Microstepper motoren voor armseinpalen

[Eric v C]

Bas,

Op het RocRail Forum wees Berthold (Babbel) me op deze GCA PCB (bouwpakket) voor een Raspberry die door RocRail worden ondersteund.

https://wiki.rocrail.net/doku.php?id=gca-pi03-en

Die kunnen met PWM 16  servo's aansturen. PCA9685
Wellicht ook een alternatief

We moeten ze maar eens naast elkaar zetten qua prijs, gemak, onderhoudbaarheid ed

Eric

[AP3737]

Hallo Chris

Ja, die link is goed en je conclusie dat veel achterhaald is en veeeeel eenvoudiger kan, klopt. Wat je nodig hebt is, kan je vinden met een zoekterm zoals “ aliexpress usb TTL converter ch340”. Kosten:1,5 à 2 Euro. Daarnaast een Schottky diode en weerstand van iets tussen 220 Ohm en 1KOhm. Het aansluitschema staat, ietwat onduidelijk, op de bovengenoemde link.

Het programmeren gaat het makkelijkst met een pogo pin connector. Kan ook bij Ali worden gekocht. We moeten het even met elkaar eens worden wat de afstand tussen de pinnen wordt. @Bas: hen je een voorstel?

De ATTiny1616 lijkt me in principe prima, maar ik weet niet of 16K RAM niet wat te weinig is. De ATtiny 3216 zou een goed alternatief zijn. Wel vind ik 2 TCBs wat weinig: de eerste is nodig voor Arduino’s millis() en de tweede voor de AP-DCC-Lib. Ik hoop dat jullie begrijpen dat ik mijn eigen library verkies boven die van de NMRA.

De kern vraag voor mij is welke Stepper library we nemen, of dat we die zelf maken. @Bas (of anderen): heb je een voorstel?

@Eric: in het plaatje staan steppers. Daar heb ik ooit ook mee gespeeld. Ze zijn veel duurder, en ik kan me moeilijk (gezien al het plastic) voorstellen dat ze steviger zijn dan de microsteppers (die helemaal uit metaal zijn). Daarnaast zijn ze ook nog eens een stuk groter.

Bas’ print heeft 1 A4988. Ik zou eigenlijk een print met 2 A4988 willen, om alle drie de standen met eenzelfde decoder te doen.

Groet, Aiko

[AP3737]

Hi Eric

Ieder heeft natuurlijk eigen wensen en eisen, en dat is OK.
Zelf heb ik een redelijk grote baan (althans, veel elektronica onder de baan) en voor mij is eenvoudige bedrading het belangrijkste criterium. 2 draden naar deze sein-decoder, en niet meer. En het moet compact zijn, zodat het makkelijk meteen onder het sein past.

Voor mij is het geen probleem om zelf printen te ontwerpen en laten maken, en de software helemaal zelf doen gaat ook. Mijn ervaring is dat de kosten niet zitten in de processor, maar eerder in afmetingen van de print (hoe groter, hoe zwaarder, hoe meer verzendkosten, en die zijn substantieel). Verder moet je niet te veel extended componenten nemen, tenzij je veel printjes laat maken.

Oplossingen waarbij je de processor deelt over veel steppers, lijkt me de verkeerde oplossingsrichting. En voor seinen zijn servo’s volgens mij te groot en duur.

Groet, Aiko

[Eric v C]

Aiko,

Dat idee van die 2 draadjes is ook mijn idee DCC met voeding
Gebruik van de stalen micro steppers is mij prima hoor, ik verken alleen de alternatieven.
De FPC-connectie is kwetsbaar, maar in een behuizing (zoals je suggereerde) lost dat in principe op.
2 A4988 op 1 PCB is heel aantrekkelijk.
Ook ik heb veel 2 vleugelseinen.

Ik wil jullie niet met al het werk opzadelen en gelijk wat leren

Inmiddels weet ik dat ik met DCC accessory command in principe elk DCC signaal naar de PCB vanuit RocRail kan sturen. dus dat moet ook lukken.

Ik stuur je morgen een PB voor verdere afstemming.

Eric

[bask185]

Die lineaire servo's zijn relatief duur met ongeveer €5 per stuk. Voor armseinen zou ik dan eerder die sketchy sg90 dingen pakken, voor wissels mg90s. Maar die lineaire dingen zijn nog best handig. Die stappendingetjes zijn €0.50 ofzo?

Die kunnen met PWM 16  servo's aansturen. PCA9685
Wellicht ook een alternatief

Dan moet je een paar posts terug kijken  Op dat ding zit een pca9685, ik heb er alleen een 8 voudige van gemaakt om meer dan 1 reden. Zo'n ding kost trouwens iets rond de €10 om te laten maken, afhankelijk van de aantallen. Voor een single decoder heb je geen pca nodig.

Maar voor servo's in het algemeen geldt dat je korte kabels wilt houden. En wat Aiko zegt dat hij de bedrading simpel wilt houden, vind ik ook wenselijk.
Ik zou dan eerder of een kleine servo print maken, die ik dan compatibel maak voor een van deze relais dingen. 2 mosfets en een socket zijn de kosten niet. Misschien dat we die nog afbreekbaar kunnen uitvoeren, zodat je ook echt een hele kleine decoder heb.

Deze relais printen zijn bedoeld om in of de open-source spoel decoder of servo decoder te steken. Je kan ze ook afbreken en als standalone relais ding gebruiken... Of je plugt ze in de te maken "single servo" decoder of in de "single stepper" decoder. Dan kan je je single sein of wissel decoder voorzien van een relais uitbreiding. Dat kan altijd handig zijn. Seintje wat een stuk spoor kan schakelen, misschien spanningsloos, misschien met abc diode.. wees creatief. Maar dat is misschien een optie, want het enige wat ik nodig heb, is een zo'n groene socket.

De ATTiny1616 lijkt me in principe prima, maar ik weet niet of 16K RAM niet wat te weinig is.

Bro, dit is echt heel erg veel voor dat geld. Je kan zelfs op een attiny 45 met 25% van dat ram de NMRA library laten werken. Zoveel heb je allemaal niet nodig voor dit werk.

Ik had trouwens voor het programma van die stepper (stuurde ik aan met een puls, de pulslengte bepaalt de slag) gewoon gebruik gemaakt van

Code: [Selecteer]

delay(2) ; //  (y)ja... if it works, it ain't stupid.

Een 2 in 1 print, vind ik trouwens ook helemaal geen slecht idee. Dat zijn de kosten ook niet echt. Laat de print dan een €1,- duurder zijn, dan kost die misschien €4 ipv €3.

Wat wellicht ook leuk is. Een hybride maken, afhankelijk van welke connector je er op soldeert, kan die dan of servo of stepper motor aansturen. Een servo heeft niet echt meer nodig dan de microprocessor, alleen een stevigere spanningsregulator (en dan je servo's afschakelen). Het zal wel iets aan ruimte kosten, dus dat kan wellicht een probleem vormen? Het moet natuurlijk in een wattenscheider passen.

Ik heb voor mijn grote printen een 1x06 ICSP connector voor pogopin clamp in 2.54mm pitch. Voor kleine boards heb ik een 2x3 in 1.27mm. Voor een udpi, zou ik ook 1.27mm nemen


Ik zou echter alleen niet meer dan 2 versies max willen hebben. Die prototype printen groeien niet aan bomen. Ik kan wel wat ongeroute printen in mekaar flansen en kijken hoeveel ruimte wat kost. En dan kunnen we knopen doorhakken, wat wel en wat niet.
- afbreekstukje met een socket, voor een dubbele relais?
- 2 in 1 of een single?
- servo, stepper of beide?

Mvg,

Bas

[bask185]

<a href="https://www.youtube.com/v/817azkPXNgg" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/817azkPXNgg</a>

[AP3737]

Hi Bas

Leuk 

Het verhaal rond de relais begrijp ik niet helemaal. Die hebben we voor armseinen toch helemaal niet nodig?

Verder ben ik geen voorstander van een gecombineerde servo en stepper print voor armseinen. Voor steppers heb ik een betere voeding nodig, en ik wil daarvoor speciale “driver IC” in de uitgang en voeding. Dat is een overkill voor deze microsteppers. Een stepper wil ik ook op een aparte voeding aansluiten, en niet van het DCC signaal afhalen.

Je puls software doe je wel heel erg elementair. Ik zou dat waarschijnlijk wat anders doen maar eenieder kan dat natuurlijk aanpassen naar zijn of haar eigen wensen. Of later uitbreiden. Zoals gezegd, zet ik er gewoon mijn AP-DCC-Library en (een uitgeklede versie) van AP-DCC-Core op. Ik heb dan meteen alles wat ik nodig heb, inclusief PoM en CVs. Mijn voorkeur zou verder waarschijnlijk uitgaan naar een standaard stepper library, met daarop de mogelijkheid om curves te volgen. Exact zo als bij mijn servo library. Maar zoals gezegd, wat software betreft kan iedereen dat naar eigen wensen doen; het belangrijkste is de print.

Ik vermoed dat je de ATTINY1616-MNR | C507118 wilt gebruiken. Met 3x3mm inderdaad lekker klein. Wat  gecombineerde DCC/Voeding wil k LCSC C8387 gebruiken. Die heeft een steek van 3,81mm en daardoor kan ik die niet met andere bedrading verwisselen.

Momenteel maak ik een treinreis door Zwitserland, en kan dus zelf even niets doen wat print ontwerp.

Groeten, Aiko

[AP3737]

Hi Bas

Ik heb je video bekeken. Dank. Mijn eerste reactie is wel dat ik de print erg (te) lang geworden vind. Ook ben ik nog niet helemaal overtuigd van de connectoren. Er zijn immers verschillende modellen steppers op de markt met allemaal verschillende aansluitingen.

Een ander belangrijk verschil tussen jouw aanpak en die van mij, is dat jij de stepper meteen op de achterkant van de print doet. Ik heb juist een aparte 3D houder, waarin ik de mogelijke afstand meteen beperk en het vastschroeven van de trekdraden vereenvoudig. Ik weet niet hoe jij dat straks mechanisch wil doen.

Mijn oorspronkelijke gedachte was om de stepper “draden” op de achterkant van de print te solderen. Dat scheelt veel ruimte / hoogte.

Verder ben ik voor deze toepassing niet zo’n fan van just JST connectoren. Ze zijn wat mij betreft veel te lastig aan en af te koppelen. Mijn eerder genoemde connector vind ik beter. Maar misschien moeten we op de print beide oplossingen mogelijk maken.

Groet, Aiko

[bask185]

Die relais waren bedoeld om bijvoorbeeld een stuk spoor spanningsloos te zetten of een ABC remmodule te schakelen. Vandaar die brainfart. Maar deze print in kwestie wordt daar met zn 15cm wel erg lang van 

Ik dacht zelf om zo'n ding in een koker te schuiven en dan ergens een bout door gaten van de koker en een gat van de print steken en dan zit die vast aan de koker.

Mijn oorspronkelijke gedachte was om de stepper “draden” op de achterkant van de print te solderen.

Die flexprint solderen vond ik eigenlijk best ruk. Vooral als je de pech dat er wat flux op komt.. lang verhaal, was geen pretje. Om die reden was ik dus gaan kijken om die flexprint in een connector te krijgen. En dat gecombineerd met de montage van de motor aan de print, dat zou een makkelijk te assembleren en solide geheel zijn.

Verder ben ik voor deze toepassing niet zo’n fan van just connectoren

Ik moest 3x lezen voordat ik realiseerde dat je phone's autocorrect je naaide  JST stekkers. Ja ik vind ze wel fijn opzich, maar je kan ze ook vervangen door good ol' dupont draden. Die schuiven wel soepel en zijn goedkoop. En als polariteit toch niks uitmaakt.

Verder ben ik geen voorstander van een gecombineerde servo en stepper print voor armseinen

Dat was ook mijn conclusie ook, het is gewoon onpraktisch.

Mvg,

Bas

[AP3737]

Hi Bas
 

Ik dacht zelf om zo'n ding in een koker te schuiven en dan ergens een bout door gaten van de koker en een gat van de print steken en dan zit die vast aan de koker. Die flexprint solderen vond ik eigenlijk best ruk. Vooral als je de pech dat er wat flux op komt..

Ik denk dat de uitdaging (in ieder geval voor mij) vooral zit in het mechanische deel: hoe verbind ik de microstepper zo met een Viessmann sein dat de maximale afstand mechanisch wordt beperkt, en afstelling extreem simpel is. Vandaar dat ik met het 3D ontwerp voor de houder ben begonnen.

Overigens: ook de MobaLedLib heeft een vergelijkbare houder ontwikkeld, maar die is in mijn optiek minder handig.

Solderen vond ik juist geen enkel probleem. Maar misschien hadden mijn microsteppers (zie verwijzing hiervoor) wat meer ruimte hiervoor.

Dank voor de correct van de autocorrect, JST is nu weer JST

Groet, Aiko

[Eric v C]

Voor diegenen die het vervolg willen lezen kijk op deze link

https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=113837.msg3222549512#msg3222549512

[Bert Senden]

Zeer goede informatie. Ik heb ook overwogen om deze motortjes te gebruiken. Dus deze informatie is zeer welkom.

[AP3737]

Wat de stepper software betreft zit ik (uiteraard) te denken om de software die ik recentelijk voor de servo decoder heb gemaakt, aan te passen voor twee A4988 stepper drivers. Wat ik moet aanpassen is uiteraard de software die specifiek is voor de servo (Servo-TCA), en die omwerken naar een stepper variant. Zoals Bas terecht schrijft, moet dat relatief makkelijk kunnen door iedere keer vanuit de loop een procedure aan te roepen die kijkt (micros()) of een puls gegenereerd moet worden of niet. Simpel.

Wat ik in ieder geval wil behouden, is het idee (van OpenDCC) om de stepper een curve te laten volgen, zie https://github.com/aikopras/Servo-TCA/blob/main/extras/Curves/curves.md
Misschien zijn niet alle curves belangrijk, maar in ieder geval wel de HP0/HP1 curves.

Het grootste vraagteken blijft voor mij de precieze print lay-out, zodat de micro-steppers makkelijk verbonden kunnen worden en het geheel in een kleinere variant van Fremo’s “Wattenscheider Schacht” past. Het probleem zit vooral in de verschillende vormen microsteppers, en de (waarschijnlijk) verschillende aansluitingen. Misschien moeten we het volgende doen: een dunne (0,8 of 1mm) hoofdprint met daarop de elektronica en een tweede dunne print, die specifiek is per type micro-stepper. Deze tweede print heeft geen elektronica, maar is op een vaste plaats doorverbindingen naar de hoofdprint en heeft verder soldeer verbindingen dan wel connectoren om de microsteppers aan te sluiten. De hoofdprint zou dan op de tweede gemonteerd kunnen worden. Het is maar een gedachte.

Groet, Aiko

[Eric v C]

Aiko,

Dat klinkt als logisch em mooi modulair.
De leverbaarheid van een bepaald type microstepper is zo te omzeilen.

Eric

[bask185]

Het probleem zit vooral in de verschillende vormen microsteppers,

True

en de (waarschijnlijk) verschillende aansluitingen.

Less true. Die aliexpress steppers zijn nagenoeg allemaal 2-fase bipolaire steppers als ik al de afbeeldingen en beschrijvingen zo bekijk.

Ik ben ook voor het idee. Want de stepper print zou dan iets groter kunnen zijn. En dat geeft ons de gelegenheid om iets meer features in te bouwen. Ik zou ze zelf met 1.0mm 4 polige jst connectoren uitvoeren. Die zijn klein, dun, makkelijk. Je kan ze niet verkeerd aansluiten en je kan ze laten mee bestucken.

Ik denk zelf dat deze mini stepper voeden met DCC geen enkel probleem is. Als we een power terminal maken, kunnen we aan de onderkant ofzo, 2 soldeer pads zetten waarmee we ze kunnen door-loopen naar de DCC terminals. Dat scheelt je weer 2 draadjes extra aansluiten en het kost niks. Alleen als we een powerterminal hebben, hebben we wel weer een optocoupler nodig.

Wat extra features betreft:
1). We kunnen voor de stepperprint ook een variant maken om wissels om te zetten.
2). We kunnen alsnog een relais aansluiting nemen. En nogmaals, dan kan je met het sein een stuk spoor spanningsloos zetten of ABC diodes schakelen of een puntstuk schakelen of een draaischijfbrug polariseren.
3). We kunnen een aansluiting maken voor een schakelaar, zodat de print zonder DCC kan werken.
4). En evt een onboard potmeter om de positie aan te kunnen passen. Voor zij die geen DCC willen, maar wel een armsein willen kunnen bedienen.
5). 1 grotere bulky connector om optioneel ook die dikkere Nema 14/17 motoren aan te kunnen sturen. Als we toch een power terminal hebben.. might as well use that power 
6). En dan zou ik nog een aansluiting willen maken voor optioneel te gebruiken homesensor. Die kleintjes hebben niet echt een home sensor nodig omdat je ze gewoon zo lang kan door blijven draaien totdat ze zeker weten op hun eindpunt zitten. Maar voor die grote dingen, is dat wel handig. En het geeft je de gelegenheid om een draaischijf aan te sturen.  Immers een ompool relais hebben we al 

Mvg,

Bas