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Weichenantrieb digital: Holgis 4fach-Servoansteuerung

hobo

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Servos aus dem Modellbau sind auch für Modellbahn-Zwecke (z.B. als Weichen- oder Signalantrieb) gut zu verwenden. Ihre Vorteile: leise, kraftvoll und günstig (ab 4,95 € bei Conrad).
Nachteile sind der zu große Drehwinkel und die hohe Geschwindigkeit, die eine Anpassung an Modellbahnzwecke erforderlich machen. Hierzu existieren zwar bereits elektronische Schaltungen, z.B. von MBTronic oder Conrad - aber damit wird die Servo-Lösung finanziell recht aufwendig.

Über den Fred von Groeschi Servo-Weichenantriebe von MBTronik sowie zuvor roemis Bahnübergangs-Projekt bin ich auf holgis Website gestoßen, fand dort die 4fach Servoansteuerung mit DCC Decoder für 4 Servos - und war von der Idee begeistert.

Groeschis MBTronik-Fred hatte mir ja schon Appetit auf Servos als Weichenantrieb gemacht; allerdings wollte ich gleich einen Schritt weiter gehen und die Antriebe digital ansteuern; und preisgünstiger sollte es auch sein. Genau das ist mit holgis DCC-Decoder mit 4fach-Servoansteuerung möglich: Servo-Ansteuerung und DCC-Digitaldecoder für vier Servos auf einer Platine. Reine Bauteilkosten (ohne die Platine): 9-10 €.

Kurzentschlossen holgi angeschrieben und mich als "Betatester" angeboten. Holgi ging gleich darauf ein und bald darauf hatte ich einen von ihm zusammen gestellten "Bausatz"
IMG_4072.jpg
auf dem Basteltisch liegen.

Zunächst ging es daran, die SMD-Bauteile aufzulöten. Dank Kopflupe und Verzicht auf die abendliche Bierration :icon_wink gelang mir das dann auch leidlich, wie hier zu sehen:
IMG_4087.jpg.

Ich muss hinzufügen, dass dies eine Premiere für mich war; um SMD-Bauteile hatte ich bisher immer einen Bogen gemacht. Wenn man jedoch weiß, wie sie zu handhaben sind, dann ist die Montage kein Problem.

Als nächstes war die Bestückungsseite dran.
IMG_4089.jpg
Auf dem Foto sind die IC-Fassungen noch leer. Das aus gutem Grund, denn nach Aufbau der Schaltung sollte diese zuerst mit dem Multimeter getestet werden (holgi beschreibt, wie das geht). Ich hatte z.B. die (fast gleich aussehenden) Spannungsregler vertauscht. Nachdem dieser Fehler behoben war (und ein falsch herum eingelöteter Elko auch noch an seinen richtigen Platz kam), konnten die ICs eingesteckt und der Funktionstest begonnen werden.

Das nächste Bild zeigt den entsprechenden Aufbau:
IMG_4375.JPG
Modellbahntrafo als Stromlieferant, holgis Platine, vier Servos, eine Computertastatur und das LH90 von LENZ (die ebenfalls beteiligte Zentrale LZV100 ist auf dem Foto nicht zu sehen).

Falls man zusätzliche Schaltkontakte (für Herzstückpolarisierung o.ä.) braucht - an die Schraubklemmen (schräg rechts oben auf der Leiterplatte) lässt sich zu jedem Servo jeweils ein Relais anschließen und mitsteuern.
IMG_4376.JPG

Besonderer Clou von holgis Servoansteuerung ist die Programmierung der Servos über eine direkt an die Schaltung anschließbare Computertastatur. Damit können für jeden Servo getrennt Geschwindigkeit und Drehwinkel justiert werden - jeweils passend für die zu schaltenden Weichen, Signale oder was man sonst mit den Servos bewegen möchte.
Dies wie auch das Schalten der Servos mit dem LH90 von LENZ klappte im Prinzip auf Anhieb. Das Compact von LENZ ließ sich nicht immer dazu überreden mitzuspielen. Ob es mit der ROCO-Lokmaus funktioniert konnte ich noch nicht probieren, werde ich hier bei Gelegenheit berichten.
holgi schreibt auf seiner Website, dass er diese Servo-Ansteuerung mit einer PC-gestützten Software-Zentrale betreibt. Dort findet man auch Beispiele für den Antrieb von Weichen.

Anzumerken ist vielleicht noch, dass sich diese Schaltung nur bei Digitalsteuerung einsetzen lässt. Wer Servos analog schalten will, muss auf die teureren Lösungen von Conrad oder anderen Anbietern zurückgreifen. Doch warum sollte man auf die volldigitale Variante mit leistungsstarken und leisen Servos verzichten, die inclusive Servos nicht mehr kostet, als vier nackte Weichenantriebe von meist geringerer Leistung und dafür gelegentlich erheblich größerer Lautstärke?

Man merkt vielleicht, ich bin von dieser Servoansteuerung ziemlich begeistert, auch wenn ich sie bisher nur trocken ausprobiert habe (also noch nicht mit MB-Zubehör). Das kommt jedoch in Kürze, und auch darüber werde ich hier berichten.

Zum Abschluss ganz herzlichen Dank an holgi für seine fabelhafte Unterstützung und den netten Kontakt - nicht zuletzt auch für die zahlreichen Schaltungen, die er uns auf seiner Website zur Verfügung stellt.
 
Das ist wirklich interessant!
Besteht seitens des Entwicklers vielleicht die Möglichkeit, je Servo zwei Relais vorzusehen, die erst in der jeweiligen Endstellung anziehen?
 
Hallo Hobo,

danke, gern geschehen.
Die Schaltung ist für digital, das ist richtig.
Man könnte aber auch den DCC Kram weglassen, dafür einen 4fach RS-Flip/Flop + 8 Optokoppler aufbauen, und damit das ganze auch analog zur Verfügung stellen. Mit 2x4 Tastern kann man dann die beiden Positionen anfahren. Preislich dürfte sich das nichts nehmen.
Ich hab das nur bisher noch nicht gebaut, weil ich das persönlich nicht benötige. Aber vielleicht gibt es Interessenten dann kann man sich ja mal Gedanken drüber machen.
Einer hatte schon mal nach sowas gefragt ... :gruebel:

@Stardampf
Mit dieser Schaltung nicht. Es fehlen am PIC einfach Ausgänge.
Ich brauche ja dann 3x4 Ausgänge (4xServo + 2x4 Relais).
Dazu müsste man einen anderen PIC nehmen, mit mehr Ausgängen und die Schaltung etwas überarbeiten. Dazu fehlt mir aber im Moment die Zeit.
Eine andere Möglichkeit wäre, den Decoder so umzuschreiben, dass nur noch 2 Servos benutzt werden und somit die 4 Ausgänge für je 2 Relais zur verfügung stehen.

Holger
 
hallo hobo, das sieht ja lecker aus. In meinem Fred bin ich leider noch nicht weiter, die Digicam streikt. In Dresden haben wir aber festgestellt das bei meinem die Rückmeldung eigentlich ein Lügenbold ist. Servo abgezogen, Elektronik schalten lassen und tatsächlich ändert sich die Anzeige. Will sagen: wenn der Servo ausgefallen ist ändert sich trotzdem die Rückmeldeanzeige. Das nicht gut.

hobo, was meinst Du denn für MB-Zubehör?

der groeschi
 
@groeschi
groeschi schrieb:
hobo, was meinst Du denn für MB-Zubehör?
Bin ein bisschen faul im Schreiben: Modellbahn-Zubehör, also Weichen, Signale, Schuppentore, Wasserkräne und was sich sonst so bewegen lässt.
Und wenn jetzt der Sabber fließt: ich kann nur sagen, ist echt appetitlich, das kleine Platinchen :doener:
... meint hobo
 
Hallo,
groeschi schrieb:
... In Dresden haben wir aber festgestellt das bei meinem die Rückmeldung eigentlich ein Lügenbold ist. Servo abgezogen, Elektronik schalten lassen und tatsächlich ändert sich die Anzeige. Will sagen: wenn der Servo ausgefallen ist ändert sich trotzdem die Rückmeldeanzeige. Das nicht gut....der groeschi
das geht nur mit einer echten mechanischen Kopplung der Rückmeldekontakte mit dem Antrieb. Alles andere sagt nur, dass der Decoder den Befehl erkannt hat und weitergegeben hat (an den Servo). Ob der das tatsächlich macht, kann er nicht überprüfen.

Holger
 
Hallo Holger,

kann man die Bausätze bei Dir bestellen und was würden diese kosten?
 
Holgi schrieb:
das geht nur mit einer echten mechanischen Kopplung der Rückmeldekontakte mit dem Antrieb

Oder durch den kompletten Ersatz der Servoelektronik durch den µC. Also das Poti an den Analogeingang und den Motor direkt pulsen. Damit dürfte auch das Ruckeln bei kleinen Stellgeschwindigkeiten verschwinden.
Ist programmtechnisch nicht wirklich aufwendiger (halt nur anders), der Aufwand wäre eher im Umbau der Servos zu sehen.
Wenn ich aber eine echte Rückmeldung brauche oder das Ruckeln zu sehr stört (Segmentdrehscheibe), wäre das eine Alternative.
 
groeschi schrieb:
...In Dresden haben wir aber festgestellt das bei meinem die Rückmeldung eigentlich ein Lügenbold ist. Servo abgezogen, Elektronik schalten lassen und tatsächlich ändert sich die Anzeige. Will sagen: wenn der Servo ausgefallen ist ändert sich trotzdem die Rückmeldeanzeige. Das nicht gut...

Wie hoch ist denn die Wahrscheinlichkeit das der Servo, bei der mechanischen "Belastung" die er auf der Moba hat, ausfällt?
Vielleicht kann Leichti was dazu sagen aber bis der Servo im harten RC-Betrieb seinen Geist aufgibt, ist (nach meinem Kenntnissstand) schon das eine oder andere Ruderhorn zerbrochen worden.
Genauso gut könnte der Stelldraht an einem herkömmlichen Antrieb die Stellschwelle kaputt gehen. ;)

P.S.: Auch dran denken: Es handelt sich um eine Steuerung und nicht um einen Regelkreis.:allesgut:
 
Ich halte die "Lügenrückmaldung" für absolut ausreichend. Ich betreibe nebenbei auch RC-Modellbau. Bei meinem 1:10-Mercedes hat es mir letztes Jahr 2x die Anlenkung des verderen Querlenkers bei Krashes zerrissen (Dikusch hat es gesehen). Das Lenkservo hat das alles Klaglos hingenommen. Selbst bei den Microservos in meinen 2 Fliegern ist noch keines kaputt gegangen, obwohl die kleinen Dinger recht harten Belastungen ausgesetzt sind (Abstürze).

Das Stellsignal wird ja in Millisekundenabständen permanent gesendet und der Servo regelt bei Fehlstellung gegen.
 
Hallo Swen,
Swen schrieb:
Hallo Holger,
kann man die Bausätze bei Dir bestellen und was würden diese kosten?

Das Problem sind im Moment die Leiterplatten. Wenn genügend Interessenten da sind, kann man welche anfertigen lassen, das Stück ca. 5 Euro. Bauelemente etwa 10 Euro bei Reichelt.

Bausätze bzw. auch fertige Decoder hab ich bisher nur an einzelne Betatester herausgegeben. Das Ätzen, Zuschneiden und Bohren ist doch recht aufwendig.
Die Programme auf den PIC's sind kostenlos und ich würde die auch kostenlos brennen bzw. die Hex Files herausgeben zum selber brennen.

Holger
 
Holgi, ich wäre an mindestens 5 Sätzen interessiert. Wieviele müßten den zusammen kommen, damit sich die Herstellung lohnt? Hast du eine Filmtasche? Zur Not würde ich auch ein paar Leiterplatten ätzen. Bohren muß man dann selber. Leiterplatten kann ich in meiner Ätzanlage auch nebenbei ätzen lassen, das ist nicht so aufwändig wie Neusilber.
 
Hallo Grischan,

ich hatte mal bei einem Hersteller 50 Stück angefragt, einseitig, ohne Lötstopp und ohne Bedruckung, aber mit Rollverzinnung. Das waren dann knapp 5 Euro pro Stück.
Insgesamt muss ich natürlich sagen, die Schaltung und die Software ist nur teilweise von mir und wurde auch von mir nicht an anderen Zentralen getestet. Ich kann nur für meine Anlage sprechen und bisher haben nur 2 Boardmitglieder getestet. Ob das aussreicht, alles gleich im größeren Maßstab aufzuziehen, mag ich nicht beurteilen.
Deshalb steht ja auch auf meiner Seite "Selbstbauprojekt" und "auf eigene Gefahr".
Einige Leiterplatten für weitere Tests kann ich wohl machen, ungebohrt und nicht zugeschnitten. Und vielleicht auch den einen oder anderen kompletten Decoder.
Belichten tu ich mit Ausdruck auf Transparentfolie, die Leiterplatte ist ja nur einseitig. Das Layout ist auf meiner Webseite.

Holger
 
HallO!
Ich hatte den anderen Prototypen getestet (noch mit serieller Einstellung per PC). Den gab es beim Treffen der Vorpommern in Rostock auch schon zu sehen.
Der hatte auch schon wunderbar funktioniert.
Getestet hatte ich den per Weichenkeyboard von Arnold samt 2 verschieden Zentralen. Das Keyboard ist kompatibel zum Keyboard von Lenz und Roco (dort sogar im Handbuch der LM2 aufgeführt).
Mfg Uller
P.S. Da fällt mir noch mein LI100 ein, ich werde darüber den Decoder auch nochmal testen, aber nur mit der zum LI100 mitgelieferten SW (DOS)
 
Hallo alle zusammen,
Zitat E-Fan, Wie hoch ist denn die Wahrscheinlichkeit das der Servo, bei der mechanischen "Belastung" die er auf der Moba hat, ausfällt?
Schon passiert.
Zitat Grischan, Ich halte die "Lügenrückmaldung" für absolut ausreichend.
Dann eben nichtmehr.
Zur Erklärung: zwei Servos angeschlossen, einer als W-Antrieb, einer nur so. Probieren mit Digisystem-prima. Zurücksetzen auf Werkseinstellungen-Chaos. Klar mein Fehler, der eingebaute kann durch die mechanische Blockierung des Stellweges nicht in den Auslieferungszustand zurückfahren und versucht es ununterbrochen. Ehe ich gemerkt hab was los ist hats von dem halbrunden Stellzahnrad einen Zahn erwischt. Wenn ich nun ganz normal schalte überspringt das Rad und die Weichen bleibt mittig ohne Endlage stehen. Die Rückmeldung jedoch zeigt jedesmal einen korrekten Schaltvorgang an und der Servo bleibt stehen.
Was lernen wir? Zurücksetzen des Servos nur ohne Stelldraht oder ausgebaut und die Rückmeldung ist nicht 100% sicher.
Das waren groeschis Erfahrungen
(kann mir jemand mal bitte erklären wie man die Zitatfunktion richtig benutzt)
 
Hallo Holgi,

ich habe gerade mal hochgerechnet und komme auf 20 Decoder nur für die Weichen. Als Zentrale habe ich die Intellibox und würde mich auch zum testen bereit erklären. Könnte mir auch den Decoder bei Dir abholen. Da ich noch nie eine Leiterplatte geätzt oder einen IC programmiert habe, ware ein kompletter Baustein sinnvoll.
 
Servo

Hallo,
klingt alles sehr interessant.
Meint ihr, daß sich da auch ein Anfänger rantrauen kann? Und verstehe ich den PReis für die Bauteile mit rd. 10 Euro so, daß da alles komplett zu erhalten ist? Also auch die Servo selbst?
Meine Meinung hinsichtlich des Brennens der Software ist, daß das zumindest für mich kaum in Frage kommt - habe keinen "Brennofen" und wüßte auch gar nicht, wie man das anstellt....
 
'Servo

Tut mir leid Stardampf, daß ich nicht so im Thema bin sodaß Du zynisch werden mußtest; aber ich erwähnte, daß ich Anfänger bin.
 
@ Josch:
Sorry,
aber bei insgesamt 10€ vier Weichenantriebe und noch die Ansteuerelektronik + Decoder zu erwarten ist nicht mehr nur mutig, das ist schon tollkühn.
Man muß auch kein Fachmann in irgendetwas sein um zu wissen, daß das so nicht geht, da genügt ein wenig gesunder Menschenverstand.

Wer den nicht einschaltet, darf sich auch nicht wundern wenn... :braue: :auslach:
 
Anfänger wie ich haben auch keinen gesunden Menschenverstand. Die sind einfach doof. So wie kleine Kinder, den man 100 mal sagen kann sie sollen nicht den heißen Ofen berühren und es dennoch tun.
Vergessen wir es einfach........:dontfeed:
 
HallO!
@groeschi
Die Rückmeldung ist bei vielen anderen Antrieben auch nicht sicherer. D.h. einfach Microschalter an das Steuerkreuz des Servos, spart auch die Relais,die Montage ist allerdings ein wenig aufwendig.
@josch
Bauteile für den DIGITALDECODER 10,- Eur + Leiterplatte 5,- (oder selber ätzen) Servos gibt es neu ab 5,- EUR.
Nun vergleich trotzdem mal, motorische Weichenantriebe + DCCDecoder (auch als Bausatz) kostet mindestens das doppelte.
Mfg Uller
 
Falsch.
Anfänger sind nicht doof, da besteht kein Zusammenhang.

Vom Selberdenken sind sie aber auch nicht befreit.

Nun beruhige Dich aber bitte wieder,
dann diskutieren wir vernünftig, damit am Ende auch was sinnvolles dabei 'rauskommt.
:allesgut:

Die von uller genannten realen Preise ergeben insgesamt 35,-€, bei vier Weichen macht das 8,75€/Weiche incl. Decoder!
Der Preis ist kaum zu toppen, günstiger wird es demnächst nicht machbar werden.
 
Es ist dann also so (wenn alles zusammengebaut ist), daß über einen integrierten DCC-Decoder die Servos angesteuert werden und diese dann die Weichen bzw. Signale oder sonst was schalten.
Und diese Decoder sind dann ganz normal über die Zentral ansteuerbar (sofern die Zentrale damit zusammenarbeitet, was - wie ich gelesen habe - nicht unbedingt der Fall sein muß)?
 
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