Al mijn goede ideeën...

[bask185]

In dit draadje wil ik een paar van mijn ideetjes delen. Of het een zegen of een vloek is, weet ik nog niet, maar ik krijg nu eenmaal erg veel ideeën. Slechts een klein deel daarvan vind ik daadwerkelijk een goed idee (naar mijn bescheiden mening  )

Sommige ideeën blijven bij een idee, sommige werk ik gedeeltelijk uit tot een levensvatbaar concept en anderen halen het tot een prototype.

Het idee van vandaag, is een geassembleerde printplaat met een 3D geprinte beugel speciaal voor wissels met puntstukken. Mijn plan was een zo goedkoop als mogelijke wisselaandrijving die ook daadwerkelijk praktisch was. Ik moest dus perse puntstuk polarisatie hebben. Na zelf veel ellende gehad te hebben met relais (lag voornamelijk aan mijn DIY bende) ben ik heilig gaan geloven dat het polariseren mechanisch moet geschieden via schakelaars. Dat werkt namelijk altijd en is goedkoper

Nu had ik eerder al een beugeltje gemaakt voor een servo en 2 schakelaars. Werkt opzich goed, maar je moet er draden aan solderen en precies dat, wilde ik eigenlijk niet.



Die schakelaars zijn niet helemaal mijn idee geweest. Die kwam ik op YT tegen.

Een ander idee wat ik had was om de servo direct op een printplaat te monteren. Ik heb dat uitgewerkt, maar ik kwam nooit tot een levensvatbare oplossing.

Toen dacht ik: "ik moet het combineren!" The best of both worlds

En zo bedacht ik een print, waar de schakelaars op zitten, die je makkelijk kan aansluiten en die werkt met DCC en die je met een 3D geprinte beugel makkelijk kan inbouwen.




(in dat groene blokje kan je een kroonsteen steken met draden).

En dan de beugel  Dat vond ik het leukste te bedenken.







De plaatjes lijken mij vrij duidelijk. De print met schakelaars en aansturing kan je in de beugel schuiven die licht klemt. Je kan hem een beetje afstellen door de print heen en weer te bewegen. De kabel kan je direct op de 3 polige header klikken, maar die header moet wel gesoldeerd worden. Je kan dus ook de kabel afknippen en direct door de pads steken en solderen.

De chip die alles mogelijk maakt, is de attiny85. Ik had er nog 18 van liggen en ik had er niks voor te doen. Helaas is door de componenten crisis dit een duur dingetje geworden. Ik heb vanavond een batch van 20 printjes besteld compleet met SMD assemblage. Daar moet ik zelf de attiny op solderen. Het is een sop-8 behuizing, die zijn tamelijk simpel. Behalve de attiny moet ik ook de schakelaars en het groene blokje met de hand solderen.

Ik had ook nog bedacht dat ik deze print analoog kan aansturen door middel van DC, maar dit werkt weer niet met de punstukken. Het idee is dat je net als bij die conrad motoren de voedingsspanning moet ompolen. De print kan namelijk aan de hand van het reeds aanwezige DCC circuit bepalen wat de polariteit is.

Enfin, dat was mijn idee van de week  . Graag hoor ik natuurlijk jullie gedachtes er over 

Mvg,

Bas

[Reinout van Rees]

Het idee om de polarisatie mechanisch/analoog te doen lijkt me een leuke. Je koppelt de mogelijke problemen los.

Aandachtspunt: er is nu wel een mechanische koppeling die moet kloppen, namelijk die tussen de uitslag van de servo en wordt-de-schakelaar-wel-ingeduwd.

Reinout

[bask185]

Dat klopt. De stang zal altijd net ietsje verder willen duwen dan de wisseltongen kunnen. De servo wordt in software afgeschakeld na het behalen van de eind stand. Als je dan een stang van ijzerdraad of verenstaal heb, zal die nog net tegen de tongen aanblijven duwen met veerkracht.

[Klaas Zondervan]

Ben het eens met dit idee. Ik vind ook dat de polarisatie van een puntstuk moet worden afgeleid van de werkelijke stand van het wissel, en niet van een  stuurmodule die denkt dat het wissel in stand A staat, terwijl dat niet altijd zo hoeft te zijn.
Voordeel van deze methode is dat tijdens het omlopen van de servo beide microswitches uit staan, en het puntstuk even "dood" is.

De mechanische slag wordt nu inderdaad gedicteerd door de microswitches, zodat je weinig meer kunt doen met de servo-instellingen. Dat hoeft naar mijn mening geen probleem te zijn. Alle wissels hebben toch een gelijke slag. Het enige waar je nog aan zou kunnen denken is om de bevestiging zo in te richten dat het geheel in alle richtingen te verschuiven is.

[bask185]

De mechanische slag wordt nu inderdaad gedicteerd door de microswitches

Niet helemaal, er zitten lange armen op. En die hebben veel speling. Als de schakelaar geactiveerd is, kan je nog even verder draaien. De beugel kan je ook nog een beetje bewegen door de print, dus het precies schakelpunt van de schakelaars is zo tot bepaalde mate instelbaar.

[Duikeend]

ok, vooruit.. dit is 1 van je goede ideeën

[AP3737]

Leuk ontwerp.
Ik neem aan dat je JLCPCB gebruikt voor assemblage? Of heb je een ander bedrijf gevonden?
Ook zie ik (dacht ik) een Buck-down converter. Gebruik ik ook, vanwege de best wel hoge stromen.

Wat me niet helemaal duidelijk is waar je het stukje “verendraad” laat scharnieren. Heb je daarvoor een klein gaatje in de PCB? (Ik zou een doorgemetaliseerde Via nemen, dan heeft die nog iets meer stevigheid  )

Waaraan ik zelf nog aandacht zou besteden, is eenvoudige montage op exact de juiste plaats onder de wissel. Dus zoals Weinert doet, met een malletje op de wissel zodat de gaten en servomotor precies op de juiste plaats zitten.
Groet, Aiko

[bask185]

Ik neem aan dat je JLCPCB gebruikt voor assemblage?

Ook zie ik (dacht ik) een BuckStep-down (of buck, buck-down is gewoon raar  ) converter.

Correct. Een van de dingen die ik wilde testen was een zelf ontworpen buck converter. Als die werkt neem ik die mee naar toekomstige ontwerpen. Ik kocht altijd die breakout boardjes van alie. Die kan je plat met 4 pads tegen je print aan solderen. prijs-technisch wel handig, maar niet zo netjes natuurlijk.

Deze chip heeft geen grote Elco's nodig. JLCPCB heeft geen elco's in het basic assortiment. Van dit ontwerp zijn de attiny, spoel en de buck converter chip extend parts, maar de attiny soldeer ik zelf omdat.. geld redenen 

Zo'n buckconverter is nog best tricky. Je moet er echt op letten dat sommige spoortjes erg dicht lopen. Er moet niks onder de spoel door en sommige condensatoren moeten erg dicht op de pinnen staan. Ik wat tips n pointer van het kicad forum 

Die R4 en R7 die parallel staan zijn beide basic parts, de weerstand met vervangingsweerstandswaarde was dat niet. Zo zijn 2 weerstanden goedkoper dan 1 




(don't mind the 3D spoel, ik vond geen betere in kicad)

Mvg,

Bas

[bask185]

Idee #2  General purpose IO print

Wat is het?

In 1 zin, alles wat je onder je baan nodig heb.

Wat heeft deze print?

• 4 servo aansluitingen
• 4 relais om bijvoorbeeld een spoor of lichtcircuit te schakelen
• H brug om analoge treinen, digitale treinen of een stappenmotor aan te sturen
• 4 analoge ingangen om bijvoorbeeld een rijregelaar te maken met een potmeter
• loconet-B of BiDib bus, en de mogelijkheid de printen tegen elkaar te prikken
• 16 kanaals General purpose IO voor schakelpanelen, extra relais, stroomdetectie melders etc

Hoe ontstond het?
Het begon bij mijn eerste PWM regelaar die ik onder mijn rangeerbaan Rosedale abbey bouwde. Het was 1 kleine print met niks meer dan een XpressNet aansluiting en aansluitingen voor een losse relais kaart en een losse servo print. Er zat een losse H brug op en een losse Buck converter voor de servo's. Alles was... los.

Toen bedacht ik me om een nieuwe print te maken waar alles op zit. Dus: buck converter, H brug, relais, Xnet interface en servo's. Ik had ook de wens om een schakelpaneel voor mezelf te maken. En zo ontstond prototype 1. Ik moet hem zelf nog inbouwen, maar de eerste tests zijn veel belovend.



Omdat ik ook digitale treinen heb naast mijn analoge treinen en omdat digitale treinen geen PWM regelaren snappen, kwam ik ook met het plan om DCC toe te voegen. Als je immers al een H-brug heb... DCC zette me aan het denken en dat leidde uiteindelijk naar dit all-in-one project.

Omdat ik meer kabels moest trekken dan me lief was en ik wat problemen had met ruis op 2 te lange servo kabels, kwam ik tot de conclusie dat 8 relais en 8 servo's misschien een beetje.. te veel is van het goede. Daarom ben ik terug gegaan naar 4 om 4.

Omdat ik natuurlijk ook voor mezelf een mooi PCB schakelpaneel wilde maken, had ik de noodzaak om die ook ergens op aan kunnen sluiten en riep ik de 16 kanaals GPIO connector in het leven.

Omdat ik later bedacht dat ik ook een 2-kanaals H-brug had, kwam ik ook op de gedachte om ten minste 2 analoge ingangen voor potmeters toe te voegen. Zo zou je een rijregelaar (of 4  ) in een zelfbouw schakelpaneel kunnen bouwen. Deze ingangen zit niet op mijn huidige prototype.



(Ik wil overigens wel de Xnet aansluiting blijven behouden. Het is toch wel fijn om een multimaus in te kunnen prikken  .)

Nu gebruik ik mijn prototypes als stand-alone gebruiken, maar de prototypes kan ik ook aan elkaar hangen met Xnet.

Xnet is echter nooit bedoeld voor schakelapparatuur dus bedacht ik me dat de print beter af zou zijn met Loconet-B of BiDib

Buiten het gebruik voor een klein analoog baantje, had ik met loconet-B (of BiDib, moet nog de keuze maken  ) per toeval  de infrastructuur om de H-bruggen ook nog als booster in te zetten. De print kan dus naast servo's schakelen en ook relais schakelen, maar de 'schakeldecoder' kan tevens ook als 2 kanaals DCC booster fungeren. Elk kaneel krijgt dan zijn eigen kortsluitbeveiliging die ook automatisch herstelt. En natuurlijk hoeft het niet alleen een booster te zijn, hij kan immers ook zelf DCC opwekken.

Wat je met H-bruggen en kortsluitdetectie ook nog kan doen, is als keerlusmodule fungeren. Ik kan je vertellen hij zal niet zo snel schakelen als die van Lenz, maar wel snel genoeg voor dit doel.

Die 16 kanaals GPIO connector is zoals eerder vermeld handig voor meer dan 1 ding. Ik heb eerder al een mosfetkaart ontwikkeld voor 8 spoel wissels. Die kan je er zo inprikken. En zo heb je een 8 voudige solenoide schakeldecoder met loconet/BiDib


Behalve de mosfet print, heb ik ook een stroomdetectieprint (in de planning) en dan wordt je servodecoder/relaisdecoder/booster/centrale ook nog een terugmelder. Dit gaat welliswaar ten koste van de mosfets, maar ik kan ook maar zoveel bedenken  .

En als je nog meer relais behoeft, om weet ik veel wat voor reden:
Je kan 2 van die puppies er aan knopen.


Of 1 grotere pup


En natuurlijk als je het lief vraagt  , kan je ook zoiets krijgen 



De printen kan je eventueel ook doorsteken, maar ik ben er eerlijk gezegd nog niet van overtuigd of dat nu daadwerkelijk zo veel toevoegt. Zo'n zes polig loconet kabeltje zijn de kosten ook weer niet.. 


Dus of je nu een modulebak maakt voor de forumbaan, een microlayout of een grote digitale of analoge treinbaan maakt. Of je nu wissels met spoelen of servo's schakelt. Of je een draaischijf of keerlus heb.. Er zal vast wel iets inzitten, wat je kan gebruiken 

Het ontwerp is nog verre van af, laat staan de productie. Dit idee.. is nog slechts een idee.

Mvg,

Bas

[Reinout van Rees]

Wat een frankenstein-ding! Ik bedoel, je kan met zo'n relais vast ook een broodrooster aansturen terwijl ondertussen een lokje over het aanrecht heen en weer pendelt Geinig. Leuk project. Een eierlegende Wollmilchsau zoals de Duitsers zo mooi kunnen zeggen?

Wat ben je qua software van plan? Is dit de hardwarebasis om zelf van alles in te kunnen programmeren of is het je bedoeling dat er ook een algemeen stukje aanstuursoftware op komt?

Benieuwd. Leuke mix van mogelijkheden in ieder geval!

Reinout

[bask185]

Wat ben je qua software van plan?

Hoofdzakelijk heb ik nu twee dingen in mijn hoofd. Voor gebruik bij zowel DCC als analoog zou een standaard programma afdoende zijn. Dan moet ik alleen iets van een configuratie methode verzinnen. Dat kan een GUI zijn op de PC die via USB werkt, of het kan zo simpel zijn als een handregelaar gebruiken icm een config knopje.
- Je moet de servo's en relais een adres geven,
- servo standen moeten geconfigureerd kunnen worden.
- een van de H-brug kanalen wil je misschien als keerlusmodule inzetten.
- of je gebruikt de H-bruggen voor analoog bedrijf.
- De GPIO moeten als wissels of als terugmelders geconfigureerd worden, of de GPIO moeten geschikt zijn voor schakelpaneelwerk.
Daarbij wil ik dan natuurlijk wel wisselstraten kunnen gebruiken. 

De prototypes die ik heb, gaan beiden met het Nx systeem werken, maar die hebben tot op heden elk custom programming in de vorm van een tabel.
https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=96230.msg3222361468#msg3222361468
Als ik die tabel ook naar een GUI verhuis dan kan je makkelijk zelf je eigen methode en combinaties invoeren. De printen hebben ook elk een 32kb EEPROM voor extra geheugen.

Idealiter wil ik dat mooi grafisch, waar je dan je sporenplan kan tekenen, wat nummertjes van wissels en knopjes invult en dat die GUI voor jou, al je combinaties maakt en naar de print schiet.

Voor analoog bedrijf wilde ik een aanvankelijk een aangepaste versie maken van FunctionBlox. Ik heb in FunctionBlox ook blokjes gemaakt voor seriele communicatie. Dat wil ik dan vervangen door blokjes voor loconet berichtjes. Je kan dan printen in ieder geval met elkaar laten werken. Dan maak ik een soort standaard template, of een paar templates die je zo kan gebruiken of aanpassen. Dan ben je wat vrijer om alle IO te benutten. Je kan dan een potmeter koppelen aan een PWM regelaar, je kan je schakelaars voor je servo's en relais gebruiken.

Mvg,

Bas

[Hans van de Burgt]

... Ik wil overigens wel de Xnet aansluiting blijven behouden. Het is toch wel fijn om een multimaus in te kunnen prikken.
Nu gebruik ik mijn prototypes als stand-alone gebruiken, maar de prototypes kan ik ook aan elkaar hangen met Xnet.
Xnet is echter nooit bedoeld voor schakelapparatuur dus bedacht ik me dat de print beter af zou zijn met Loconet-B of BiDib ...

Ha Bas,



"Al mijn goede ideeën?" ... Niet allemaal.

Blijkbaar heb je dat uitgangspunt bij het ontwikkelen van de elektronica componenten voor mijn Corfe Castle project toch niet gehanteerd.
Afgelopen zaterdag kreeg ik het nodige thuisgestuurd om onder mijn modulebak te schroeven, gebaseerd op het XpressNet protocol. Zelfs met een drietal custom made schakelpanelen. Maare die "losse" dingen kunnen precies hetgeen Bas in dit verhaal beschrijft: Gekoppeld aan een DR5000 Servo's bedienen, puntstukken schakelen, seinen hoog en laag zetten, relaiskaarten schakelen, LEDjes, rookgenerator en geluid aan/uit zetten. En dat alles via de schakelpanelen, een PC programma (Digikeijs, RocRail, Traincontroller e.d.), smartphone met Z21 App of de Roco Multimaus. Tamelijk allround, of zoals Reinout dat noemt Frankenstein-dingen. 

[bask185]

Corfe Castle was wel een leuke uitdaging. Het aantal benodige IO was tamelijk groot, er moesten servo's komen die ver van elkaar zaten (servo's houden van korte kabels) en ik moest iets verzinnen zodat zijn DR5000 en de BMB z21 niet in rook op zou gaan. Er was veel custom interlocking nodig. Ook moest worden voorkomen dat wissels open gereden werden.

Ook met de standaard 'Karst Kastjes' (Yarmorc) kan je niet zonder tussenkomst van een computer dat soort interlocking en logica maken en zelfs met een computer vroeg ik me al af of dat mogelijk was. Het moest hoe dan ook custom gecodeerd worden, wat voor kastje het zou zijn.

Daarom had ik een simpele RS485 bus opgezet die elektrisch wel gelijk is met XpressNet maar zonder dat ik dat protocol gebruikt. XpressNet was al geen optie omdat het beperkt is. Je kan niet even de informatie van alle servostanden opsturen. Met Loconet zou het misschien kunnen, maar daar had ik nog geen ervaring mee. Ik moet mijn eerste loconet printjes nog steeds testen.

Dus ik maakte een zo kort en simpel als mogelijk protocol waarbij de slaves een universeel programma kregen voor servo + puntstuk aansturen, wisselspoelen aansturen, relais aansturen en inputs terug sturen. Dat was relatief weinig werk. Ook voor de printjes was het weinig werk. De contoller is 1 arduino setje connectoren, 2 Max485 Ic's en verder wat connectoren. Die slaves waren nog minder. De IO shields? inkoop! De arduino's? inkoop!

Zo bleef ook alles erg goedkoop. De printjes moest ik zelf solderen dus geen dure smd assemblage. En als ik zelf een print maakt met een buck converter, met een usb interface met een atmega chip, dan was ik gewoon veel duurder uit.

Voor de GPIO print die ik ontwikkel wil ik een atmega2560 gebruiken, maar die alleen al zijn al €10,- p/s... die componenten crisis is echt FUBAR 
Ik had eerst een atmega328 in de planning omdat die 3x goedkoper en een basic part was. Voor extra IO wilde ik een losse IO extender... die was bijna nog duurder dan die 2560 

Mvg,

Bas

[reinderlf]

Hi Bas,

Lees je topic met ideeën net ff door (moet ff wachten op een Traintastic rebuild ), zitten leuke ideeën tussen

Wat betreft LocoNet, daar ben ik redelijk in thuis inmiddels qua bericht formaten, mocht je daar wat over willen weten let me know.

Reinder

[bask185]

Vandaag iets simpelers in aard.

De marklinrijders onder ons zullen waarschijnlijk bekend zijn met de remmodule. Een alternatief voor een computerprogramma om een bloksysteem mee te maken zonder een computer.



Er zit een bistabiel relais in die je kan schakelen net als een wissel. Toen ik een jaar of 14 was, gebruikt ik deze dingen voor sporen aan de voorkant van mijn baan. Achter de seinen had ik reed contacten en schakelrails zitten waarmee een trein een sein op rood kon zetten als hij passeerde. De volgende ronde zou de trein dan stoppen voor dat sein. Met een knopje af ander schakelelement kon ik de trein weer laten vertrekken.

Op zich een mooi systeem, het ABC maar dan voor marklin (en iets andere werking  ). Zelf had ik al bedacht dat je ze ook met contact rails kon schakelen. Zo zou je zelf een mooi bloksysteem kunnen.

Marklin's idee was echter anders. Marklin wilt dat je deze remmodules aansluit op M83 schakeldecoders en dan terugmelders gebruikt icm marklin S88 terugmeld modules. In de central station moest je dan een koppeling maken tussen terugmeld contact en remmodule. Dus behalve de remmodules, moet je perse een Central station, s88 modules en m83 decoders gebruiken. Dit is een erg prijzige oplossing. Dit is wat ik noem: "een ontwerp fout". De remmodules zelf waren toen al €65,- per stuk en inmiddels al €89,99  . Ik snap wel dat het een en ander duurder is geworden, maar in dit kastje zit niet meer dan ~3€ aan elektronica  . Zelfs voor grijze kastjes met rode letters is dit m.i. buiten proportioneel extreem duur.

Zelf bedacht ik me om meer dan 1 reden om het meer als het grootspoor te laten werken. Ik heb een kopie gemaakt van deze remmodule maar dan met een mono stabiel relais.

Het doel:
Als er tenminste 1 geleidende as ergens in het volgende blok staat, staat de remmodule op onveilig. Binnenkomende treinen worden stop gezet en het sein staat op rood.

Het idee uitgewerkt:




Een aansluit schema: Dit werkt in een richting (hier van rechts naar links). Door de printen doe je de gele, de bruine en de rode ringleiding doorvoeren. Je kan een 2 kleuren sein aansluiten, een bezetmelder (complete rail van het volgende blok)


elk printje is 41x41mm.

Ik denk echter niet dat er super veel vraag naar zou zijn en ik stop zelf met 3-rail dus ik betwijfel of er ooit een prototype komt. Maar ik vond het een leuk idee om te delen. Misschien dat ik hem als through-hole print maak en als DIY bouwpakket op internet zet.

Mvg,

Bas