WeKra bouwt The Kraken. Een H0 attractie!

[WeKra]

https://encyclopedie.beneluxspoor.net/index.php/Snelheidsregelaar_met_pulsbreedtemodulatie

De informatie hieruit, te weten

'komt moeilijk op gang op lagere snelheden'

"De meeste bekende pulsbreedteregelaars veroorzaken een zoemtoon in de motor, maar hier horen we bij lage snelheden een meer tikkend geluid."

en

"Een voorwaarde is wel dat de modellen zijn uitgerust met de gebruikelijke motor met ijzeren anker, want klokankermotoren zoals van Faulhaber zijn totaal ongeschikt voor laagfrequent pulserende voeding"

denk ik dat het niet een goede oplossing zou zijn.. Wel bedankt voor het meedenken!

De eerder genoemde motortjes zijn klokankermotortjes die normaal rond de 14.000 toeren maken. Dit moet teruggebracht worden naar 40-60 toeren. Ik ga de reductiemotortjes van de week bestellen.

[WeKra]

lijkt me geweldig om software te schrijven voor al die ledjes 

Nou... heel graag! Maar software voor... Arduino? Daar heb ik (nog) 0 ervaring mee..

[WeKra]

Stroomafname
Alleen het volgende obstakel; hoe krijgen die motortjes stroom..? Het probleem zit 'm in de bewegende molen: Daar kun je dus geen draadjes doorheen sturen want die wentelen zich na een tijdje kapot. Dus het idee van een stroombaantje met een slepertje is dan snel bedacht.

De aandrijving van het geheel is oprecht slim bedacht. Met 1 motortje wordt een hele cyclus aangestuurd. Dat betekent dus dat de molen draait, de kruizen met gondels draait, het binnenwerk in tegengestelde richting beweegt én het model wordt geheveld waardoor de armen uiteindelijk op en neer gaan. Door middel van een verhoogd tandwiel is een hele "rit" na 2 minuten afgelopen. Faller heeft er een blokje bij geleverd om dit te regelen, maar aangezien ik alles zelf apart van elkaar wil kunnen bedienen moet dat dus uit elkaar.
De molen zit als een sandwich van tandwielen in elkaar, waardoor er dus minimale ruimte is om draadjes te laten lopen of een slepertje aan te brengen. Maar het is me toch gelukt!

Ik heb aan buitenzijde van de draaischijf met 0,3mm fosforbrons strips geleiders gemaakt. Aan de binnenkant zit dan een slepertje. Op deze plek horen de tandwielen voor de kruizen, maar die gebruik ik niet. Op de basisplaat zit ook een centrale geleide-rail en een slepertje die de buitenste ring van de draaischijf voedt. Afijn, plaatjes:



binnenzijde:


En dit werkt verrassend goed! Ik heb met een ledje getest waar de zwakke/dode punten zaten en dit verholpen, de stroomafname is perfect.

Alles leuk en aardig, ik heb dus nu een + en een -.

Ik wil alleen ook nog lampjes kunnen voeden (constante spanning, dus geen knippergedoe op de molen zelf) Dat betekent dat ik nog 2 stroomafnames moet maken... Da's een probleem waar ik nog over na moet denken...

[72sonett]

... Dat betekent dat ik nog 2 stroomafnames moet maken...

Je hebt er al 2, waarvan 1 massa, die kun je gemeenschappelijk nemen, dan heb je nog maar 1 andere nodig.

Ik zag dat die motortjes 'coreless' typen waren, als dat hetzelfde is als klokanker, dan werkt PBM inderdaad niet goed.

[WeKra]

Hier komt mijn onwetendheid in electronica naar boven: Hoe wordt dat dan geregeld?

De motortjes moeten dadelijk regelbaar zijn, terwijl de ledjes constant aan staan (12v). Hoe kan die gezamenlijke massa dan werken? In mijn begrenste kennis begrijp ik niet hoe ik dan de motortjes apart kan bedienen op dezelfde massa... Overigens weet ik ook nog niet hoe ik de motortjes moet aansturen. Ik dacht in elk geval aan een draaiknop die je kan opendraaien, als een soort dimmer...

[72sonett]

Zie b.v. de encyclopedie, over het koppelen van voedingen.

Je neemt één draad of contactstrip, die noem je 'massa', of 'nul' en die hebben alle verbruikers gemeenschappelijk, zie fig 03. Daarnaast hebben alle verbruikers (motortjes, leds e.d. ) hun eigen (regelbare) + voeding, die hoeven niet dezelfde spanning te hebben. Dit gaat eenvoudig als de motortjes maar één kant op hoeven draaien, maar ook als een motortje twee kanten op moet kunnen draaien kan het als je een negatieve voeding neemt volgens fig. 05 in de encyclopedie.

[bask185]

    "komt moeilijk op gang op lagere snelheden"

    "De meeste bekende pulsbreedteregelaars veroorzaken een zoemtoon in de motor, maar hier horen we bij lage snelheden een meer tikkend geluid."

    "Een voorwaarde is wel dat de modellen zijn uitgerust met de gebruikelijke motor met ijzeren anker, want klokankermotoren zoals van Faulhaber zijn totaal ongeschikt voor laagfrequent pulserende voeding"

Punt 1 en 2 zijn niet helemaal waar. Een weistra regeling is een speciale manier van het regelen van een pulsbreedte signaal, he regelt niet alleen de breedte van de puls maar ook de frequentie. De frequentie varieert tussen 20 en 100Hz. Het geluidsproductie hiervan is erg laag. Ik betwijfel of je daar last van zal hebben. De lage frequenties zorgen voor juist een erg goed motor gedrag bij de lage snelheden. "je kan hiermee analoge treintjes laten kruipen". Dit staat allemaal in diezelfde encyclopedia.

Ik heb de weistra zelf getest op mn scotland pendelbaan en het rijgedrag was formidabel. De treinen konden echt kruipen. Alleen mijn trein had ledjes en die knipperden erg storend op de 20Hz. Daar zijn workarounds voor maar...  jij heb geen ledjes bij je motor zitten daarmee heb je dit probleem ook niet. En daarom raad ik deze methode aan. Je kan ook een PCB in elkaar solderen van een weistra regelaar dan heb je geen arduino nodig. Schema's en uitleg zijn hier ook te vinden. Ik heb voor de Weistra methode wel een makkelijk te gebruiken library geschreven, het schema bestaat dan uit een arduino boardje en 1 enkele mosfet. Dat is relatief weinig werk.

Als je met hogere frequenties gaat werken ~31kHz dan kan je het geluid helemaal niet meer horen omdat dat ver boven je gehoorgrens zit. Het loopgedrag van je motor in het lage gebied is daarentegen waardeloos. Alles tussen de 20kHz en 100Hz is een ware hel en daar moet je weg blijven. Veel te veel lawaai.

Over punt 3 weet ik niet veel, maar ik dacht dat de faulhaber ook erg goed presteerde tussen de 20Hz en 100Hz en totaal niet bij de 31kHz.

Ik moet wel opmerken dat de pulsbreedte methode ook een nadeel kent die zich soms voordoet. Vooral als je een gemeenschappelijk massa heb met al je ledjes dan kan de motor elektromagnetische storing veroorzaken die je misschien terug kan zien in je ledjes. Ik heb het zelf niet meegemaakt bij mijn tests.

Maar tandwiel motoren werken natuurlijk ook prima en ik heb er verder niks op tegen  . Die zijn alleen vaak iets duurder...   Beiden zijn in ieder geval vatbare oplossingen.

Mvg,

Bas

[Zoedelaar]

Leuk projectje..... ga ik volgen. En vast nog wel wat leren 

[WeKra]

@72sonnet: dankjewel voor deze info. Maar ik heb slechts 1 voeding. Kan ik vanuit die voeding de vertakkingen maken naar de verschillende verbruikers maar dan met de gemeenschappelijke massa? Nu ik dit typ klinkt dat eigenlijk ook heel logisch en zijn het gewoon aparte schakelingen op het circuit...

[72sonett]

Ja dat kan.
Maak eens een schema van wat je allemaal precies wil schakelen.

[Robert E]

Het probleem zit 'm in de bewegende molen: Daar kun je dus geen draadjes doorheen sturen want die wentelen zich na een tijdje kapot.

Zoiets als andere oplossing?

https://www.martoparts.nl/12-Draads-slip-ring

Of zoiets (minder draden)?

https://www.sparkfun.com/products/13064

Links slechts  als voorbeeld ..

Kan niet zien of de afmetingen iets zijn voor jouw toepassing.

Mvg

Robert

[WeKra]

@Robert: Dank voor meedenken! Helaas is in de kern van de draaischijf geen ruimte voor deze slipringen, daar zit het hevelsysteem/binnenwerk al verstopt die op zichzelf ook ronddraait. Daarom moeten er sleepringen op de buitenrand komen. Maar als het met 3 ringen voldoende is, is dat probleem opgelost.

@72sonett.. Ik heb dit even in elkaar geflanst. Ik zal vast dingen missen en de besturing van de servo moet ook nog komen, maar 1 horde tegelijk.

[72sonett]

Hoe gaat de snelheidsregeling van die 5 motortjes er uit zien?  Ik neem aan dat dat niet een variabele weerstand is maar iets efficiënters... Afhankelijk daarvan moet je misschien naar een gemeenschappelijke + ipv -, maar het principe met 3 sleepringen blijft gelijk.

Servo's werken op 5-6 V, die 12 V is te veel, je zult dus ook nog een andere voeding moeten hebben voor die servo.

[WeKra]

Ik zou het nog niet weten. Dus tips zijn welkom.

[NL-modelspoor]

Als ik me niet vergis is het niet handig om de motortjes in serie te zetten. Wanneer bijvoorbeeld één motortje vast zou lopen (mechanisch) dan krijgen de andere motortjes een hoger voltage te verwerken.