Arduino analoge(!) modelbaan sturing

[smits66]

Hoi volgers

@Timo

Bedankt voor je input.

Pfft, mijn hersens gaan nu echt koken

Hoi Timo

Je hebt het over het rampen, zou niet weten wat het is.

Delay(30)  heb ik gebruikt om het rijgedrag van de loc te bekijken, normaal staat delay op 10 milliseconden waardoor de trein iets sneller optrekt en afremt, deze delay word nog vervangen door een potmeter waarde waarmee ik de locomotieven kan fijn afregelen.
De potmeter waarde is in elk blok gelijk,  tenzij ik aan de potmeter draai dan zal de waarde van alle blokken wijzigen, tenminste dat is de bedoeling.

Het idee van twee snelheid-functie is mijn niet helemaal duidelijk !
Ik gebruik maar 1 motor(trein),  motor 2 word niet gebruikt vooralsnog, het is misschien wel zonde van de dubbele motorsturing maar ach die kosten niet zo veel  2,59 euro
De tweede motorpoort is bedoelt voor de hoofdbaan (dat komt later, heb nu alleen een klein proefbaantje om de sturing te testen).
Schakel ik blok 1 uit dan kan er nog gereden worden op blok 2.

[even er tussendoor]

Nog even een antwoord op je vraag :

Waar zijn pin 2, 4, 6, 7 en 10 voor?

Pin 6 en 7 zijn gebruikt voor de blokken (blok 1 en 2).
Pin 2, 4, 10 zijn nu nog niet in gebruik maar worden voor nieuw te maken blokken gebruikt.

Even voor de duidelijkheid de blokken worden via een relais stroomloos gemaakt (het blijft een analoge bediening) de trein kan dan wel doorrijden via het hoofdspoor maar de uitwijk sporen(blokken) en station sporen(blokken) en schaduwstation sporen(blokken) worden stroomloos gemaakt, feitelijk gezien is deze sturing niet meer dan een digitaal bedieningspaneel. ,alleen het optrekken en afremmen gaat automatisch.

Alleen op de hoofdbaan wil ik met automatische blokken gaan werken, maar dat komt later.

Als het digitale bedieningspaneel goed werk ga ik me pas bezig houden met automatische rijden van de treinen.

[einde even er tussendoor]

Het is ook nog steeds de bedoeling om het met een programma op de computer aan te sturen, heb ook al weer een nieuwe versie die met knoppen werkt, van de ASCII zal ik waarschijnlijk niet afstappen, in de Arduino moet het ook mogelijk zijn om complete strings te ontvangen en te verzenden via de seriële poort en daar mee commando's naar de Arduino te verzenden, dat moet ik nog verder uitzoeken hoe ik dat programmeer.

Dat heb ik al geprobeerd maar het werk niet ook met het Arduino-IDE de kan ik de snelheid niet hoger zetten op de een of andere manier werkt de communicatie dan niet, vandaar dat ik het standaard op 9600 baud heb staan.(Snelheid is ook niet alles  ).

De nieuwe interface:


Ik zie nu dat er een foutje in de knoppen zit, word er in de volgende versie wel weer veranderd.

Alle opmerkingen, aanvullingen, verbeteringen en dergelijke zijn altijd welkom.

Paul

[dimo1_dimo1]

In de Arduino ide kan je rechts onderin het seriële scherm de baudrate instellen.. Die heb ik nu standaard op 115200 staan anders heb je redelijk grote vertragingen in je programma zitten als je wat langere strings verzend via de uart

[Timo]

Je hebt het over het rampen, zou niet weten wat het is.

Ik bedoel hier het Engelse woord ramp, een helling. Dus in dit geval het opvoeren of afnemen van de snelheid (optrek en afremvertraging). Hiervoor wil je geen delay functie voor gebruiken, of dit nu 10us, 30us of variabel is. Sterker nog, je wil zelden de delay gebruiken. Je blokkeert hiermee het hele programma. In de tijd dat je in de delay zit kun je nergens op reageren. Lees het stuk op Arduino nog maar eens door, Blink without delay.

Wat ik dan bedoelde met twee functies is het volgende. Je maakt één functie waarmee je op het gewenste moment in het programma de uiteindelijk gewenste snelheid vast legt. Deze functie riep je dan aan als er een commando via de computer, een schakelaar of hoe dan ook gegeven wordt. Maar op het moment dat je deze functie aanroept doe je nog niets met de motordriver. Deze functie noemde ik voor het gemak speedSet(), zegt duidelijk wat het doet.

Daarnaast maar je een functie die je op neemt in de loop. Deze wordt dus gewoon heel vaak aangeroepen. Deze functie laat je twee dingen checken. Is de huidige snelheid waarmee de loc rijdt anders dan de gewenste (eind) snelheid? (Die je dus opgeslagen hebt met speedSet().) Zo ja, is het al tijd om de snelheid op te hogen (of te verlagen voor remmen)? Zo ja, pas de snelheid van de motordriver aan en stel weer een vertraging in (welke je aanpasbaar kunt maken om sneller of langzamer op te trekken/vertragen). Zo nee, doe niets een ga door met de rest van het programma een wacht tot er weer gecontroleerd moet worden. Deze functie beschreef ik als speedCheck(). Op deze manier heb je geen delay nodig en kan je een stuk meer doen, oa reageren op en noodstop of het tussentijds wijzigen van de snelheid. Als het nog onduidelijk is zal ook wel (pseudo) code schrijven.

Heeft dus op zich niets te maken met de tweede motordriver. Dat is gewoon meer van hetzelfde. Maar ik zou het uiteindelijk in ieder geval zo doen dat een motor driver maar één loc aan moet sturen. Maar dit staat dus los van de twee genoemd functies.

Nog even een antwoord op je vraag :Pin 6 en 7 zijn gebruikt voor de blokken (blok 1 en 2).
Pin 2, 4, 10 zijn nu nog niet in gebruik maar worden voor nieuw te maken blokken gebruikt.

Okay, duidelijk. Blokken met relais aansturen is prima. Geef ze alleen een duidelijke naam in je code als je er mee gaat werken.

van de ASCII zal ik waarschijnlijk niet afstappen

Is ook niet nodig, gaf alleen wat mogelijkheden aan. Ondanks dat het wel mogelijk is zou ik niet hele boeken uitwisselen tussen de PC en de Arduino. Dit kost erg veel ruimte en maakt je programma erg traag.

ook met het Arduino-IDE de kan ik de snelheid niet hoger zetten

Onder Windows wel eens gehad dat hij onder Windows (bij apparaatbeheer) de COM poort maar op een lagere snelheid stond. Hoe dit onder Linux zit weet ik even niet uit mee hoofd. Misschien al wel duidelijk, maar je moet zowel in de COM als in het programma (of dit nu je zelf geschreven programma is of een terminal) de juiste snelheid (en parity) instellen.


Succes verder!

Timo

[smits66]

Hoi volgers

Allereerst wil ik jullie een goed en gelukkig en vooral een goed modelspoor jaar 2015 toewensen.

Na een vakantie in mijn tweede vaderland Hongarije, ben ik weer opgeladen voor het komende jaar.

Ja nu is het de vraag wat ik verder ga doen, allereerst ga ik verder werken aan de Arduino analoge modelbaan sturing, er zijn nog genoeg zaken die verbetert kunnen worden.
Ik wil met de Arduino analoge modelbaan sturing ook wissels,seinen, rgb ledstrip dag/nacht ritme te simuleren en stroomdetectie gaan sturen, dat word nog een uitdaging om dat allemaal er in te bouwen.

De rgb led sturing via de Arduino had ik al veel eerder ontworpen, dat werk al, maar nu nog in het analoge modelbaan sturing bouwen

Als eerste ga ik overstappen op de Arduino Nano op een kleine Nano motherboard.
De Arduino uno is een mooi en goede platform om te ontwikkelen maar is wat lastig als vaste opstelling.

Ik ga vanaf nu gebruik maken van een Arduino Nano, de Nano heeft het voordeel dat het een kleine microcontroller met usb aansluiting is en makkelijk op een shield gezet kan worden, zie foto.

plaatje geleend van de banggood sitie.

De aansluiting van de poorten word uitgevoerd door standaard connectoren, wat de flexibiliteit van de modelbaan sturing ten goede komt.
Zodoende hoef ik ook geen eigen print te ontwerpen dit koop je compleet en de prijs is een lachertje, shield+arduino nano nog geen 8 euro.

Ook wil ik een Adservo bouw-set gaan bestellen daarmee is het mogelijk om via een Arduino pro servo's te sturen, daar zie ik weer een mogelijkheid in om de twee arduino's via I²C te laten communiceren.

Het programma voor de sturing via de computer heb ik ook wat aangepast, zodat het wat makkelijker word om het geheel te sturen, zie plaatje.



Zoals het nu is geprogrammeerd is het niet mogelijk om twee commando's tegelijk te geven, naar elk commando gaat het naar de start positie terug, dat geld niet voor de noodstop die knop werk altijd.

mvg Paul

[smits66]

Hoi Volgers

Ik ben gisteren en vandaag bezig geweest een wisselsturing voor twee wissels te ontwerpen.

Het eerste ontwerp is er, met dit ontwerp is het mogelijk om twee wissels te stellen, ik moet het nog testen en er nog een programma voor schrijven, in principe zou het zonder meer moeten werken, de transistor word hier als schakelaar gebruikt.

De Arduino moet een korte puls van ongeveer een 500 milliseconden of misschien 250 milliseconden geven per wisselspoel om de wissel om te leggen.

Ik Heb even een proefopstelling gemaakt met een andere ontwerp van mij (rgb ledstrip driver) en het daarmee getest.
Ik heb het even snel met wat leds geprobeerd en daarna met relais, het werk prima.

Het ontwerp is gemaakt met het programma fritzing, bij gebruikers van de Arduino een bekent programma.

De proef opstelling op een breadboard gebouwd (virtueel)



Aan de hand van de proef opstelling van het breadboard een schema gemaakt.



Aan de hand van het schema een print ontwerp gemaakt.



De print meet 30 mm x 70 mm en is dubbelzijdig uitgevoerd en is geschikt voor twee wissels, als de transistor word vervangen voor een zwaardere type kun je er 4 of misschien wel zes wissels mee sturen, waardoor er een vast rijweg instelling mogelijk is.

In de proef opstelling heb ik transistor type 2N6386 (schakel vermogen 8A ) gebruik, deze is wat over gedimensioneerd maar voor de werking maakt dat niet uit, deze had ik nog liggen.

Als er toch nog evt. fouten in het ontwerp zitten hoor ik dat graag, meer ogen zien meer als twee ogen

Voor de wisselsturing ga ik gebruik maken van de Arduino Nano met motherboard, deze Arduino is een stuk kleiner dan de Arduino Uno en dus beter toepasbaar voor de Arduino analoge modelbaan sturing.

mvg Paul.

[piksov]

Hi Paul,

je bent goed bezig.

Ik doe 64 wissels via dcc op deze manier: http://www.piksov.com/index.php?id=wisseldecoder.php

groet,
Guus

[Fritsprt]

Hallo Paul, Ik zou om het aansluiten eenvoudiger te maken de common, of voedingsaansluiting, of hoe je het ook wil noemen op de middelste aansluiting doen en op de linker en rechter kant dan de linker en rechterspoel aansluiten.

Gr. Frits

[smits66]

Hoi volgers

@ Guus

Bedankt voor je reactie, ik heb even gekeken via de link, ziet er ingewikkeld uit.
Ikzelf gebruik de Arduino voor alle sturingen op mijn eigen modelbaan.

@ Frits

Bedankt voor je reactie en je tip

Als ik de gezamenlijke in het midden zou zetten werd het wat moeilijk om de koperbanen dikker te maken die naar de wissel spoelen gaan, dat zou betekenen dat ik het hele print opnieuw moet gaan ontwerpen, ik wil het eerst zo proberen en in versie 2.0 zal ik deze tip zeker toepassen.

@Allen

Vanavond ben ik nog verder gegaan met het ontwerpen van een RGB-Led(strip) driver voor de Arduinio, deze Led(strip) driver wil ik op mijn modelbaan gaan toepassen voor het simuleren van het dag en nacht ritme.

Ik heb al eens eerder een led(strip) driver ontworpen, dit ontwerp van de led(strip) driver heb ik verbeterd en aangepast voor het gebruik van de Arduino.

Als eerste heb ik weer een ontwerp gemaakt op een breadboard(virtueel) ,via het programma Fritzing.

Het ontwerp.



Aan de hand van het breadboard ontwerp heb ik een schema getekend.

Het schema



Aan de hand van het schema heb ik een print ontwerp gemaakt.

Het print ontwerp.


De maat van de print is 35 mm x 70 mm, en is dubbelzijdig uitgevoerd.

Ik heb het eerste ontwerp getest, en dat werk goed (heb er zelf nog ergens een filmpje van, interesse hoor ik het wel) omdat het nieuwe ontwerp gebaseerd is op het eerste ontwerp weet ik zeker dat dit gaat werken.

Morgen wil ik gaan kijken of ik een seinsturing (blok sein) via de Arduino kan ontwerpen, je kunt led's rechtstreeks sturen met de Arduino poorten
Ik wil echter meerdere led's parallel of in serie schakelen(sein en indicatie bedienings-paneel) vandaar dat ik de led's wil laten sturen door transistors, ook kunnen dan nog kleine gloeilampjes in de oude type seinen gestuurd worden.

Ook is er nog een mogelijkheid om een shift register (74hc595) te gaan gebruiken.

Mvg Paul

[Fritsprt]

Je hebt er een flink tempo in....:-)
Maak je de printjes zelf?

[Timo]

Hoi Paul,

Je btn lekker bezig geweest! Ik wil je alleen niet teleur stellen maar heb toch wat (harde)opmerkingen.

Eerst, goed dat je bent gegaan voor NPN. PNP zou een slechte keuze geweest zijn. Dit gaat prima werken.

Maar... Alle diode aan de ingang kan je weglaten, waarom zitten ze daar?

Is dit niet (über super) zwaar overgedimensioneerd? En je hoeft geen darlington transistor te gebruiken op zich, een normale voldoet ook wel, zelfs met een h_fe van maar 100 ofzo. En je zegt wel 8A max, maar bij 8A valt er 3V over de collector-emitter. 3 x 8 = 24 W ! Dat is echt een hele hoop om weg te stoken in een koellichaam. Maar goed, zo'n vaart zal het niet lopen, wie gaat er voor 8A wissels schakelen (continue, pulsen niet meegerekend).

Oo heb je 220ohm base weerstanden. Onder lage load heb je dan een base stroom van 10mA. Dat is toch niet al niets. Maar 8A ga je dan nooit redden. Op 8A is de base emitter spanning 4,5V. Vanaf een Arduino hou je maar een half volt over. Dat geeft dan een base stroom van 2,3mA. Dit terwijl er bij 8A een h_fe van maar 100 is. Er is dus een base stroom nodig van 80mA! Dat gaat een Arduino zelf nog niet eens leveren. Maar goed, 8A, wie wil dat nu 

Is een ontwerp rond de ULN2003 niet een veel makkelijke ontwerp? Kan 8x 500mA aan. Okay, dat is misschien wat krap. Maar vind hij vindt het prima om tot 4x 1A omgetoverd te worden (zelfs 2x 2A zou geen probleem moeten zijn). En 1A continue is meestal wel genoeg voor een wissel. (Is een veel gebruikte chip, ook in modelspoor.) Ze kosten werkelijk geen drol (16 cent per stuk) en zijn net zo makkelijk te gebruiken. Kan je met één chip 4 wissels doen! Je hebt niet eens weerstanden nodig ofzo. En als ik zo kijk is de 2N6386 nu niet echt goedkoop 

Voor een LEdstrip zou ik voor iets anders gaan dan een ULN2803 omdat je al snel wat meer gebruikt. Ik zou dan gaan voor een MOSFET. Iets als een IRF530 ofzo. Kan je met gemak 10A+ mee schakelen. Ook weet ik niet waarmee je de onderste pin van j4 mee wilt aansluiten?


Timo

[smits66]

Hoi volgers

Gisteren ben ik geopereerd aan mijn oor, vandaar dat ik weer een aantal ontwerpen heb gemaakt, omdat ik nog niet veel mag doen.

@ Frits

Bedankt voor je reactie.
De printjes laat ik, als ik ze ga gebruiken in China maken.

@ Timo

Bedankt voor je input.

De Transistor 2N6386 had ik toevallig nog liggen, en heb ze gebruikt in een test opstelling, wat verder goed werkt.
Ok, 8A is ook wel veel, en het was de bedoeling om er niet meer dan 1 a 2A er door te laten vloeien.
Het zal dus best wel werken, zonder problemen.

Welke formule gebruik jij om de transistoren te berekenen?

De diode had ik er voor de beveiliging van de Arduino port er tussen gezet, mocht er onverhoeds een rare stroom lopen was de port niet beschadigd.

De ULN2003 heeft maar 7 uitgangen,  ik denk dat je de ULN2803 bedoeld 

Ik gebruik niet vaak ic's om stromen te schakelen daarvoor gebruik ik liever transtoren, die kunnen zonder aanpassingen stroom genoeg leveren.

Ok , ik heb geprobeerd om een wissel schakeling te maken met de ULN2805, wat is jou mening van deze schakeling, heb ik het goed uitgevoerd of niet, alvast bedank voor je hulp.

Het virtuele breadbord ontwerp.

 

Het schema



Het print ontwerp



Wat is jou mening, die hoor ik graag om er eventuele fouten er te kunnen uithalen.

@ allen

Vandaag heb ik de eerste ontwerpen van de wissel sturing en de rgb schakeling  verbetert, ik hoop dat er geen fouten inzitten, als er toch nog fouten inzitten hoor ik dat graag.

De wissel schakeling.

Het virtuele breadboard, van de wissel sturing



Het schema.
Ik zie dat ik in het schema vergeten ben om de mosfet type te vermelden, T1, T2, T3, T4 mosfet IRF 510



Het print ontwerp.



Ook heb ik de rgb driver verbeterd, mochten er nog fouten in zitten hoor ik dat graag.

Het virtuele breadboard ontwerp.



Het schema.



Het print ontwerp.



Ik wil nog een sein sturing ontwerpen (blok sein, rood-groen)

Ook wil ik een bezetmelder voor de Arduino analoge modelbaan sturing ontwerpen of via reet-contacten of via stroommeting, dat moet ik nog uitzoeken.

Om al de printen te controleren of de Arduino aanstaat of in storing staat moet ik nog een kleine schakeling ontwerpen waarmee ik port 13 kan gebruiken om veel leds te sturen.

Mvg Paul

[Daan Neijenhuis]

Beste Paul,

ULN2803 uitgangen parallel schakelen klinkt leuk, maar de Common pen kan maar 1.5A totaal voeren.
Daarnaast zijn er nog steeds spoelaandrijvingen die rustig meer dan 2A willen trekken (Peco, Minitrix; Fleischmann heb ik nog niet gemeten) en dan wil de "black smoke" graag ontsnappen uit het IC...
Dit uit eigen ervaring; ik heb tijdens RAIL2014 op de TramDemo voor de hcc!m een testprint zitten die tot twee keer toe met een zachte plof en laaghangende rook zijn ongenoegen uitte 
Uiteindelijk met  8x BD679A een vervanger gemaakt; dit loopt nog steeds goed.

Er zijn uiteindelijk veel manieren om een wisseleindtrap te bouwen; die van mij is er één van. In een nieuw ontwerp zou ook ik naar FETs gaan, maar daar heb ik (nog) te weinig ervaring mee.

m.vr.gr.

Daan Neijenhuis
HCC!M-IG

[Fritsprt]

@Daan. Volgens het datablad is de stroom per uitgang 500mA. Parallel zou ik niet boven de 1A uitgaan. Hoewel de uitgangen intern voorzien zijn van transient suppression diodes denk ik dat de inductie stroom de oorzaak is van het overlijden van de 2803.  Normaal gesproken worden de wisselspoelen aangesloten  op 16V wisselspanning. Met de digitale technieken sluit je hem aan op gelijkspanning. De impedantie van de spoel wordt hierdoor heel laag, en de stroom dus hoger als bij wisselstroom. Het omgekeerde gebeurd echter ook zodra de spanning wordt weggenomen. Er ontstaat een zeer grote inductiestroom. Ik vermoed dat die er de oorzaak van is dat het ic sneuvelt. Ik zou op de uitgangen anti-parallel 'blus' diodes  opnemen zoals de 1N4007.

@Paul. Als je overweegt om de schakeling met de 2803 te maken zou ik dus de dioden toevoegen en net als je nu bij het transistorontwerp hebt gedaan per wissel een driepolige aansluiting, links, common, rechts. Daar heb je later bij het aansluiten en onvermijdelike storing zoeken profijt van.

Je bent handig met dat Fritzing zie ik. Ik heb het ooit eens gedownload om breadboard ontwerpen te maken, maar mis de handigheid. Ik zie nu pas dat jij er ook het schema mee maakt en het dubbelzijdige printontwerp. Misschien moet ik het maar weer eens proberen.
Succes weer. Frits

[Daan Neijenhuis]

Die vrijloopdiodes zitten ook in de ULN, daarvoor moet je pen 10 aan de voedingspanning hangen (pen 9 is de GND). Juist om inductiestromen "kort te sluiten". Misschien is een "lokale" blusdiode 1N4007 wel zo verstandig als de leidingen wat langer zijn.
Ik had mijn wisselspoelen nooit nagemeten; was gewoon vol goede moed begonnen. Ging ook goed, totdat een plof en wat geurstoffen ons van het tegendeel op de hoogte brachten

[smits66]

Hoi volgers

@ Daan Bedankt voor je informatie, ik denk dat ik het bij transistors hou.
    Mosfet transistor werken in principe het zelfde als een standaard transistor, alleen de namen van de aansluitingen heten anders.

@ Frits

Ik ben niet van plan om met de ULN2803 wissels te gaan sturen, zeker niet na het verhaal van Daan.
Ik hou het op Mosfet transistors die zijn daar prima voor geschikt.

Met de nieuwste versie van fritzing kun je zelfs Arduino programma's mee schrijven.

@allen

Ik heb nog een kleine wijziging in de wissel sturing gemaakt , ik heb er flyback (blus) diodes over de uitgang gezet.

Het virtuele breadboard



Het schema



Het printontwerp



mvg Paul