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Tuesday, April 7th 2015, 9:14am

Drehscheibe digitalisieren

Hallo,
ich hatte kürzlich eine Besig/Dingler 26m Drehscheibe gebraucht erworben.
Die alte Steuerung über einen Kabelschalter manuell ist allerdings nicht ganz das, was ich wollte.
Also wurde nun ein neues Digital- Projekt aufgelegt.

Der Antrieb soll von einem Schrittmotor erfolgen, der ein Planetengetriebe mit ca. 1:100 hat. Zusätzlich kommt noch ein Zahnriemen mit 1:3 zur Anwendung.
Dazu wird ein Mittelachsantrieb nötig. Vorgesehen ist dann eine Silberstahlachse mit ca. 12mm Durchmesser (hängt noch vom größten Bohrdurchmesser ab).

Die Alu-Grube ist ja sehr massiv und wiegt schon alleine ca. 25Kg und ist dadurch sehr verwindungssteif, also gute Voraussetzungen für einen anderen mechanischen Antrieb.

Dazu musste ich eine neue Elektronik für den Schrittmotor entwickeln und auch das Programm für den Atmel Microprozessor ATMega168A neu entwickeln.

Es ergeben sich durch die hohe Übersetzung:

(99+(104/2057)) Planetengetriebe * 3 (Zahnriemenantrieb) * 200 Steps per Motorumdrehung
insgesamt 59430 Steps pro Drehscheibenumdrehung, also eine sehr hohe Auflösung, die mehr als ausreichend ist, um genaue Positionen anzufahren.

Da der Schrittmotor nicht plötzlich ruckartig laufen soll, muss in der Programmierung eine Beschleunigungs-Brems-Rampe programmiert werden, damit es realistisch aussieht.
Zur Kalibrierung ist am Rand der Bühne ein Hallsensor eingebaut. Beim Einschalten der Elektronik fährt deshalb die Bühne bis zum Hallsensor vor, merkt sich die arithmetisch mittlere Position, läuft dann
aber noch ein Stück weiter, um dann in Gegenrichtung wieder den Hallsensor zu treffen. Damit kann man dann das Getriebespiel erfassen, welches im Gegenlaufbetrieb immer aufaddiert werden muss um
genaue Positionen zu setzen. Nun kennt der Microprozessoer genau den 0-Point als Startbasis. Von dort aus lassen sich alle Anschlüsse genau anfahren.

Alle Gleisanschlüsse werden anhand von Stepper-Points im Microprozessor einmalig abgelegt.
Die Schnittstelle ist mit Rocrail kompatibel (CGA50-Loconet-Modul). Deshalb gibt es auch Rückmeldungen, wenn die gewählte Position erfolgreich angefahren wurde.
Es ist eine 6-Bit Schnittstelle, damit wären theoretisch 64 Gleisanschlüsse möglich.
Die Verriegelung wird auch von der Platine übernommen, auch die Rückmeldung der Verriegelung, erst wenn die Verriegelung komplett eingefahren ist, kann die Bühne gedreht werden.
Die Polarisierung der Bühnenschiene wird auch über 2 Relais der Platine geregelt.
Die Platine hat 2 Schaltregler, einen mit verstellbarer Spannung für den Steppermotor, dann 1*12Volt für die alte Bühnenelektrik.

Die Elektronik ist fertig und schon mit dem Steppermotor grundsätzlich getestet, natürlich muss man ev. noch kleine Programmkorrekturen vornehmen, wenn die Mechanik komplett fertig ist.
Es gibt einen Programmierstecker für den Atmel Programmieradapter, so dass man den Prozessor nicht jedes mal herausnehmen muss.

Nun muss natürlich noch die Mechanik gebaut werden, es ist eine ca. 12mm Silberstahlwelle vorgesehen, die für die Kabel hohlgebohrt werden soll, es sind zwei Flanschlager (Kugellager) vorgesehen, um
den Seitendruck des doch recht strammen 15mm Zahnriemen aufzufangen. Die Achse soll etwas gelenkig mit der Bühne verbunden sein, damit die Bühnenrollen immer aufliegen.

Somit kann ich dann von Ferne immer über Rocrail genau einen Gleisabgang ansteuern, ohne unbedingt direkt vor der Drehscheibe zu stehen.
Wie es mit der Mechanik weitergeht, demnächst.....

Ich hänge mal Schaltplan Bilder an, falls sich jemand für die Schaltung interessiert:
bbenning has attached the following images:
  • RoundStepper.jpg
  • IMG_3305.JPG
  • IMG_3307.JPG
bbenning has attached the following file:
  • RoundStepper.pdf (138.16 kB - 256 times downloaded - latest: Jan 30th 2019, 2:00am)
MfG. Berthold

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2

Tuesday, April 7th 2015, 10:00am

Hallo Berthold,

Hut ab wieder eine Klasse Arbeit die du da bewerkstelligst. Das klingt alles sehr präzise und durchdacht, bin auf den Fortschritt gespannt.

Tobias :thumbup:
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3

Tuesday, April 7th 2015, 11:38am

Ein interessantes Projekt!

Ich habe da nur eine Frage:
".... es ist eine ca. 12mm Silberstahlwelle vorgesehen, die für die Kabel hohlgebohrt werden soll ...."

Warum der Aufwand und warum das Wickelproblem mit den Kabeln? Man benötigt doch nur Fahrstrom.
Steuerstandbeleuchtung und Weichensignale etc kann man doch digital ansteuern.
Ich habe zwei Ms-Schleifringe mit je 2 Märklin H0 Lokschleifern im Einsatz, das funktioniert problemlos und die Drehscheibe kann endlos drehen, ohne Kabel aufzuwickeln.
Man könnte den Strom auch über die Welle und den außenliegenden Schienenkranz einspeisen.

Gruß
Matthias
https://mat-spur1.jimdofree.com/

Wonach du sehnlich ausgeschaut - es wurde dir beschieden
Du triumphierst und jubelst laut: „Jetzt hab’ ich endlich Frieden!“
Ach, Freundchen, rede nicht so wild, bezähme deine Zunge!
Ein jeder Wunsch, wenn er erfüllt, kriegt augenblicklich Junge

Wilhelm Busch

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4

Tuesday, April 7th 2015, 12:17pm

Hallo mat-spur1,
klar könnte man mit 2 Leitungen auskommen, ich wollte aber erst mal hier die alte Brückenelektronik so belassen.
Der Grund für die stabile Silberstahlachse ist eher die Torsion bei Mittelantrieb, die sollte möglichst klein bleiben, also möglichst dicke Achse, denn
bei über 80cm Bühnenlänge muss der Mittelantrieb auch stabil ausgelegt werden, im Moment gibt es zu Führung nur eine 8mm Messingachse,
diese reicht zwar zur Führung, ist aber für den Antrieb überhaupt nicht geeignet und es fehlt auch ein vernünftiger Mitnehmer, da ja bisher Außenantrieb über Laufrollen ist.
Theoretisch könnte man sogar, da es zwei Schienenkränze gibt, nur über die Schienen einspeisen, aber hier hat man die inneren Rollen kleiner gedreht, damit die Bühne bei Außenantrieb
immer mit den äußeren Rollen aufliegt, hier müssten die inneren Rollen gefedert sein.
Also kann man durchaus auch hier noch Verbesserungen einbauen.

Ich nehme aber mal das Thema neue Brückenelektronik über DCC zur Kenntnis.

Was hier aber auch noch zu sagen wäre: Der Weg ist auch das Ziel, es macht sehr viel Spass, hier die Platine zu konstruieren, das Programm für den Atmel zu schreiben und Ostern ist der Stepper das erste mal gelaufen, das war richtig toll. Solche älteren Drehscheiben bieten sich geradezu an, hier eine moderne Digitalsteuerung einzubauen.
MfG. Berthold

5

Tuesday, April 7th 2015, 1:01pm

"Der Weg ist das Ziel" - das stimmt natürlich!
Einfach nur Loks sammeln wäre auch nicht mein Ding...
Das Basteln ist der Spaßfaktor!

Gruß
Matthias
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Wilhelm Busch

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Tuesday, April 7th 2015, 4:11pm

Hallo Berthold,

wie immer von Dir eine feinmechanisch und ebenso elektronisch professionelle Lösung. Bin gespannt darauf, das Ding mal life zu sehen, wenn es läuft.
Beste Grüße Holger Danz
IG Spur 1 Mitteldeutschland

Zu meinem Avatar: Mein "Tigerkind" beim Kinderfest - im Hintergrund ihr Papi :-)

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7

Wednesday, December 23rd 2015, 2:58pm

Es geht weiter

Hallo,
gestern habe ich das Halbzeug (Messing) für den Antrieb bearbeitet, Bohren, Fräsen und Drehen war angesagt.
Man erkennt auf dem Bild die provisorisch angeschraubten Gummipuffer, damit soll der Schrittmotor seine Geräusche möglichst nicht an die Drehscheibengrube weitergeben.
Der Zahnriemenantrieb mit Mädler HTD Zahnriemen soll fast spielfrei sein.
Nun müssen noch alle Bleche angeschliffen und mit Flamme verlötet werden, es sind 5mm Messingbleche, das dürfte dann stabil genug sein.
bbenning has attached the following images:
  • IMG_3326.JPG
  • IMG_3327.JPG
MfG. Berthold

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Wednesday, December 23rd 2015, 5:04pm

Hallo Berthold,

Hut ab, diese Präzision kann ich nur bewundern!

Gruß
Rüdiger Reiß

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9

Thursday, December 24th 2015, 3:25pm

Hallo Berthold,

super saubere und präzise Arbeit min. 6x :thumbup:

Tobias
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