Empfehlung fuer embedded system zur Schrittmotorsteuerung

Hallo NG,

Ein Bekannter moechte gerne auf seiner Eisenbahnanlage 2 Drehscheiben (abhaengig voneinander) per Schrittmotoren drehen. Ich habe jetzt die Ehre bekommen, ihm die Elektronik dazu zusammenzusuchen. Nachdem der Kerl zwar weiss, wie man mit Mechanik umgeht und auch der Hochsprachenprogammierung einigermassen maechtig ist, aber kaum weiss, auf welcher Seite ein Loetkolben heiss wird und ich ehrlich gesagt keine grosse Lust habe, Abende mit Halbleitern zu verbringen, dachte ich an einen fertigen Einplatinencomputer.

Hat hier jemand eine vernuenftige Empfehlung fuer eine Platine mit folgenden Mindestanforderungen:

- 2 Schrittmotorausgaenge

- Plus 'ne Menge GPIO-Ports (16 mindestens, 24 besser), am Besten ein paar davon mit Treibern fuer LED's, etc. 16 bit werden fuer kbd-scan verwendet und ein paar Rueckmeldungen waeren nicht schlecht...

- In einer Hochsprache (am Besten C, C++) programmierbar

- Nichtfluechtiger Code-Speicher, per std. Interface (RS232 oder USB) vom PC aus zu flashen

- Eine Handvoll nicht-fluechtiger Datenbytes (z.B. kleines EEPROM)

Die guten Nachrichten sind:

- Preis ist erstmal sekundaer (naja, 'ne Siematic soll's nicht gerade werden ;-) )

- uC-Performance ist wohl ueberhaupt nicht kritisch -- der Benutzer drueckt auf einen Knopf und die Drehscheibe faehrt auf eine Position. Mehr ist nicht gefordert...

Empfehlungen, Links oder vielleicht sogar ein Angebot oder 2 waeren echt nett.

HaJo

Ach ja -- gibt's auf Maerklin Eisenbahnanlagen eigentlich eine std. Konstant-Spannungsversorgung, an die das Ding direkt angeschlossen werden koennte?

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HaJo Schatz
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Mit der kompletten Wunschliste wird sich die Wahl einengen und der Preis hochgehen.

Wenn er sich mit FORTH anfreunden kann und er einen DIL40 Controller auf Lochraster fädeln kann könnte er auf

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fündig werden. An Hardware und Software für Schrittmotorsteuerung ist nicht viel nötig ( vgl. dort Heft 2, 3 ) soweit die Anforderungen speziell an Geschwindigkeit gering sind.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo HaJo,

HaJo Schatz schrieb:

Schau Dir mal das "HandyBoard" an

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eine Entwicklung des MIT. Freie Sourcen, programmierbar mit einem C-Dialekt (hieß 'InteractiveC' oder so).

Ist das gleiche System (Motorola 68HC11) wie in den LEGO-Mindstorms und wird gerne von Roboterbauern verwendet: Sandwich-Aufbau (kompakt), ziemlich viele Analog- und Digital-Ports, direkte Ansteuerung für 4 DC-Motoren bis 1A oder Modellbauservos, 2-Zeilen-Display, nichtflüchtiges RAM, IR-Port. Finde ich persönlich kein schlechtes System, und es ist gut dokumentiert. Einziger Nachteil: ist schon älter (so ca. 95/96), aber für die beschriebene Anwendung sollte es reichen

Gruß, Sven

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Sven Petrásek

"HaJo Schatz" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@sun.hajo.net...

Ein Gleichstrom Getriebemotor und Endschalter für die Stellungen ist wohl zu altmodisch ;-)

Hans Georg

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Hans-Georg Lehnard

Hallo Hans-Georg,

Das waere eventuell sogar die bessere Loesung. Schrittmotoren verlieren schon mal einen Schritt und damit laesst sich die absolute Winkelposition nicht immer ohne Sensoren anfahren. Ausserdem kann es bei direkter Kopplung ziemlich vibrieren.

Gruesse, Joerg

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Joerg

"Joerg" schrieb im Newsbeitrag news:c3lse.2795$ snipped-for-privacy@newssvr13.news.prodigy.com...

Hallo Joerg,

ich halte es auch für die bessere Lösung. Bei einer großen Drehscheibe und der üblichen Schrittweite kommt man dann schnell zur Mikroschrittansteuerung. Eine Übersetzung mit Zahnriemen wird wahrscheinlich auch nötig sein, sonst ruckelt es zu sehr. Dann muss der Schrittmotor in den Endstellungen unter Stom bleiben, damit er ein Haltemoment hat. Weiterhin muss es einen Referenzpunkt geben um den Schrittzähler zu nullen ... Aber Schrittmotoren sind eben IN ;-)

mfg

Hans-Georg

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Hans-Georg Lehnard

Hallo Hans-Georg,

Bei mir nur, wenn die Loesung damit billiger wird oder wenn es die Langlebigkeit erfordert.

Schrittmotoren machen auch ein ordentliches Getoese, was bei Modellanlagen nicht erwuenscht ist.

Regards, Joerg

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Joerg

Tja, so ist das halt. Die meisten Leute können halt nicht Kopfrechnen und vergessen, dass bei 7,5° Abgangswinkel schon 48 Schritte gebraucht werden. Und dann kommt als nächste Idee ein Modellbauservo. Dabei wird dann vergessen, dass bei einer Zielgenaugkeit von ca. 0,5mm Auflösungen von Genauigkeiten von < 0,1% gefordert sind. Bleibt also nur eine mechanische Fixierung der Endlage, denn eigentlich muss die Bühne auf

0,1-0,2mm genau anhalten.

Gruß, Kurt

--
Kurt Harders
MBTronik - PiN - Präsenz im Netz GITmbH
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Kurt Harders

ca. 16V Wechselspannung aus dem Lichtausgang. Allerdings sind alle Modellbahn/Spielzeugtrafos extrem weich und brechen schnell in der Spannung zusammen.

Gruß, Kurt

--
Kurt Harders
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Kurt Harders

Hallo Hans-Georg!

Das sollte eigentlich nichts passieren, solange der Motor nicht überlasstet wird.

Das ist quatsch. Das ist doch in diesem Fall gerade ein Vorteil des Schrittmotors, das er eben ein Haltemoment hat (im Gegensatz zum Gleichstrommotor). Ausnahme sind natürlich reine Reluktanzschrittmotoren, aber die sind ja alles andere als gängig.

Gruß Thorsten

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Thorsten Ostermann

Hallo Thorsten,

Da gebe ich dir recht, das hab ja auch nicht ich geschrieben ;-)

Deshalb hatte ich auch Gleichstrom-GETRIEBE Motor geschrieben und der hat ein Haltemoment ;-)

Alle Schrittmotoren, die ich Kenne lassen sich, stromlos, leicht mit der Hand drehen. Den geringen Moment, welchen man beim Drehen als Raster spürt könnte für diesen Zweck aber ausreichen.

Aber, er hat eine große Scheibe und wenn er nicht seine Gleise an das Schrittraster des Motores anpaßt braucht er Mikroschrittsteuerung und da gibt es keinen mir bekannten Haltemoment ohne Strom. Ohne Mikroschritt wird es auch ordentlich ruckeln ;-) Beispiel: 200mm Scheibendurchmesser und Schrittmotor mit 200 Schritten /pro Umdrehung ergibt auf der außeren Umlaufbahn 3,14 mm Raster.

...

Und noch was .. Modellbauer, sind meines Wissens auch immer darauf bedacht naturgetreu zu sein und echte Drehscheiben machen nach dem Einschalten keine Referenzfahrt um ihren Nullpunkt zu finden also braucht er dann so oder so für jede Stellung einen Endschalter als Referenz.

mfg

Hans-Georg

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Hans-Georg Lehnard

Hallo Hans-Georg!

Anmerkung vorab: Es ist absolut unnötig, mir NG-Beiträge in Kopie per Mail zu schicken. Das macht im Zweifel nur doppelt arbeit :-(

Nein. Was du meinst ist die Selbsthemmung des Getriebes.

Man könnte für den Schrittmotor genauso ein Getriebe verwenden wie für den Gleichstrommotor. Damit steigt die Auflösung und die Vibrationen verringern sich.

Auch das ist kein Argument für oder gegen einen Antriebstyp. Außer du würdest jetzt für die Verwendung eines Absolutdrehgebers plädieren, dann wäre es sicherlich sinnvoll, darauf auch einen GS-Motor zu regeln. In diesem Fall ist es eigentlich völlig egal, welchen Motortyp man nimmt...

Gruß Thorsten

--
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Thorsten online: http://www.ostermann-net.de/electronic
Rund um Schrittmotor, Fräs-Bohr-Plotter & Mikrocontroller
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Thorsten Ostermann

Hallo Thorsten,

Nicht unbedingt. Gleichstrommotoren laufen nach und das Anfahren eines genauen Punktes ist nicht ohne. Da hatten wir uns einmal fast die Zaehne dran ausgebissen und sind dann doch der Einfachheit halber beim Schrittmotor gelandet. Von den Kosten her war das etwa das gleiche.

Gruesse, Joerg

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Joerg

"Joerg" schrieb im Newsbeitrag news:Ag2te.4558$ snipped-for-privacy@newssvr21.news.prodigy.com...

Also die Drehscheibe hier arbeitet mit Gleich(All)strommotorantrieb und schafft es auf simpelste mechanische Weise ganz ohne Microcontroller und mathematisch aufwaendige PID Regelstrecke ihre Drehschiene millimetergenau auf die fixierten Schienen auszurichten: Der Motor wird per Tastendruck (links/rechts) gestartet und laeuft so wie ein Scheibenwischer weiter bis ein Schleifring keinen Kontakt mehr gibt. Die Luecke im Schleifring ist doppelt so breit wie der Motor mit der Drehscheibe zum Anhalten braucht. Damit steht der Motor, ob er von links oder von rechts kommt, genau auf der wegfuehrenden Schiene an, es sei denn man haelt den Taster gedrueckt damit er zum naechsten Anschluss weiterfaehrt.

Also: Alles schoen gedacht hier, aber echt zu aufwaendig gedacht.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst
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MaWin

Hallo Manfred,

Stimmt. Aber das geht noch einfacher: Eine Nut am Rand der Scheibe, in die ein federndes Blechstueck drueckt. Dann tariert sich die Chose ganz praezise auf die abgehende Schiene ein.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Wenn du gerne mit Microcontrollern bastelst - ok, dann kann man es auch damit machen, man kann nie genug lernen. Wenn du einfach nur eine funktionierende Lösung brauchst, wie wäre es damit:

Unter der Drehscheibe ein möglichst großes Zahnrad, welches von einem kleinen Gleichstrommotor (mögl. wenig Nachlauf) mit Schneckenantrieb (Getriebebremse, Selbsthemmung?) bewegt wird. Am Rande der Drehscheibe jeweils passen zu den Gleisen, Nuten, in die der Stößel eines Mikrotasters hineingreift. Der Mikrotaster liegt parallel zum Auslöseschalter. Drückt man den Auslöser, färt die Scheibe los und schließt den Mikrotaster. Lässt man den Auslöser los, fließt der Strom durch den Mikrotaster so lange weiter, bis dieser in die nächste Nut "fällt", Motor geht aus ... Durch das Schneckengertriebe und die mechanische Rastwirkung von Nut/Schalter dürften sich Nachlaufprobleme in engen Grenzen halten. Man kann auch den Motor kurzschließen, das bremst ebenfalls. Allerdings braucht man dann eine zusätzliche Logik, die das verhindert, wenn man eine oder mehrere Positionen überspringen möchte

Frank

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Frank Esselbach

Rechnen wir mal (in H0): eine 26m-Drehscheibe hat einen Umfang (1:87) von ca. 1000mm. Das sind dann bei einer Abweichung von 0,2mm beim Schienenübergang 0,02%. Das ist schon nicht übel :-). Ich würde in jedem Fall eine mechanische Verriegelung vorsehen, die auch gleich die Zentrierung zum Gleis übernimmt. Das machen die im Vorbild genauso :-).

Die Ansteuerung dafür kannst Du mit allem ab PIC/Atmel aufwärts erledigen. So ein kleines Linux-System von z.B. SSV wäre doch genau richtig, wenn man nicht in die Controller-Welt absteigen will :-).

Gruß, Kurt

--
Kurt Harders
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Kurt Harders

Hallo Thorsten,

Das war ein Versehen und ich habe mich ja gleich dafür entschuldigt ...

Ja was denn sonst. Dem Drehteller ist das aber egal ob das der Motor oder das Getriebe ist.

Aber kein Zahnradgetriebe, das hält bei einem Schrittmotor nicht lange.

Nach dem Einschalten kennt der Schittzähler seine Position nicht mehr. Abspeichern bringt bei Stromausfall auch nichts. Also fährt man einen Referenzpunkt (Endschalter, Lichtschranke oder sonst etwas) an und setzt den Zähler auf 0 = Referenzfahrt. Das können im Extremfall 359 Grad sein und wenn die Position zufällig richtig war wieder 359 zurück. Naturgetreu ist das bestimmt nicht für eine Drehscheibe. Also mehrere Refrenzpunkte einführen - am besten für jede Stellung. Und warum soll ich dann noch eine kompliziertere Ansteuerung für einen Schrittmotor gegenüber einem Gleichstrommotor machen ?

Mich würde es echt wundern, wenn ein Hersteller von Drehscheiben Schrittmotoren verwenden würde.

Gruß

Hans-Georg

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Hans-Georg Lehnard

Hallo Mawin,

die wollen die Dinger ja auch verkaufen ;-)

Eines würde mich noch interessieren. Hat die Drehscheibe eine (Block)sicherung, sodass sie nicht drehen kann solange ein Zug über den Tellerrand ragt ?

Gruß

Hans-Georg

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Hans-Georg Lehnard

"Hans-Georg Lehnard" schrieb im Newsbeitrag news:d9cbf7$188a$ snipped-for-privacy@ulysses.news.tiscali.de...

Nein, umgekehrt, es ist per Schleifer kein Strom auf der Drehschiene, wenn die Scheibe nicht auf einer Ausfahrt steht.

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

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