Yet Another Servo Decoder

[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

[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

[bask185]

Kijk nou eens wat ik vind, een versie die met en zonder FPC conenctor geleverd wordt



Bas

[Eric v C]

Bas,

Grappig, dat doorzoeken op Ali lijkt te lonen.

De beschrifting is fout (maar dat lijkt niet erg wanneer we de connector eraf solderen en hergebruiken)
Ik vind deze wel wat fragiel ogen qua geleiding en de slag van 31 mm is wat overgedimensioneerd.
De inbouwmaat van 38 a 40 mm x 8 a 10 mm daarentegen is wel aantrekkelijk.

Testen lijkt de moeite waard.

Eric

[AP3737]

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

Als ik de aansluiting van de door jouw gestuurde stepper vergelijk met mijn eerdere (https://images.beneluxspoor.net/bnls_2023/Microstepper-bovenkant-afmetingen-6522ecd0bede2.jpg), dan lijken ze toch verschillend. Ook meen ik dat ik hier en daar verschillende aansluitbreedtes heb gezien. Maar ik kan me vergissen, en misschien is dát juist wel weer gestandaardiseerd.

Ik zou een voorstander zijn van verschillende printjes voor verschillende doelen. Op het Duitse stummiforum kan je bijdragen vinden hoe je ze in Märklin C-Gleis kan inbouwen. Als je ze in Roco geoline wilt inbouwen heb je waarschijnlijk weer andere afmetingen nodig. Als je een maal een basis print hebt met bijbehorende software is het maken van een variant niet heel moeilijk.

Wat relais betreft kies ik tegenwoordig vaak een andere oplossing: gewoon een AliExpress relais print. Op mijn eigen print heb ik dan alleen de aansluiting voor deze externe print.

Nog een opmerking betreffende voeding: deze microsteppers kunnen probleemloos vanuit DCC gevoed worden. Voor NEMA 17 zou ik dat nooit doen. Dus ook daarvoor zou ik een andere print ontwerpen.

Tenslotte nog een opmerking over de door Bas gevonden microstepper. Mijn ervaring is dat het meeneem (dus het bewegende deel) vaak heel verschillend is qua vorm. Een 3D houder past dus op een specifieke microstepper, maar waarschijnlijk niet op een andere.

Groet, Aiko

[bask185]

Wat relais betreft kies ik tegenwoordig vaak een andere oplossing: gewoon een AliExpress relais print.

Dat zou je toch niet zeggen? 


Ik weet dat het iets duurder is om relais zo uit te voeren. Maar deze ontwerpen heb ik immers al in zowel THT als SMD uitvoering. En ze zijn compatibel met de servo decoder en spoeldecoder. En bovendien, ik vind dit gewoon een veel mooiere oplossing    Ze zijn ook berekend op spanning van 12V - 18V. Die blauwe SRD relais alie dingen, de 5V variant wil je niet omdat die 75mA per stuk kunnen trekken. Op 5V wil je dat al niet. Dus die 12 V versie zou misschien een optie kunnen zijn. Ook omdat je dan een kant en klare 4 voudige zou kunnen kopen. Ik heb echter 1 klein probleem met die dingen:

Deze dingen zijn de duivel.

Ik heb een praatplaatje gemaakt. Leeg schema en connectoren.


Ik zat nog even naar die grotere motortjes te kieken. Die gebruiken ook JST kabels. Alleen 1 maatje groter. Dus als we die ook aanhouden, dan is de decoder print geschikt voor.. bijna alles wat we willen?

Mvg,

Bas

[Eric v C]

Bas, Aiko,

Jullie ontwerp- en selectieproces gaat snel.

Ik heb vandaag wat zitten freubelen om de seinvoet waar de steppers en PCB's in mogen met OpenScad te ontwerpen.
- Om te zien of het in de Wattenschaschacht gaat passen
- Om een parameter gestuurd 3D CAD ontwerp te krijgen (zodat je de seinvoet eenvoudig kan aanpassen op de gebruikte seinen resp. steppers.)

Ben maar begonnen met het Schneider 2 Vleugelsein en de steppers die ik heb liggen.

Maar wel gelijk met parameters gewerkt.
Dit is de oogst van vandaag V0 versie
 


2 steppers iets versprongen onder elkaar geplaatst, opgelijnd aan de maten van de seinvoet-opening voor de seinstangen.
Nu nog een schematische denkbeeldige verbinding tussen seinstang en de heugel van de stepper.

De rode plakjes laten de beweging zien van onder naar boven.
En die resulteert boven uiteindelijk in de vleugelbeweging.
Maar daar heb ik (in analogie van wat Aiko eerder toonde) wel een beeld bij hoe dat deugdelijk en onderhoudsvrij zou kunnen.



En de seinpaal zelf met de uitslag van de vleugels.

Nog geen mechanisch werkend 3D model maar een impressie.
Hoewel de de fysieke stops en verplaatste posities wel op basis van de parameterwaarden van de SLAG van de stepper irt het SEIN zijn gemodelleerd.



En de Wattenschneider koker 35x35 dik 2 mm eromheen.
Er blijft mi genoeg ruimte voor de schakel PCB's.
Met deze positionering kan je bij de stel/borgboutjes voor de seinstangen.

Eric

[AP3737]

Dat zou je toch niet zeggen? 

Daarom schreef ik dat de servo decoder af was, maar dat er nog nieuwe printen met wat aanpassingen gemaakt moesten worden 

Ik ben het overigens wel met je eens dat, als je weet dat je toch relais gaat gebruiken, met mooier is ze meteen op de print erbij te zetten.
Aiko

[AP3737]

Hi Eric

Precies. Zoiets staat me ook voor ogen. Beide steppers onder elkaar.
Wel vermoed ik dat beide trekdraden bij de Schneider seinen een net wat andere afstand hebben dan de Viessmann seinen. Bovendien heeft Viessmann een klik verbinding, en Schneider niet.
Veel tijd ben ik trouwens kwijt geraakt om de “meenemer” die vast klikt aan het bewegende deel van de microstepper passend te krijgen. Daarvoor heb ik toch meerdere 3D proefstukjes moeten printen.

Voor wat betreft de schacht, zit ik aan een buitendeel te denken, die ik vanaf de bovenkant op de plaat monteer, en een binnendeel, waaraan de microsteppers gemonteerd worden.

Heb jij al microsteppers gekocht? Ik heb er indertijd een heleboel in 1 keer van gekocht, zodat ik zeker wist dat ze allemaal dezelfde afmetingen hadden.
Groet, Aiko

[Eric v C]

Aiko, Bas,

Ik heb hier 5 steppers of zo liggen.
Dus welke het uiteindelijk worden, we gaan het zien.

NB. Ik heb hier ook een paar Viesmann signalen liggen en die wil ik uiteraard ook benutten.

Spiegeleieren
In de Schneider Formsignalen zitten relatief klassieke LED's achter de gekleurde "spiegeleieren" van het sein.
Het precies plaatsen blijkt niet eenvoudig.
Ik denk dat ik beter Neopixel WS2812B SMD kan toepassen en die gelijk vanuit de print bijv via I2C kan aansturen.
Deze hebben afmetingen van 2.5 bij 3 mm.
Er is immers op de PCB bekend wat de signaalstand is.
Dan weet ik zeker dat deze "spiegeleieren" ook fraai werken.

Alleen vier aansluitdraden van de WS2812B SMD dat kan wel eens lastig worden.
Wellicht lakdraden gebruiken en in een dunne stijgbuis 
Een 2.5 mm micro carbonfiber buis met een binnendiameter van 1.5 mm is mogelijk groot genoeg,
En die past ook logisch langs de seinmast denk ik.
Eerst maar een kijken hoe de verhouding dan wordt.

Meenemer
De 'meenemer' die ik voor ogen heb kent een uitholling die overeenkomt met de heugel aan de stepper.
Dat werkte in mijn eerste prototype goed.
De fysieke stops aan onder- en bovenzijde werken ook prima wanneer de benodigde slag bepaald is.
Die behoeven geen stelboutjes maar kunnen vast 3D-geprint worden.

Borgen en afstellen seinstangen
Het borgen van de  seinstangen met een schroefje werkt.
Maar ik heb gemerkt dat het afstellen niet eenvoudig is omdat de stang gemakkelijk meebeweegt bij het vastdraaien.
Ik was bezig met een soort draadklem die met een boutje te borgen is.
Maar denk nu aan een sleuf in de meenemer waar de seinstang doorheen past.
En daarin een borgbout hexagon 3 mm die je van buiten kan borgen.

Schacht
Hoe de schacht als montagerek voor het geheel moet werken weet ik nog niet.
Enerzijds zou je denken dat een U-profiel goed beschermd.
Maar anderzijds kan je er dan lastig bij.
Of omdenken en alles op/regen een platte strip monteren en dan het U profiel ter bescherming erom heen?

Denk- en Ontwerpproces wordt vervolgd.  Eric

[bask185]

Neopixels gebruiken geen I2C, het is een soort schuifregister protocol wat er doorheen gaat. En doet wordt zo rete snel geklokt dat alle interrupts tijdelijk uitgezet moeten worden. Die adafruit library gebruikt zelfs inline assembly om de klus te klaren. digitalWrite is te traag.  Ik weet eigenlijk niet of daar aparte dedicated chips voor zijn. Eigenlijk moet je gewoon een goede chip pakken voor die neopixels zijn die atmega en attinys zijn dat eigenlijk niet.
Maar het kan wel. En je hebt maar 3 draden nodig en geen 4. Die 4e, dataout, is als je er nog een of 100 neopixels achter wilt hangen.

Een ander nadeel is dat ze op 5V draaien. Als we het sein met 12VDC voeden, waarvan ik denk dat dat een goede spanning is voor de steppers, dan moeten we wellicht een iets dikkere spanningsregulator gebruiken.

Dat sein afstellen, is misschien iets wat we in software kunnen oplossen. Bij het opstarten kan je het sein laten home'n  en dan naar een ingeleerde default positie laten draaien. Je moet er dan alleen opletten dat het sein niet fysiek stuk wordt gehome'd. Misschien dat er iets van een half stugge veer in de aandrijfstang kan?

Mvg,

Bas

[Mar-Cas]

Neopixels
Een ander nadeel is dat ze op 5V draaien.

Je loopt achter Bas, ze zijn er al van 12 en 24 volt formaat 2020.