap Kondensator geführt und lädt ihn auf.

In der Drehpase wird die 10 V Spannung zur Bühne abgeschaltet und ein Widerstand an die Steuerleitung gelegt um den Status des Rückmeldekontakts zu messen (der Kontakt zu Masse öffnet an die Positionen mit Gleisschluß, an denen die Bühne angehalten werden könnte; die Steuerleitung ist also in dieser Phase eine Messleitung; durch das Abschalten der 10V Spannung fällt das Bühnenrelais ab (damit gehen die weißen LEDs aus) und die roten LEDs werden an den GoldCap gelegt und leuchten.

Im Video geben die gelben LEDs den Status der Relais.
Die Gesamt-Steuerung hat zZ 3 Relais:
  • das Polwenderelais für den Bühnenmotor ergibt die Drehrichtung der Bühne
  • das Steuerrelais, das die 10V Steuerspannung zum Signalbildrelais auf der Bühne an/aus schaltet
  • das Relais auf der Bühne, das das Signalbild schaltet
  • Oben auf der Steuerplatine ist noch eine rote LED zu sehen; sie gibt den Status des Rückmeldekontakts, die Schaltvorgänge dieses Signals werden gezählt und steuern die Drehbewegung.

Nun steht im Prinzip alles, das Konzept der Leitungsumschaltung mit Hilfe der neuen Relais funktioniert.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

8.Juni 2017

eine Erfolgsmeldung:


Bühne eingebaut in die Anlage, neue Steuerung dran geklemmt und ?????????????????????????? ....es funktioniert ohne Mucken, hei was ist das für ein guter Tag heute.

Jetzt kommt die Zusatzschaltung für die Bühnenlichter dran, auch das wird gut werden.

Ein kleines Video:

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

Ich grübele über der Idee, wie bekomme ich ein serielles Signal über die bestehenden Schleiferbahnen zur Drehbühne um Funktionen auf der Bühne an/ausschalten zu können, zB Licht im Maschinenhaus, Rangier-Lichtsignale für die Lokfahrten, gelbes Blinklicht wenn die Bühne dreht.

Die Bühne hat diese 4 "Schleiferbahnen" (3 Schleifer, 1 Drehschaft):
  • 2 Leitungen für die Motorspannung, die haben keinen Massebezug weil sie über das Polwenderelais umgeschaltet werden
  • 1 Signalleitung von dem Rückmeldekontakt S1
  • 1 Masseleitung auf den sich die Signalleitung bezieht

Die Signalleitung mit der zugehörigen Masseleitung (die sind beide galvanisch von den Motorleitungen getrennt) sind nun das Objekt der Begierde.

Die Signalleitung ist offen, wenn die Bühne an einem Gleis eingerastet ist bzw an einem vorbeiläuft, sie ist geschlossen wenn die Bühne zwischen den Gleisen sich bewegt.

Diesen Umstand möchte ich nutzen.
Wenn die Bühne am Gleisstutzen steht (was ja im größten Teil der zeit der Fall ist) , ist der Meldekontakt S1 in der Bühne offen und die Leitung kann benutzt werden um Daten zur Bühne zu schicken.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

und jetzt wird das alles mit einem Digital-Poti (Impulsdecoder mit Taste) gemacht:
Gleis-Sollposition wird mit dem Poti eingestellt (ist nur im Stillstand der Bühne möglich)
bei Tastendruck auf den Potiknopf läuft die Bühne los, und stopt automatisch am Zielgleis.
bei Zusätzlichem Drücken einer 2. Taste wird im Stillstand manuell Synchronisiert.
eben getestet und für gut befunden

Jetzt kommt das Spezielle einer Lok-Drehbühne dran:
  • bei Rundumlauf springt die Gleisnummer an der Grundstellung von GLEISmax auf 1
  • Wahl des kürzesten Weges zum Zielgleis ist nicht trivial:
    • Richtung der Loks in allen Stumpfgleisen soll (bei mir) mit Vorderseite zur Scheibengrube sein;
    • Richtung der Lok in den Ankunfts- und Abgangsgleisen ist verschieden, wie es der Lokführer wünscht
    • deswegen gehört für eine Automatik da noch etwas Gehirnschmalz dazu damit richtig herum gedreht wird
es geht weiter...

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

5.Juni 2017:
das Projekt blüht und gedeiht.
Die erste Schaltung ist entworfen und auf dem Steckbrett gesteckt ............ und sie funktioniert
DSC01741ss
In ein Bild hab ich eingezeichnet, was was ist.
  • ich hab mich entschlossen als Polwender für den Motor ein Relais zu nehmen anstatt einer H-Brücke mit Transistoren; das sind Feinheiten die kann mann später machen.
  • Alle Taster und das Bühnenlage-Signal gehen an den PIC und alle Steuersignale - Drehrichtung CW/CCW der Bühne und Motor an/aus kommen aus dem PIC.
  • an den Signalen zur/von der Bühne hab ich (zunächst noch) nichts geändert, 2 Leitungen für den Motor und 2 Leitungen für den Sensor.

Jetzt geht's an die Steuerlogik und die Menüführung, also das Steuerprogramm im PICmicro. Das ist jetzt der spannenere Teil.
Mal sehen ob ich es hinbekomme, dass eine Gleisvorwahl die Bühne dann am vorgewählten Gleis mit Schienenschluß zum Stehen kommt .... und das alles automatisch ohne manuellen Eingriff.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

2.Juni 2017:
Mal ein paar Grundsatz Feststellungen, warum man an dem Prinzip des Antriebs mit seiner Mechanik nichts ändern kann, da würde auch ein µP nichts helfen:
  • in seiner Endphase wird der mechanische Einlauf auf die Schienenposition nur mit Hilfe der Excenterscheibe auf dem großen Zahnrad gemacht;
  • dazu muß das Getriebe von der Motorspindel mechanisch getrennt sein, sonst verhindert die Selbsthemmung dass der Excenter frei beweglich ist;
  • für diese mechanische Trennung ist die Zentrifugalkupplung zuständig;
  • damit die Kupplung wirkt, muß der Motor eine Minimaldrehzahl haben, sonst kuppelt sie nicht ein.
  • der Rückmeldekontakt sitzt praktisch an der Excenterscheibe und er ist in Stellungen zwischen den Gleisanschlüssen geschlossen und öffnet am Gleisanschluß

Eine digitale Steuerung wird dann dieses machen:
  • sie beobachtet wann der Rückmeldekontakt öffnet,
  • der µP zählt die Öffnen-Ereignisse und damit die Gleisanschlüsse
  • wenn das Zielgleis erreicht ist, wird der Motor angehalten und es läuft die Endphase ab, wie oben beschrieben (Ausklinken des Getriebes über die Kupplung und Endeinlauf mit dem Excenter)
  • Ein neu zu entwickelndes Steuergerät ändert also nichts an dem eigentlichen Antrieb sondern betrifft nur eine komfortablere Bedienung mit einem Handregler und/oder erlaubt eine Steuerung über einen PC und damit den Einbau in Steueratomatiken einer Modellbahnanlage.

Juni 2017 ... Arnold-Drehscheibe

1.Juni 2017:
so, der Fauli ist heute eingetrudelt und ich hab ihn gleich eingebaut ..... und meine Hoffnung hat sich erfüllt, der Antrieb ist wesentlich leiser geworden. Da sind keine weiteren Lärmschutzmaßnahmen nötig, die Bühne läuft mit angenehmem leisen Säuseln ihre Runden.


Und nun einige Bilder vom Umbau.

der alte Antrieb mit dem Arnold-Motor
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Interessant die Excenterscheibe auf dem Zahnrad. Die bewirkt dass die Bühne mit Schienenschluß an den Gleisen hält, wenn man kurz vor dem Zielgleis den Motor stoppt.
DSC01725s

Von dem alten Motor kann man die Zentrifugalkupplung leicht mit einer Pinzette abhebeln und auf die Achse des Faulis leicht manuell aufschieben bis zum Anschlag.
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Der neue Faulhabermotor wird mit 3 Distanz-Messingplättchen geliefert, sodass er in die alte Fassung passt.
Ich habe ihn nur eingeklemmt, das reicht. Kleben ist nicht notwendig.
DSC01736s  DSC01737s  DSC01738s

Etwas fummelig ist das einsetzen der Zahnräder, aber man bekommt mit der Zeit Routine darin.

Ein Video:
https://www.youtube.com/watch?v=swz1l4DztfQ


Die Bühne ist nun wieder eingebaut in die Anlage und ich teste mit einem Netzteil, welches die besten Spannungen sind, sodass die Bühne sicher anläuft und dabei aber nicht zu laut ist, also alles mit möglichst geringer Drehzahl und schön langsam.

Das wird nun die Aufgabe der neuen Steuerung mit dem Microcontroller.
Wie die Rückmeldung funktioniert davon dann mehr.

Der Anfang ist also heute schon sehr vielversprechend gewesen.

noch ein kleiner aber feiner Zusatz zum Thema "Lärmoptimiereung":
Nachdem ich den Fauli mit allen 3 Messingdistanzstücken eingebaut hatte und zum erstenmal testete, war das Ergebnis nicht so dolle, es lärmte noch ziemlich.
Dann hab ich mal näher geschaut, wo die Vibrationen eigentlich entstanden:
Es ist die Stelle an der der Pin der Zentrifugalkupplung auf den Umlenkhebel trifft.
Weil das mittlere Distanzstückchen den Motor recht weit in Richtung Umlenkhebel (im Bild nach rechts) verschob, hatte ich den Hebel etwas gebogen. Damit traf der Kupplungspin aber nicht mehr senkrecht auf die Hebelfläche.
DSC01736s1  

Und ich erklärte mir das Vibrieren damit, dass wegen der Lose des Pins und der Querkräfte auf den Pin am Auftreffpunkt der sich drehende Pin zur Vibartion (=Klappern) angeregt wird.
Daraufhin hab ich das kleine Distanzstückchen wieder entfernt, den Motor mit der Kupplung weiter weg von der Hebelfläche nach links gesetzt und den Hebel wieder gerade gebogen. Nun lief alles wesentlich leiser.

Mai 2017 ... Arnold-Drehscheibe

31. Mai 2017

Mein Projekt "Arnold Drehscheibe 4.0" beginnt.

Einen Faulhabermotor hab ich bereits bestellt, er trudelt morgen ein.... dieser ist es 

Inzwischen hab ich die Drehscheibenbühne ausgebaut, zerlegt, gereinigt und wieder zusammengebaut .....und sie funktioniert noch

Dabei hab ich mir die Funktion all der Teile die da rummachen genau klargemacht, vor allem auch wie die Rückmeldung funktioniert.

Der Arnold DS wird ja zu recht nachgesagt, dass sie im eingebauten Zustand mächtig Lärm macht. Das konnte ich sogar im ausgebauten Zustand nachvollziehen: wenn man die Bühne mit laufendem Motor frei in der Hand hält, ist sie wunderbar leise. Aber wehe man legt sie auf einen Resonanzboden (zB Holzplatte), dann dröhnt es mächtig. Es ist wegen des komplett aus Metall gebauten Bühnengerüsts mit allen metallenen Zahnrädern ein wunderbare Lärmmaschiene.....aber - und das mag ich - sie ist robust und geht vermutlich nie kaputt.

Mit dem neuen Faulhabermotor hoffe ich dass alles ein bisschen leiser läuft, ich hoffe stark dass der Fauli besser rund in seinen Achslagern läuft. Denn bei dem alten Arnoldmotor stelle ich fest, dass die lärmenden Vibrierungen durch den starr eingeklemmten Motor und durch die Fliehkraftkupplung verursacht werden. Also wird sich das bei einem neuen Fauli ändern (=verbessern), evtl. muß man die Motorbefestigung flexiebel (=weich) machen; mal sehen ob das möglich ist.

Zusätzlich hab ich mir ein Netzteil spendiert mit einstellbarer Spannung, sodaß ich die Bühne recht langsam laufen lassen kann - mit reduziertem Lärm - und noch funktionierender Mechanik. Eine Minimalumdrehung muß der Antriebsmotor haben, damit die auf der Motorachse sitzende Fliehkraftkupplung wirkt. Diese Kupplung koppelt über einen Stellarm das Getriebe an den Motor und die Bühne dreht.

Auf dem großen weißen Zahrrad (das in den Spurkranz in der DS-Grube eingreift) sitzt ein Excenter, der an 2 Stellen einer Umdrehung mit einem Nocken den Hebel für die Rückmeldung bewegt. Aus der Polarität der rückgemeldeten Spannung kann man die Drehrichtung der Bühne erkennen und ihre Positionen mitzählen.

Nun möchte ich mit einem Microcontroller (natürlich ein PIC) ein Steuergerät bauen, das diese Funktionen haben soll:
  • mitzählen der Rückmeldungen
  • ermitteln der Drehrichtung
  • Automatik- und Handstell-Modus
  • Anzeige auf einem LCD Display
  • Tasten und Drehimpulsgeber zur Bedienung
  • diversen Steuerungs Schnick-Schnack, der im Laufe des Projekts hochkommt
Mir ist klar, dass ich mal wieder das Rad neu erfinde damit (zB Stärz hat schon einen käuflichen Bausatz der genau das auch macht), aber ich halte mich an meinen Grundsatz "Steuerungen werden nicht gekauft, sondern selbst gebaut" ..... das gehört zum Hobby dazu, bzw DAS IST das Hobby.

Heute hab ich der Drehbühne als erstes einen Teststecker verpasst, mit dem ich die Bühne an das Steckboard anschließen kann.

Die Grundschaltung, wie ich die Steuerung an die Bühne schalte, hab ich schon auf dem Papier.
So nun warten wir zunächst mal auf den Fauli.
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Mai 2017 ... Steuerung aufräumen

heute mal ein paar Bilder von meiner augenblicklichen Aufräumaktion zwischen den Kabeln der "Steuerzentrale".

Vor allem bei den Netzteilen hatte sich in letzter Zeit viel Müll angesammelt, es flogen mehrere Gleichrichter mit Kondensatoren rum, um ungeregelte Gleichspannungen zu erzeugen, letztens gebraucht für die Lichtsteuerungen. Das wird jetzt aufgeräumt. Auch die Lichtsteuerung mit dem DCC-Bus und seine PC-Anbindung wird neu verdrahtet, weil die Roco-Zentrale ihren Geist aufgegeben hat - ich hatte sie (die Zentrale mit der blauen Rocomaus) als Referenzsystem für die Entwicklung des DCC-Busses benutzt, die brauche ich jetzt nicht mehr, weil der DCC-Bus mit den Eigenbau DCC-Lichtdecodern funktioniert.

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Hier, die oberste Platte mit den Platinen für das PC Interface (rechts im Bild); links die beiden Platinen sind die 4 PWM-Spannungsgeneratoren, deren Spannung über Z-Schaltungen an die Verstärker in den Blockmodulen verteilt werden.
Der helle kleine graue Kasten mit 4 Potis und 2 Tastern  ist ein "Handregler" für Nothalt und Dimmen der Atomatik-Fahrspannungen für Langsamfahrten und Halt; er hat kein PC-Interface sondern wirkt direkt auf  die Fahrspannungsgeneratoren (Analogeingänge der Microcontroller auf den 4 PWM-Modulen).
Auf dieser Platte muß besondere Ordnung gehalten werden, denn nichts auf der Anlage funktioniert mehr wenn die PC-Anbindung "spinnt".
DSC01666s  
Interessant vielleicht die kleine braune Platine oben. das sind Optokoppler über die ich die Steuerspannungen für die induktiven Elemente (das sind Schmutzschleudern für digitale Schaltungen), hier also die Weichen und Flügelsignale. Mit diesen Optokopplern kann ich die Massen der Spulensteuerungen von der Masse der Reststeuerung und damit auch von dem PC selbst trennen und damit werden keine Störungen zB in den PC eingespeist. Vor Magnetismus und Induktiven Lasten habe ich Ehrfurcht, die können große Probleme mit Störspannungen machen. Die Zentrale für die Weichen/Signalschaltungen sind etwa 2 m von hier entfernt (Bild kommt mal später).
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Auf 3 solcher Platten sind die Blockmodule montiert, eine Platine pro Block; es gibt 37 solcher Platinen für die 37 Streckenblöcke und 7 für "Weichenstr-Abschnitte". Jedes Blockmodul hat 3 Verstärker und Besetztmelder für die 3 Blockabschnitte Fahren, Bremsen und Halt bzw Anfahren.
Wenn in einem Block in beide Richtungen gefahren werden soll, ist auf der Blockplatine noch ein 6 poliges Relay als Polwender montiert (jeweils links neben den 3 grauen Kühlkörpern).

DSC01669s  
Die flach liegenden beiden Platinen enthalten die PC-gesteuerten Z-Schaltungen für die Blockmodule auf dieser Platte; hier werden also die 4 Fahrspannungen als Steuerspannungen auf die hinten liegenden Blockmodule aufgeschaltet, statt der bekannten Relays habe ich Kleintransistoren genommen, denn es werden hier nur Steuerspannungen zu/abgeschaltet und nicht die hochstromigen Gleisspannungen.
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Ich bastele jetzt gerade solche Holzverkleidungen überall vor die Platten. Die 4 Platten links in dem Rack mit den vielen Kabelbündeln  bekommen eine gemeinsame große Verkleidung davor gesetzt, dann ist das Kabelwerk schön geschützt und das Ganze sieht "ordentlicher" aus.
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Hier die Platte mit den zentralen Netzteilen (20V, 5V, 16V Wechselspg, usw).
Da stehen links 4 Netzteile mit Netztrafos für 5 V Festspannung für die 14 Platinen des PC-Interfaces und 2 Netzteile (mit den roten Stellknöpfen) für 0-30V mit einstellbarem MaxStrom für die PWM-Fahrspannungen- und Blockmodule....ein Netzteil ist noch frei, wird vermutlich für die Lichtsteuerung eingesetzt.
Auf der noch nicht verkleideten Platte drunter, dort wird die Zentrale für die Lichtsteuerung aufgebaut.
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Beim Aufräumen findet man dann auch für Störungen die bisher nicht gefundenen Ursachen, hier zB ein abgerissenes Kabel innerhalb eines Steckers.

April 2017 ... Um die Tunneleinfahrt

12.4.2017:
eine schon länger existierende MoBa Anlage ist wie ein altes Haus, wenn man mal mit Renovierungen anfängt, nimmt's kein Ende.

Diese Ecke an der Tunneleinfahrt gefällt mir nicht mehr, ich hatte sie vor vielen Jahren nur provisorisch gestaltet, jetzt mache ich es richtig.
Die Tunnelröhre sieht auch nicht dolle aus!





Alles Grüne rausgeräumt; den sehr gefälligen Wasserturm von alt-Arnold-rapido wieder eingeklebt; Korktapete eingeklebt; als nächstes wird dann Sand eingestreut aber zunächst muß der Korkkleber trocknen.

Die beiden Weichenantriebe müßten auch noch so gut wie möglich weggetarnt werden. Ich kann sie leider nicht mehr unterflurig montieren, weil drunter eine dicke Spanplatte liegt, in die ich nicht mehr reinsägen kann ohne die Gleise zu demontieren.




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13.4.2017:
fertig, die Ecke wäre auch wieder hübsch ... alles mit Dreckfarben gepudert, Grüh neu eingestreut, Büsche/Bäume fehlen noch einige, auch Foliage über den Ritzen (hinten im Hang sitzen 2 herausnehmbare Styroporteile).

vorne rechts: da ist ein Viessmann Signalmast bei Bauarbeiten (vor langer Zeit) abgebrochen (wo der Stelldraht steht).... es wird nun bald ein neuer Mast aufgestellt.
Die Stellwerkplatte muß auch noch besser eingeschottert werden.

Was mich noch stört sind die beiden Gleissperrsignale. Das sind Attrappen von Arnold. Sie zeigen so in Kombination ein falsches Signalbild; sie dürften nicht gleichzeitig beide "Rangierfahrt frei" zeigen, weil beide Fahrten auf's gleiche Gleis führen.
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April 2017 ... Panoramabild

10.4.2017
Ein Panoramabild vom heutigen Zustand.
Rund um die Straßenserpentine ist zur Zeit Baustelle, als nächstes werden dort Büsche und Bäume gepflanzt.


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April 2017 ... Pappmaschee

8.4.2017:
ich entdecke das Pappmaschee neu.
Zum Einpassen von herausnehmbaren unregelmäßigen Geländeteilen ist Pappmaschee ein wunderbares Material.

Ich hatte schon eine kleine Holzplatte zum Herausnehmen, jedoch an den Rändern passte es wegen ungünstigen Untergrunds überhaupt nicht.
Also habe ich mir einen passgenauen Abguß mit Pappmaschee gezaubert. Dazu habe ich Klarsichtfolie, da wo später die Ritzen sind, eingelegt, damit das Teil nicht festklebt.

Pappmaschee wird hart wie Holz und lässt sich dann auch wie solches behandeln. Der Vorteil gegenüber Gips ist, das es nicht so leicht bricht und beim Verarbeiten nicht so eine Sauerei macht; es lässt sich mit den Fingern gut einbringen und modellieren.

Als Anfang hab ich mir fertiges Material im Bastelladen besorgt, als nächstes werde ich es mal selbst herstellen, Mehl, Kleister, Eierkartons sind die Ausgangsmaterialien.




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März 2017 ... LKW-Hof

25.3.2017:
Der LKW-Hof ist fast fertig.
Es ist noch ein Lagerschuppen dazu gekommen, ein sehr hübsches Modell von Busch, es ist ein Laser-Cut Modell.

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März 2017 ... LKW-Hof

11.3.2017:
ein Stückchen Prototyp des Bretterzauns:

Material:
Reststücke aus Balsaholz ... die hatte ich mal bei den Modellfliegern als Reste für Lau ergattert.
In Streifen geschnitten mit dem Cutter und auf doppelseitigem Klebeband zusammenkeklebt mit UHU Alleskleber.

Ein Stückchen Protyp Stellprobe; die Bretter sollen absichtlich so demoliert (=kreuz-quer-kurz) aussehen...da werden später ein paar Preiserjungs durchsteigen

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März 2017 ... LKW-Hof

10.3.2017:
Der LKW-Hof ist gesandet und mit Puder "gealtert".
Am Hang entlag wird ein Brettenwand als Schutz aufgestellt (im Bild Probestellung).
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März 2017 ... Büsche(1)

6.3.2017:
Die Bepflanzung vor diesem Teil der Hintergrundkulisse ist fertig; das sieht gleich viel besser aus als bisher.
Im Mittleren Teil von heute hab ich ein bisschen mehr Herbsttöne eingemischt.
Ein Panoramaschwenk:

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5.3.2017:
Bevor es im Anlagenvordergrund mit dem LKW-Hof weitergeht, muß im Hintergrund noch einiges gebaut werden. Am Übergang zur Hintergrundkulisse fehlt überall noch die "Bepflanzung". Ich möchte das mit Foliage und Filterwatte machen, weil diese Materialien sich gut in Ritzen stopfen lassen.

Mal kurz gezeigt, wie ich so ein Buschwerk begrüne.

Man nehme:
  1. grün gefärbte Filterwatte (die gibt es fertig bei Noch/Woodlands)
  2. unregelmäßige Stücke in buschgerechte zerzauste Form zupfen
  3. besprühen mit Haarspray
  4. Woodlands/Noch feinen Turf drüber streuen, ich nehme 2 verschiedene Farben, ein helles und ein dunkleres Grün
  5. teils auch herbstliche Töne mit einmischen
  6. leicht überstreuen mit hellen Blättern
  7. zum Schluß mit Spray fixieren

Diese Serie ist für den Anlagenhintergrund direkt vor der Kulisse gedacht.

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"Eingepflanzt" kann man den Übergang von 3D auf 2D kaum erkennen.
die höheren "Gewächse" sind statt aus Watte aus Seemoos mit der gleichen Begrünung gemacht.
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März 2017 ... LKW-Hof

4.3.2017:
Erste Versuche seit langem mal wieder, mit Grünmaterialien einen Hang zu gestalten.
Verschiedene Streumaterialien, Turf, Foliage und begrüntes Seemoos hab ich benutzt.
Der LKW-Stellplatz selbst ist jetzt die nächste Baustelle.
Auch der Streifen zwischen dem Stellplatz und den Gleisen muß gestaltet werden. Da denke ich an eine Buschreihe und an eine Abgrenzung mit einem Zaun.
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Feb 2017 ... E-BW

Im ELok-BW gibt es noch eine Ecke, die noch nicht fertig ist. An der Kopfseite muß noch eine Mauer gesetzt und davor noch geschottert werden.
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Feb 2017 ... Bauwagen-Wohnplatz

Eine kleine Stellfläche zwischen  LKW-Hof und ELok-BW wird ein wilder Wohnplatz mit Bauwagen. Die Szene liegt auf einer klappbaren Fläche.
Letztes Bild ist eine Stellprobe.
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Feb 2017 ... Hof für LKW

die Baukolonne zieht weiter.
Ich glaube ich hab ein hübsches Plätzchen gefunden, um meine zahlreichen LKW auf einem wilden mit Schlaglöchern übersäten "Abstellplatz" in der Nähe der Bahngleise zeigen, Solche wilden Pläte findet man ja gerade rund um die Gleise sehr viel.
Das wird also keine gepflasterte einfarbig-graue glatte Fläche, sondern viel Kies, Pfützen und Schlaglöcher.
Mal sehn, ob mir das gelingt.
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Jan 2017 ... Straßenbau (unten und BÜ)

Im unteren Bereich der Serpentine und an dem unteren Bahnübergang wird nun die Straßen auch neu gebaut.
Das Belegen am Bahnübergang war etwas fieselig, weil die Schienen im Bogen verlegt sind.
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