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Drehscheibe mit Schrittmotor ???

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LuckyFu

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Hi

ich hab nun seit vielen jahren die modellbahn wieder reanimiert und versuche den rohbau endlich mal zu vollenden. da ich elektrotechnik-student bin gibt es da zumindest in sachen verkabelung u.ä. keine großen probleme. ausserdem bastel ich gern (was ich besonders im funktionsmodellbau brauche). einzig mit farben und deren verwendung stehe ich etwas auf kriegsfuss.

aber nichtsdestotrotz hab ich mich hier eben mal angemeldet um einige tipps zu ergattern :)

achso, im moment bin ich gerade dabei eine eigenbau drehscheibe zusammen zu friemeln. wobei ich mit der elektronik anfange und die mechanik dann später realisiere. zu diesem thema hab ich mich auch schon ausgiebig belesen, allerdings gefielen mir die lösungen mit den getriebemotoren nicht wirklich. da ich nun aber generell gern mal das extravagante ausprobiere werde ich meine drehscheibe mit einem schrittmotor antreiben. ich denke, das dürfte viele hier interessieren besonders, weil ich das ganze mit einer 2 tasten bediehnung ausrüsten will: sprich ohne pc- steuerung.

alles was ich dazu im netz fand war im großen und ganzen eine aussage: schrittmotor? finger weg! vieeel zu kompliziert!
aber als ich mir so einen burschen mal gekrallt habe und rein aus neugierde strom draufgegeben habe viel mir auf, daß das bei weitem nicht so kompliziert ist wie alle meinen, zumindest nicht, wenn man den motor im vollschrittbetrieb laufen lässt.

nun einige details zu der (noch gedachten) konstruktion: die scheibe wird aus sperrholz entstehen, die grube 1,5cm tief sein. als antrieb ist der schrittmotor vorgesehen (hab einen hier mit 6V und 1,2A, da dürfte es keine probleme geben) der wird über einen zahnriemenantrieb die scheibe drehen.

die ansteuerung kann man auf 2 arten (ohne pc) realisieren: in TTL oder mittels µ-controller. da mir der TTL aufwand einfach zu hoch ist (müssten grob überschlagen an die 15 IC's sein) wurde die wahl schon eng. aufgrund der einfachen programmierung, der günstigen beschaffung und vor allem: dem umstand einen wissenden in dem gebiet im bekanntenkreis zu haben, viel die wahl auf einen ATmega 8 von Atmel.

die scheibe soll sich mittels tastendruck von einem zum nächsten gleis bewegen, also nix super aufwändiges mit gleisvorwahl o.ä. wenngleich das später noch ergänzt werden kann. 2 tasen sind somit für die bediehnung ausreichend (eine für rechts und eine für linkslauf) damit die scheibe weiß, wo ein gleis ist werde ich lichtschranken einsetzen. gebaut wird die hardware aber erst über weihnachten, die softwaresteuerung ist morgen schon dran. d.h. morgen abend kann ich dann berichten, wie bzw ob, das funktioniert (falls interesse besteht)
 
Hallo LuckyFu,

zuerst: :welcome: !
Hier wird Dir bestimmt in JEDEM Falle geholfen. Viele Themen sind auch schon besprochen und liegen im Archiv. Wer gut sucht, der findet. Ansonsten gibt es natürlich auch immer wieder neue Fragen.
Manchmal auch ein bisschen Streit, aber der legt sich :biggthump
Also viel Spaß und vorallem etwas Zeit für unser Board.
Und berichte feste von Deinen Taten.
GrüDiCa
 
Cooool!!!
Einer der sich auch mit AVR's auskennt und dann hier im Board! :welcome:
Das Prog für Dein Projekt dürfte aber auch in kleinere µC's reinpassen (Attiny 26 oder AT90S2313) und die Ansteuerung könnte noch durch ein Poti ergänzt werden das der Geschwindigkeitssteuerung dient. (oder ohne und dann mit Automatik?!?!)
Dann lass Deine Rübe mal rauchen! ;)
Der Schrittmotor hat meiner Meinung nach aber heftig Leistung für das was er machen soll. :gruebel:
Hast Du auch schon mal hier nach Getriebemotoren geschaut?
 
der schrittmotor hat definitv ordentlich bums! aber den hab ich geschenkt bekommen und er lässt sich stromlos leicht drehen. wenn strom drauf ist is allerdings ende mit der handdreherei :)
sicher würde das ding auch in nen kleineren controller passen aber ich hab noch anderes vor und da brauch ich die atmega reihe...

die schaltpläne, platinenlayouts u.ä. wird nat. hier auch veröffentlicht. evtl kann ich das ding auch in ein zwei versionen zum selbstkostenpreis abgeben wenn es funktioniert.

da das erstmal nur ein test ist hab ich noch keinen AD wandler vorgesehen. aber es gibt 3 jumper von denen ich mit 2-en unterschiedliche geschwindigkeiten einstellen kann. es sollten somit 4 geschwindigkeiten machbar sein. der 2. ist für eine betriebsart umschaltung gedacht. da muss ich erstma schauen. so ein motor arbeitet ja in einem 4-er zyklus und damit will ich dann steuern wo er stehen bleibt, ob sofort oder immer am ende des zyklus. mal sehen. letzteres währe für eine gleisvorwahl nat. geeigneter und deshalbt ist das vorgesehen. die ausgangsstufe ist regelbar, sodaß eine individuelle anpassung an unterschiedlichste motoren (unipolare) machbar ist. als treiber werden BUZ 72 verwendet, da die erstens cmos kompatibel sind, 2. nicht viel kosten und drittens leistung satt vertragen... und nicht zuletzt weil es FET's sind

irgendwie gibt es noch probleme mit dem schaltplan aber die werden morgen sicher gelöst. (mir ist komischerweise n gleichrichter abgeraucht) so, nun muss ich aber los, meine bessere hälfte wartet *g*
 
Eigentlich dachte ich, es kommt von anderer Seite, aber suche mal hier nach "Segmentdrehscheibe", dort geht es um eine Eigenbau-MS-Segmentdrehscheibe, für die noch kein richtiger Antrieb existiert. Vielleicht ein neues Board-Projekt?
 
So, ich komme eben zurück. das ganze ist doch erfreulich einfach gewesen. wir haben noch massig reserven. evtl werde ich nochmal halbschrittbetrieb mit einbauen, der vollschrittbetrieb funktioniert super ist aber doch etwas hakelig. sollte aber kein wirkliches problem sein denke ich. den buz 72 zu verwenden stellte sich als sehr gute wahl heraus, er wird in etwa handwarm. nur der spannungswandler und der verbleibende gleichrichter werden sehr warm, ersteres braucht evtl eine aktiv-kühlung... naja, ma sehen. nun könnte ich theoretisch mit der hardware beginnen aber das wird wohl noch 3 wochen dauern, da ich vorher nicht an die anlage kann. evtl lässt sich da aber was drehen.
 
Per schrieb:
Eigentlich dachte ich, es kommt von anderer Seite...
Zum Vergrößern anklicken....

Hehe Per, mensch ich les doch nur auf Arbeit alle 10min im Board, zu Hause kann ich mir das nicht leisten ;D Ja also eigentlich wollte ich heut nach Pirna düsen mit Zollstock und Kamera. Aber das Arbeitnehmerwochenendwetter hat mir einen Strich durch die Rechnung gemacht. Jetzt hab ich grad rausgesehn und es klart auf. Mal sehen wie es morgen ist.
Wenn ich die Maße hab geht es mit dem Zeichnen los und dann gibts bald die Drehscheibe als Neusilberbausatz.
Von der Elektronik hier versteh ich nur Bahnhof, aber des macht ja nix. Nur eine Frage, unter "Schrittmotor" stell ich mir vor das meine Bühne dann lauter kleine Hoppser macht. mir wäre aber eine kontinuierliche Bewegung lieber. :ja:
 
das ist soweit richtig aber in einer vernünftigen drehgeschwindigkeit fällt das nicht mehr auf, da die schritte so schnell aufeinander folgen daß es schon halbwegs kontinuierlich ist. ausserdem wird der motor ja nicht direkt angeflanscht sondern über einen zahnriemen nochmals untersetzt. sollte ich die halbschrittprogrammierung noch vornehmen läuft das teil so rund wie ein getriebemotor mit einem entscheidenden vorteil: man kann ihn punktgenau anhalten, und das sooft und wo man will, mit einem getriebemotor dürfte das relativ problematisch sein
 
@LuckyFu

Warum probierst Du nicht die Kombination L297/L298 die vom µC angesprochen wird. Da ist alles was Du brauchst dabei und man kann das Drehmoment des Motors regulieren. Von aussen sind nur der Takt, die Richtung, Halb/Vollschrittbetrieb und die Freigabe aufzuschalten.
 
dann bräuchte ich ja keinen controller mehr :) ich glaube, preislich dürfte sich das nicht viel nehmen und so ist der verdrahtungsaufwand doch entschieden geringer. durch due buz72 hab ich massig reserven, sodaß da defenitiv nix schiefgeht. evtl komme ich morgen schon dazu den halbschrittbetrieb einzubauen, in dem fall dürfte dann die elektronik abgeschlossen sein. und die hardware brauch halt noch etwas... aber wird werden denk ich morgen kann ich auch mal ein bild von dem ganzen machen
 
Wieso keine Arbeit für den Controller mehr?
Anfahren der Bühne (Erhöhung Schrittfrequenz) und bei loslassen des "Richtungsknopfes", Positionserkennung mit einhergehender Verringerung der Schrittfrequenz und entsprechender Zuschaltung der Stromversorgung (bei Analogbetrieb) wenn die Bühne endlich steht - da kommen einige Variable ran die Bearbeitet werden wollen - und was ist wenn zwar der nächste Gleisabgang sehr Nahe liegt, sich die Bühne aber noch zu schnell dreht?
Die Bühne schlagartig losfahren lassen ist kein Kunststück aber dem Modelllokführer nicht die Schweißperlen auf die Stirn zu treiben weil sein Fahrzeug durch die ruppige Arbeit des Wärters aus den Gleisen springen oder anderweitig Beschädigt werden könnte - da besteht Handlungsbedarf. ;D
Bin mal gespannt was bei Dir dabei entsteht!
Vielleicht würde eine Schnecke auf der Abtriebswelle des Schrittmotors bei geringen Geschwindigkeiten helfen dessen in diesem Fall "unerwünschten" Eigenschaften zu überdecken.
 
zu dem thema geschwindigkeit: wie schnell sollte sich son ding eigentlich drehen? hab bisher noch nirgends einen wert dazu gefunden... immer nur bühnenlänge und gleisabgangswinkel. die bühne dreht sich momentan ca 1 ma rum in der minute (sie brauch genau 53 sek) wobei das mit nem halbschrittbetrieb auch noch ruhiger und evtl etwas langsamer machbar ist. momentan ruckelt es noch zu sehr.

anfahr bzw bremsrampe ist nicht vorgesehen, da ich sonst die flexibilität beim einbau verlieren würde (müsste ja vorher schon festlegen wo welches gleis ist, ausserdem muss dann die bühne immer mitzählen) also muss sie sich langsamer drehen, daß ich die rampen nich brauch :) strom hat die bühne im moment immer, wird allerdings automatisch umgepolt (is nur ne kleine platine welche mit schleifern abgegriffen wird) habe aber noch 3 ringkontakte vorgesehen, sodaß evtl signale bzw licht montierbar sind / ist.
 
Hi LuckyFu,
der elektrische Antrieb der Einheitsdrehscheiben (23 oder 26m, Bauart 1938) erreicht etwa 60m/min, was bei der 23m-Drehscheibe ca. 0,83 Umdrehungen pro Minute entspricht. Daneben gab es ursprünglich noch einen mit Druckluft bzw. per Hand bewegten Notantrieb, welcher ca. 31 m/min bzw. 5m/min erreichte.
Die Geschwindigkeiten entsprechen einem in der Grube verlegten Schienenkreis mit einem Laufkranzdurchmesser von 21874mm für die 23m-Drehscheibe, die 26m-Variante braucht also etwas länger für eine Umdrehung.

Den Gedanken mit dem 'mitzählenden' Schrittmotorantrieb hatte ich auch schon mal. Er besticht besonders durch den Wegfall der starren Teilung von üblicherweise 7,5 oder 15 Grad und die so mögliche vorbildgerechte, völlig freie Anordnung der Gleisanschlüsse am Umfang der Grube. Allerdings würde es durch das Getriebespiel sicher notwendig werden, jedem einzelnen Gleisanschluß für beide Drehrichtungen je einen getrennten Wert zuzuweisen. Das ist aber eine einmalige Sache, die nur beim Einbau auf einer Anlage gemacht werden müßte...


Leider beschränken sich meine elektronischen Fähigkeiten auf die Bedienung der Geräte...
 
ah, danke! da haut das mit der geschwindigkeit ja schonmal halbwegs hin. sehr schön. etwas langsamer noch und etwas ruhiger.

das mitzählen ist soweit ja kein wirkliches problem. aber ich hab ja das getriebe noch nicht... wenn ich es dann mal dran habe kann ich den controller allerdings wieder nicht mehr programmieren. d.h. ich muss die elektronik jetzt vollenden bevor ich in 3 wochen heim fahre um sie einzubauen. momentan muss an jedes gleis eine gabellichtschranke (oder in die bühne 2) und dort bleibt sie dann stehen. das viele dann ja weg, was bei vielen abgängen wieder eine ersparnis mit sich bringt. ein eindeutiger vorteil... nachteilig ist: man muss beim programmieren bereits wissen wo welches gleis hinkommt
man müsste dann zählen wie viele schritte er in einer umdrehung macht und müsste ihm dann noch eine null stellung anzeigen (z.b. eine lichtschranke oder ein hallsensor der ein signal ausgibt wenn die scheibe an der startposition ist. dann bräuchte ich noch eine matrix mit der ich ansteuern könnte zu welchem gleis er fahren soll. mit dem verfahren währe auch ein rampenanlauf kein problem. allerdings: das geht eben nicht. wobei, wenn ichs mir recht überlege: verlockend währe das ganze ja schon...

dazu bedarf es einer neuen platine, was aber das kleinste übel ist (is ja in 1h fertig son ding und das designen macht auch noch spaß) und einer matrix mit tastern. geplant sind 6 abgänge, evtl überschneiden sich aber 2, da ich auch den plan nicht hier habe kann ich das schlecht sagen, aber den kann ich mir heut noch herbringen lassen.

am besten isses wohl, ich mach dazu mal nen tread im gleisbau-forum auf, damit auch die, die nicht hier hereinschauen was davon haben / zu der diskussion beitragen können. wie gesagt, ich kann das ja dann auch alles veröffentlichen bzw steuerschaltkreise oder auch gesammte ansteuerelektronikbausteine in geringen mengen herstellen und zum selbstkostenpreis wieder abtreten.
 
Du brauchst nicht vorher festzulegen wo welches Gleis ist.
Meine Gedanken liefen auf folgende Punkte hinaus:
Richtungsknopf drücken -> ISR (Interruptsubroutine) aufrufen und in dieser die Anfahrrampe einbauen
-nach erreichen der Höchstgeschwindigkeit die Flanke zum Auslösen des Interrupts Invertieren und von ISR in Hauptprogramm zurückkehren und Geschwindigkeit halten in dem aus dem Hauptprogramm und der ISR ein das selbe Unterprogramm aufgerufen wird.
-Knopf loslassen -> ISR wird wieder aufgerufen, diesmal wird aber die Bremsrampe aktiviert. Wenn bei auslösen der zweiten ISR (Gabellichtschranke eines Gleisabgangs) die Geschwindigkeit immer noch zu hoch ist an diesem Gleisabgang vorbeifahren und Bremsrampe bis zur geringsten Einprogrammierten Geschwindigkeit weiterführen und diese bis zum erreichen des nächsten Gleisabgangs halten. Dafür sind nur ein Timer und ein paar Kontrollbits notwendig.
Bitte nicht :steinigun wenn ich zu viel verlange, aber so würde ich an die Sache rangehen.

P.S.: Für eine spätere Vorwahl des Gleisabgangs könnte man Strichcodes (kann man unter anderem mit Corel-Draw erzeugen) zur Adressierung nutzen.
In welcher Sprache programmierst Du?
 
in C++
aber wir machen es jetzt doch anders: neuer controller, neues glück *g* zum einsatz wird der ATmega 162 kommen, der hat nämlich 4 PWM ausgänge. damit isses viel einfacher die rampen zu proggen. (sonst müsste man multiplexen... naja) dann wird das teil eine tastatur bekommen, sprich pro gleisabgang ein taster. die werden matrix-förmig angeordnet und mit 2 ic's an den I2C-bus gekoppelt (geht mit bis zu 62+2 tastern) per jumper wird mann dann in einen programmiermodus kommen wo man die scheibe einstellen kann. hierzu wird sie sich das erste mal komplett drehen um zu ermitteln wie viele schritte nötig sind (ist ja von den verwendeten riemenscheiben abhängig) danach wird sie sehr langsam fahren und mittels 3-er tasten programmiert werden können (sie fährt bis man einen knopf drückt, danach kann man noch nach rechts oder links je einen schritt pro tastendruck machen) nochmaliger druck auf den ersten knopf speichert den ermittelten schrittwert. da der atmel ein internes eeprom hat dürfte das kein problem sein. am ende hat man dann bis zu maximal 62 zahlenwerte die für die einzelnen gleisabgänge stehen. ich denke, das ist das beste system. ausserdem wird man die geschwindigkeit mittels spindeltrimmer in grenzen einstellen können. somit ist die maximale flexibilität gewährleistet was man ja braucht wenn das system für möglichst viele benutzer gedacht sein soll. ausserdem soll die serielle schnittstelle eingebunden werden worüber sich pc- gesteuerte anlagen einbinden lassen. evtl kann man dann ja über eine zusammenarbeit in sachen messing-ätzdrehscheibe anpeilen wenn es zufriedenstellend funktioniert. im halbschrittbetrieb läuft sie zwar ruhiger aber immer noch zu hakelig. d.h. 4 pwm gesteuerte transistoren und die schritte noch mindestens virteln, evtl sogar 8-teilen. stoppen wird die scheibe aber in jedem fall auf einem vollschritt damit die gefahr, daß sich die scheibe beim befahren verschiebt so klein wie möglich ist.

so ist man nahezu frei was den anschlusswinkel angeht. (bei mir ist eine 1:6 übersetzung angepeilt, d.h. die scheibe kann aller 0,3° anhalten. gängige abgangswinkel (7,5, 9 bzw 15°) sind dann mit 25, 30 bzw 50 (voll-)schritten erreichbar.

insofern sollte dieses system am besten sein, man kann sinnige rampen einprogrammieren, ie programmierung selbst ist flexibel, sodaß man auch nachträglich noch ein gleis einbinden kann (oder entfernen) man muss nur den programmiermodus erneut starten.
diese version kann ich aber aus finanzmangel erst nach weihnachten in angriff nehmen
 
Kleiner Tipp am Rande:
Unten links unter dem "letzten" Post ist ein "Antworten" Button. Dann brauchst Du die Texte nicht immer zitieren was die Posts manchmal unnötig lang macht. ;)
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Hast Dir ganz schön was vorgenommen. - kannst ja mal nebenbei im Board nach "Servoweichensteuerung" oder "Servo als Weichenantrieb" suchen. Da kau ich grad drauf rum.
 
ich kenne den button aber in dem fall hab ichs dennoch zittiert, da es einen seitenumbruch gab...

die programmierung ist eigentlich unproblematisch einzig die PWM's dürften etwas tricky werden. alles andere ist in wenigen zeilen zu schreiben
 
so, nach langer ruhepause geht es nun weiter. ich hab das layout für die platine fertig. das ganze ist doch ein ganzes stück aufwändiger als am anfang angenommen :) ich denke, nächste woche kann ich mit der programmierung starten, wenn alles gut läuft, ansonsten übernächste woche. vorher muss ich aber die tastatur noch basteln, die fehlt noch.
 

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so, es geht mit riesenschritten voran. die platine hab ich heut geätzt, morgen wird sie gebohrt. da die post momentan n kleines lieferproblem hat sind die bauteile noch nicht da, das macht aber nix. da ich ja auch eine rs232 vorgesehen habe will ich mal wissen, welche zeichen geschickt werden wenn ich dieses teil an eine pc-steuerung anschließen würde. das muss ich ja für die programmierung wissen. analog wird sie ja über taster angesteuert, da ist es eigentlich relativ einfach (1 pro gleisabgang und dann noch einer für rechts und einer für linkslauf, so kommt man auch automatisch auf das minimum von 3 tastern für die programmierung, da mindestens ein gleisabgang ja vorhanden ist :)). weiß jemand dazu etwas zu sagen?
 
Nun, da Lucky am 13.04.2006 letztmalig hier gesehen wurde dürfte die Frage beantwortet sein.
 
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