Ausfahrtsteuerung für Schattenbahnhof

[TheBigK]

Ich habe eine Steuerung für die Ausfahrt meines Schattenbahnhofs erstellt. Ich bin zwar kein absoluter Neuling in Sachen Elektronik hab aber noch nie eine Schaltung selbst erstellt. Meine Frage also kann diese Schaltung funktionieren?

Der Bhf ist 3-gleisig und die Ausfahrt soll über 3 Taster gesteuert werden. Bei Tastendruck soll die Fahrstraße geschalten werden und der fahrstrom soll geschalten werden. Die geschieht über das jeweilige Relais rechts. (Anschlüsse an die Schalter des Relais fehlen noch) Der Fahrstrom soll nur solange geschalten werden bis das Ausfahrtsgleis (GBM4) besetz ist. Der Tastendruck soll unwirksam sein wenn dieses Gleis bereits besetzt ist oder wenn bereits ein anderes Gleis auf fahrt steht.

http://www.bilder-hochladen.net/files/2qfs-3-png.html

 

[Hammy]

Warum nimmst' keinen Mikroprozessor? Das scheint auf den ersten Blick sicher Overkill zu sein, ist aber wesentlich flexibler. Und wenn ein Problem in der Benutzung auftritt, dann änderst' halt das Progrämmchen und spielst es neu auf.

 

[Grischan]

Oder gleich den Computer

 

[TheBigK]

Computer möcht ich nich und mikroprozessor find ich wirklich overkill außerdem hab ich damit noch gar keine Erfahrung. Aber interessieren tät mich das schon mal das kommt vileicht später mal wenns an den oberen teil geht

 

[Holgi]

Wenn es dich interessiert solltest du damit wirklich anfangen.
Es mag Overkill sein, der Aufbau der Schaltung ist aber dadurch sehr einfach und Fehler / Änderungen kann man wie schon gesagt durch Programmänderungen beheben / vornehmen. Als Treiber empfehle ich ULN2803A, Transistorray mit Vorwiderstand und Freilaufdiode.
Mein S88 Belegtmelder besteht auch nur aus ca. 20 (Basic) Befehlen und ersetzt ca. 4-6 diskrete Schaltkreise und jede Menge Verdrahtung.

Holger

 

[flicflac]

@TheBigK

Ich kann tsinger und Holgi nur zustimmen. Für solche Aufgaben ist ein µP die bessere Wahl. Ich habe auch meinen ersten Schattenbhf mit CMOS-Logik realisiert (ebenfalls dreigleisig), funktioniert ohne Probleme. Als es dann an das nächste Projekt des Zwischenbhf. ging und 7GBM, Rückmeldung und Schaltung von 6 Weichen sowie richtungsabhängige Bremsstreckenschaltung usw. zu realisieren war... Jedenfalls hätte das mit Logikbausteinen mehr als "ein" A4 Blatt gefüllt
Also habe ich mit Mikroprozessoren angefangen. Wenn du ein bisschen Programmieren kannst ist das gar kein Problem. Zur Glaubensfrage Atmel oder Pic sowie Assembler oder Hochsprache kannst du hier ein bisschen nachlesen. Ich hab mich für Atmel und C entschieden. Bei Pollin gibt es ein Testboard für rund EUR 15,- und ein Prozessor ist mit EUR 2,50 auch bezahlt.
Mikroprozessor klingt zwar anfänglich wirklich wie Overkill, dem gegenüber steht als erstes aber die Flexibilität. Ein oder zwei Denkfehler beim Schaltungsentwurf mit Logikbausteinen lässt dich zur Lötstation greifen und umlöten bzw. irgendwie irgendwelche Gatter "dazwischenfrickeln". Beim µP kurz den Code umgeschrieben und schon ist alles im grünen Breich.
Was das Elektrische angeht empfehle ich auch den ULN 200x bzw 280x zur Ansteuerung der Relais. Wenn du mit 12V Ansteuerung arbeiten willst (mache ich auch) musst du zum 2804 (2004) greifen, bei 5V 2803 (2003). Um die galvanische Trennung kommst du auch bei 5V eigentlich nicht herum, da man Steuerkreis (Mikroprozessor) und Lastkreis (Relais) nicht auf einem Potential betreiben "sollte", aber man kann. Je nach Ausführung, Innenwiderstand und Anzahl kommen da schnell einige 100µA im Lastkreis zusammen.
Ich bereue meine Entscheidung jedenfalls absolut nicht. Und wenn der zweite Schattenbhf. (derzeit in Bearbeitung) funktioniert, tausche ich auch die Logik des ersten Schattenbhf. gegen Mikroprozessorsteuerung. Die haben nämlich noch einen Vorteil, die können miteinander "reden".

flic


PS: Wenn du die Schaltung zur Ansteuerung von z.B. motorischen Weichen entwirfst, baue gleich eine Möglichkeit zum Einkoppeln von Decodersignalen ein. Die meisten Decoder erfordern ein nachgeschaltetes Relais. Vor dem ULN einfach eine Variante von OR-Gatter einbauen, OR, XOR... je nach Logik. Gilt aber nur wenn du später evtl. vorhast Decoder einzusetzen. Das erspart in dem Fall aufwe(ä)ndiges Erweitern der vorhandenen Schaltung. Einfach das Signal vom Decoder auf entsprechedes Potential bringen, verbinden und schon klackt das Relais auch digital.

 

[TheBigK]

also ich werd mich mal etwas belesen ich hab ein scheinbar gutes tutorial gefunden
mit programmieren hab ich ja erfahrungen ich kann C und C++

und danke für eure antworten

 

[TTbauer]

also ich werd mich mal etwas belesen ich hab ein scheinbar gutes tutorial gefunden
mit programmieren hab ich ja erfahrungen ich kann C und C++

und danke für eure antworten

Hab deine Schaltung mal überflogen, könnte funktionieren. Aber ich schließe mich meinen Vorrednern an, mit Mc ist alles letztendlich viel einfacher zu realisieren! TTL oder MOS Gatter Gräber sind nicht wirklich eine Lösung, spätestens dann, wenn im Programmablauf irgendwas nicht hinhaut oder geändert werden soll!
Und wenn du C bzw. C++ beherrschst, dann ist das gar kein Problem. Mit Hochsprachen ist man sogar unabhängiger von der Wahl, welcher µC es letztendlich sein soll. Es ist nur ein Compiler für den gewählten Prozessor erforderlich, um den Code zu erzeugen. Moderne µC sind dann auch meist ISP- fähig, man kann sie also in der bestehenden Schaltung lassen und sie problemlos programmieren bzw. umprogrammieren.

 

[TheBigK]

mittlerweile hab ich selbst schon nen fehler bemerkt...
ich werd es wohl mit microcontroller versuchen

 

[ateshci]

@flicflac
Welchen 280x man benutzt, hängt NICHT von den für die Relais verwendeten Spannungen ab, so lange man nicht 50V= und 500mA Dauerstrom für den gesamten IC überschreitet. Der Unterschied in der Endziffer liegt in der für die ANSTEUERUNG verwendeten Logik (CMOS, PMOS, TTL oder schlicht Darlington-Eingang ) begründet. Für µCs gilt daher bei 5V= 2803, bei 3,3V= muß es der mit dem Darlington-Eingang, also 2801, sein. Die anderen CMOS (6-15V)=2804 oder PMOS(14-25V)=2802-Typen würden hier am Rand der Spezifikation arbeiten und das ist im Sinne der Ärgerminimierung zu vermeiden.
Gruß vom Heizer

 

[flicflac]

@ateshci

Hast ja Recht, die Steuerspannung ist ausschlaggebend. Ich habe mich wohl etwas unglücklich ausgedrückt, ein 2803 schaltet auch ein 12V Relais. Aber da ich nach der galvanischen Trennung nur noch mit einer Spannung (12V) arbeite, hat sich das so eingefressen.

Habe es, um Verwirrung zu vermeiden, geändert.

flic

 

[TheBigK]

Die bestellten Teile sind jetzt angekommen und ich bin jetzt dabei eine testplatine aufzubauen. wenn alles klappt werde ich den Schattenbahnhof dann über den Mikrokontroller zu steuern.

aber eine Frage hab ich noch:

Ich bereue meine Entscheidung jedenfalls absolut nicht. Und wenn der zweite Schattenbhf. (derzeit in Bearbeitung) funktioniert, tausche ich auch die Logik des ersten Schattenbhf. gegen Mikroprozessorsteuerung. Die haben nämlich noch einen Vorteil, die können miteinander "reden".

Wie machst du das? über den I2C Bus? ich habe gelesen das der nur für anwendungen auf einer Platine genutzt werden sollte und nicht für die verbindung mehrerer Platinen geignet ist. Stimmt das?

 

[flicflac]

@TheBigK

Naja, "reden" war vielleicht in meinem Fall etwas übetrieben. Jeder Bhf hat bei mir seine eigene Steuerung. Ich nutze einfach ein paar Bits um z.B der Steuerung des ersten Schattenbhf. zu sagen dass die nachfolgende Strecke (Block) bis und durch den Zwischenbhf. frei ist bzw. setze ein Bit vom zweiten Schattenbhf (ist in der Kehrschleife) zum ersten Schattenbhf. um die durchfahrenden Züge in einer Richtung zu zu stoppen wenn ein Zug aus der Kehrschleife in die Hauptstrecken einfahren soll.
Klingt wahrscheinlich für dich jetzt verworren, denn dazu müsstest du meinen Gleisplan kennen. Bei Interesse findest du den hier. Vom Groben her passt der noch. Oder das 2. Bild hier.

flic

 

[TheBigK]

achso...
ich hab mir nämlich überlegt wenn ich schon mikrokontroller verwende dann kann ichs auch gleich richtig machen. Wir werden nämlich aus Platzmagel das Schaltpult so bauen das man es wie ein Schubfach aus der Platte herausziehen kann. Das Problem dabei: Alle Kabel vom und zum Pult müssen beweglich sein. Dabei wird aber ein ziemlicher Kabelbaum zusammen kommen.
Also dacht ich mann könnt einige Kontroller im Schaltpult unterbringen die über den I2C Bus die Tastenzustände an den Master melden. Vorteil es werden nur 2 Leitungen zur Stromversorgung und 2 für den I2C Bus benötigt.

Allerdings weiß ich nicht ob das so überhaupt funktioniert und ob sich der Aufwand lohnt

 

[flicflac]

@TheBigK

Den gleichen Gedanken bzgl. Stellpult hatte ich auch.
Dann habe ich aber mal durchgerechnet:
45 Weichen a 4 Signalleitungen (Schalten und Rückmeldung) => 180
30 (oder evtl. 40) Bremsbefehle => 30
40 Gleisbesetztmelder => 40
10 x Spannungsversorgung und Schnickschnack => 10
Macht zusammen 260 Leitungen bzw. Signale am µC.
Der Aufbau des Stellpultes wäre in beiden Fällen identisch: so 6-9 große Leiterplatten, Taster und Schalter für gedruckte Schaltungen +Led's. Der Aufwand wäre ebenfalls identisch, denn die Signale müssen zusammengefasst werden und an der Gegenseite wieder verteilt.
Dann entweder auf µC gelegt und 2-Draht Bus-Verbindung, oder auf Strippen gelegt. Bei µC wären das 9 Stück bei 32 E/A je Seite, also 18 Stück. Bei Strippen wären es 7 Stück 40-polige Pfostenverbinder. Dafür kann man die billigen 90cm IDE-Kabel verwenden (ausreichend flexibel). PC-technisch ist zwar der Erfolg größer 45cm nicht garantiert, aber für die paar Signale mit 5/12V (oder was auch immer) schon.
Dann kam die Idee mit der (Teil)automatisierung einzelner Bahnhöfe welche das Notwendigste untereinander austauschen. Mit rund 15 Adern steuere ich momentan (bald) drei Bahnhöfe mit zusammen 12 Gleisen, 22 Gleisbesetztmeldern, 20 Weichen, Bremsen (ABC) und Genauhalt in jeweils beiden Richtungen. Für den Rest wie HBf. usw. kommen noch ein paar dazu, rangieren will ich ja auch. Wenn mein Mini-Feldwebel (Töchterlein) unbedingt die absolut-analog-Variante will, kommt dann die Pfostensteckerlösung zum Einsatz.
Ansonsten finde ich dass mein derzeitiges Konzept genug Fahrmöglichkeiten bietet. Die Krönung der Steuerung realisiere ich dann per PC , meine "Automatik" aus und alles dem PC überlassen! Da ich entgegen früherer Spar-Vorstellungen auch alle Weichen digitalisiert habe und auch Alles für den Rückmeldebus vorbereitet ist >> kein Problem.
Bewahrheitet sich doch wieder: "Mach es gleich richtig, dann hast du später weniger Probleme." Naja, dafür dauert es länger.

flic

 

[TheBigK]

ich möchte euch noch mal für die Empfehlung zum µC danken meine Testschaltung mit LEDs funktioniert super

ich habe aber noch eine Frage bezüglich des Treibers. Gibt es einen Unterschied zwischen dem ULN 2003 und dem ULN 2803, außer das der 2003 je einen Ausgang und Eingang weniger hat und die hälfte Kostet?

 

[Holgi]

Hallo,

Gibt es einen Unterschied zwischen dem ULN 2003 und dem ULN 2803, außer das der 2003 je einen Ausgang und Eingang weniger hat und die hälfte Kostet?

mir ist kein weiterer Unterschied bekannt.

Holger