Hallo Stummis,

ich möchte nun auch mal meinen digitalen Abdruck hier im Forum hinterlassen. Nachdem ich sehr lange stumm mitgelesen und große Augen bei den vielen tollen Anlagenbilder gemacht habe, möchte ich mich und mein neuestes Projekt einfach mal vorstellen.

Ich bin mittlerweile 49 Jahre jung und bereits seit 40 Jahren mit dem Modellbahnvirus infiziert. Als Kind hatte ich eine N-Anlage in L-Form mit den Schenkelmaßen von etwa 3,00m x 2,00 m. Leider gibt es davon keine Bilder . Nach meinen wilden Jugendjahren wurde geheiratet und eine kleine Wohnung angemietet, damit war es dann erst mal vorbei mit der Modellbahn. Nachdem nun aber ein Haus gebaut wurde und die Kinder mittlerweile selbiges schon wieder verlassen haben, steht ein Zimmer "leer" und wartet nur darauf genutzt zu werden.

Für's Erste soll es eine kleine Spiel-Anlage für mein Enkelkind (5 Jahre) werden. Ich möchte damit wieder einiges testen und probieren und mich langsam an den Modellbau herantasten. Bis zur Fertigstellung dieser ersten Anlage nach dem Wiedereinstieg in die Modellbahn habe ich mir 3-4 Jahre Zeit genommen, dann ist mein Enkel 8 - 9 Jahre alt und er kann dann selbstständig damit spielen, bis dahin kann er mit Opa gemeinsam basteln und natürlich die Züge rollen lassen.

Für eben diese erste Anlage baue ich derzeit einen Lokschuppen. Um die Tore beweglich zu gestalten, möchte ich Modellbau-Servos verwenden. Nun könnte ich natürlich die Servo-Elektronik kaufen, aber ein anderes Hobby von mir ist die Elektronikbastelei und darum habe ich mir vorgenommen selbst eine Servoansteuerung zu entwickeln, zu programmieren und zu bauen. Da ich nicht plane die erste Anlage digital zu betreiben, muss auch kein großer Aufwand für Digital Module betrieben werden.

Was soll die Elektronik können?
1. 4 Servos nach Tastendruck von Position 1 in Position 2 fahren
2. Die Endpositionen 1 und 2 für jedes Servo sind frei programmierbar
3. die Laufgeschwindigkeit für jedes Servo ist programmierbar
4. Jedes Servo wird von 2 Taste gesteuert (Schaltung gegen Masse)
5. Die Kosten pro Baustein sollen maximal 10 Euro betragen.

Für die Elektronik wird ein Atmega 8 verwendet. Eine Schaltung und eine Platine habe ich bereits entwickelt, momentan bin ich bei der Programmierung.

Besteht hier Interesse an solch einer Lösung, bin ich gern bereit mein Know How hier zu veröffentlichen.

Hallo Uwe,

interessantes Thema... Neugierig mal ein paar Fragen.
Servos Digital oder Analog ?
Wie wird das Zittern/Jittering unterbunden wenn die Null/Endposition erreicht ist ? Stromabschaltung ?
Nichts ist nerviger als dauernd brummende Servos die sich meinen permanent wieder nachjustieren zu müssen.
Ist die Bewegung linear, oder wird ein realistischer Ablauf mit unterschiedlicher Geschwindigkeit /Torflattern realisiert ?
Wie wird die Einschaltsequenz definiert, nicht das der Servo wild positioniert und die Tore zerlegt.
Wird das ganze dann auch über Funktionsdecoder mit z.B. Relais ansteuerbar sein ?
Gibt ja auch andere Möglichkeiten als nur Tore zu steuern, z.B. Weichen, Schranken, Signale.
wird die Software dementsprechend gestrickt sein ?

10€ ist eine steile Vorgabe, ich hoffe das du damit hinkommst.. wenn du alle Absicherungen mit einbaust, damit das Servo nicht die Türen zerlegt.

mfg

Ralf

Hallo,

damit Arduino Uno und mit ein bisschen Software, hier ein Beispiel , lassen sich 6 Servos für 8,99 € realisieren.
Dazu ist auch keine weitere Schaltung notwendig.

Per DCC geht das auch, dazu empfehle ich https://rudysmodelrailway.wordpress.com/software/.


Und nun schnell zurück in den Wagen.

PS: Es geht auch noch günstiger

Hallo Uwe und alle,

das wurde von Jürgen Petsch schon erfunden siehe Miba 2/2015 Seite 62. Ein Antrieb mit allen geforderten Eigenschaften. Jürgen Petsch hat den Antrieb für die Gartenbahn gebaut aber wo das Servo eingebaut wird ist ja schnuppen.

Kosten mit Platine 9,90.

Hallo zusammen,

man bekommt sogar was Fertiges für weniger als 10 Euro !!!
Und zwar einen Arduino nano und ein entsprechendes Schield.
Bei Onkel Wu für zusammen unter 7 Euros zu haben.
( Aber nicht vergessen: Lieferzeit 6-8 Wochen )



Ich habe noch eine Leiterbahn unterbrochen und einen 5 Volt Spannungsregler dazu gesetzt, damit der kleine Spannungsregler auf dem Arduino nicht auch noch die Servos versorgen muss.

Für mehr Löterei habe ich einfach keine Zeit.

Mit freundlichen Grüßen
Oliver

Hallo Stummis ,

erst einmal Danke für die netten Reaktionen auf meinen Beitrag. Natürlich weiß ich, dass es eigentlich für fast alles bereits Lösungen gibt.

@PaSchu ich habe mir auch vor geraumer Zeit einen Arduino Nano vom Chinesen um die Ecke besorgt, jedoch habe ich ein absolutes Problem damit die Treiber dafür zu installieren. Alles ist auch chinesisch und da habe ich in der Schule gerade Kreide holen müssen Wenn es funktioniert hätte, hätte ich es schon mit Arduino versucht, aber hätte, hätte, Fahrradkette , es sollte nicht sein.

@Ralf, eine Endabschaltung ist geplant, damit das Zittern der Servos nicht auftritt. Da das ganze für die Spielanlage meines Enkels gedacht ist, werde ich im ersten Step nur einen linearen Verlauf der Bewegung einbauen, obwohl ich mir schon Gedanken gemacht habe, wie ich verschiedene programmierbare Abläufe realisieren kann, das wird dann in V2.0 erledigt, wenn der Opa seine Modellbahn aufbaut , an die ich natürlich ganz andere Ansprüche stellen werde. Die Software kann prinzipiell alle Bewegungen steuern, die zwei Endpunkte hat, aber eben nur mit linearem Verlauf. Weichen und ähnliches sind unter der Prämisse natürlich steuerbar.

@Oliver, Danke für den Tip, werde ich mir auf alle Fälle mal anschauen.

So nun kommt der bisher geplante Schaltplan


Nachfolgend eine 3-D-Ansicht der Platine.

@Kurt, sorry, deinen Beitrag hatte ich beim Antworten übersehen. Danke für den Hinweis, ich werde mir das mal ansehen, ich denke aber was eine Gartenbahn antreiben kann, ist für H0 nicht unterdimensioniert, sollte also funktionieren

Hallo,

versuche es mal mit diesem Treiber http://www.jens-bretschneider.de/aktuell...zu-usb-adapter/ sollte mich wundern wenns damit nicht klappt.

Hallo,
wenn ich hier gestellte Fragen lese, dann sehe ich dass bei der Verwendung von Servos immer wieder Probleme auftreten, die eigentlich durch den Anwender verursacht sind.
Viele Probleme sind hausgemacht durch falsche oder falsch dimensionierte Bauteile oder Baugruppen.
Was ist eine Servo? Technisch gesehen eine geschlossene Regelschleife. Es wird von außen ein SOLL vorgegeben (Pulsbreite) und die Regelschleife versucht nun die Abweichung zwischen SOLL und IST auszuregeln. Die IST-Rückmeldung erfolgt dabei durch ein Poti auf der Drehachse des Stellhebels.
Wie arbeitet der Servo? Heute allgemein üblich ist ein positiver Impuls der sich etwa alle 22 Millisecunden wiederholt (Die Zeit zwischen den Wiederholungen ist in gewissen Grenzen unkritisch. Kritisch ist die Pulsbreite. 1,5 ms (Millisekunden) ist bei fast allen Servos Neutral (Mittelstellung) das ist aber auch schon alles was eindeutig ist, es gibt aber selbst dort Abweichungen (1,6ms). Die Impulsbreite variiert um +/- 0,5 ms um Neutral (1 und 2 ms), bei einigen Herstellern aber auch um +/- 0,7ms.
Wird nun ein Servo, der seine Endanschläge üblicherweise +/-60° von der Neutralstellung hat, mit zu Impulsen versorgt, die eine Position außerhalb des mechanischen Weges bedeuten, dann läuft er auf die Endanschläge, brummt und die Stromaufnahme steigt stark an.
Wie verhält sich ein Servo beim Einschalten? Dies ist abhängig vom Hersteller und nicht eindeutig. Einige meiner Servos zeigen ein kurzes Zucken andere verharren absolut still und warten auf den ersten Puls. Dass sie dann mit ihrer vollen Geschwindigkeit die Sollposition anfahren ist normal. Woher soll der Impulsgeber denn auch wissen dass in der letzten Betriebspause der Servo mechanisch verstellt wurde und die jetztige mechanische Stellung einer ganz anderen Impulsbreite entspricht. (Hier fehlt eine Regelschleife.) Ein bewusstes Zuschalten der Servoversorgungsspannung bringt da auch keine Abhilfe. Dabei sollte man bedenken, dass Servos bis zu 2A Impulsströme aufnehmen, also entsprechend leistungsstarke Schaltelemente verwendet werden. Auch muss die Spannungsversorgung hinreichend spannungsstabil sein.
Das von vielen bemängelte Jittern tritt nur unter bestimmten Bedingungen auf: 1. Die Spannungsversorgung ist nicht ausreichenend stabil und schwankt. 2. Die Impulsbreite schwankt. 3. der Servo ist unterdimensioniert und die mechanische Belastung zieht ihn aus dem SOLL und der Servo regelt nach.
Der Baustein für Servoansteuerung muss also eigentlich nur ganz wenige Forderungen erfüllen:
Ausreichende, impulsfeste Spannungsversorgung von 6Volt
keine undefinierten Impulse im Einschaltmoment
für jeden Servo genau positionierbare Stellungen und festlegen der Geschwindigkeit.
Zuschaltbares Nachwippen bei Signalflügeln.
Optional Auswahl eines Bewegungsmuster, z.B. lineares Beschleunigung und Bremsen, Beschleunigen konstante Geschwindigkeit Bremsen
Möglichkeit einer Rückmeldung der mechanischen Stellung, wenn nur 2 Positionen benötigt werden (Weiche, Signal, Schuppentor) für einen Vergleich
zwischen mechanischem IST und elektrischem SOLL. Damit könnte beim Einschalten bei Abweichung durch Schleichbewegung die richtige Position angefahren werden.
Mehr als 2 Kanäle pro Karte unnötig, da sonst wieder Probleme mit den Servoleitungen (Querschnitt) auftreten.
Ansteuerung durch Taster oder Ausgänge eines Weichendecoders (wenn vorhandene Magnetspulenantriebe durch Servos ersetzt werden sollen).
Volker

Hallo Uwe,
vergiss den ULN2803 in deinem Schaltplan. Der uC schafft problemlos 20mA am Ausgang. Der ULN ist ein Darlington-OC-Treiber. Ohne Last bekommst du keine Schaltimpulse. Und ob der angeschlossene Servo einen Pull-Up-Widerstand am Impulseingang hat?
Ich steure seit Jahren Servos direkt mit Pics an ohne einen Ausfall.
Volker
Nachtrag: Der 78L05 in deinem Plan zur Versorgung von Controller und Servos ist doch wohl ein Joke?

Guten Morgen ,

@Volker, vielen Dank für deine Beiträge. Ok, den ULN kann ich weglassen. dann wird das ganze Gebilde noch ein wenig einfacher, ebenso werde ich den 78L05 gegen eine leistungsstärkere 2A-Variante tauschen, dann verbleiben für jeden Servo etwa 500mA, wenn alle gleichzeitig laufen. Derzeit steuere ich testweise einen Servo (das billigste Modell vom großen C, welches später auf der Anlage nicht verwendet wird) direkt an einem Mega 8 und kann kein Jittern feststellen. Anscheinend ist die Impulsbreite genau genug.

Hallo Uwe,
78S05 ist die richtige Richtung. Allerdings verkneife dir das gleichzeitige Schalten von bis zu 4 Servos.
Neulich hatte ich mit einen Microservo den Effekt dass er zusammen mit einen Empfänger bei Bewegungen unerklärlich zuckte.
Ursache? Netzteil mit Strombegrenzung auf 100mA.
In Ruhe kannst du mit etwa 50mA Stromaufnahme je Servo rechnen. Aber bei Bewegung sind das schon Spitzenwerte von bis zu 2A.
Diese Stromimpulse (Anlauf des Servos) sind zwar nur ganz kurz und ein guter Accu im Flieger federt so etwas ab aber ein 7S05 wird abregeln.
Ergebnis (je nach Programmierung): "Schweinereien" an den Ausgängen des uC oder Neustart.
Dass du keinen Jitter feststellst sollte bei einem quarzstabilen uC normal sein. Ist bei meinen uC (Pic mit internen 4MHz-Oscar) dito.
Wenn Platz vorhanden ist plaziere direkt an jedem Servostecker pro Servo je einen 100nFker und 10uFker Kondensator. Gibt als gut lötbare SMDs 1206.
Volker

Hallo Uwe,

ich hab auch noch etwas Senf dazuzugeben . Du hast an den C10 keinen Kapazitätswert geschrieben. Du solltest aber darauf achten, daß er nicht größer ist, als der Wert von C 6. Diese Festspannungsregler mögen es nicht, wenn die Ausgangsspannung mal größer wird, als die Eingangsspannung. Oft wird auch eine zusätzliche Freilaufdiode vorgeschlagen.
In diesem Sinne wünsche ich Dir viel Erfolg bei Deinem Projekt.

schöne Grüße
Ulli

Hallo Ulli, hallo Volker,

vielen Dank für Eure Hinweise, C10 hatte ich eigentlich mit 1000µ geplant, kann ich aber auf 100µ reduzieren. Bezüglich der Stromversorgung der Servos habe ich auch schon über eine separate Spannungsquelle nachgedacht, dann sollte es da zu keinen Problemen kommen, da im worst case dazu kommen kann, dass alle Servos gleichzeitig laufen.

Muss ich nochmal drüber schlafen

Hallo Uwe,
sofern du einen 16V Beleuchtungstrafo verwendest:
C6 2200uF/25V
C10 10uF/10V
Gleichrichter auf 2A-Typ ändern.
Kühlkörper für den Regler, bei 2A können da locker 32W in Wärme entstehen.
Grundlast für den Regler in Form einer Led mit Vorwiderstand, Regler mögen keinen lastlosen Ausgang.
Die Freilaufdiode 1N4001(Anode an Ausgang, Kathode an den Eingang) am Spannungsregler kann auch nicht schaden.
Volker

Zitat von Uwe HAL

---

Bezüglich der Stromversorgung der Servos habe ich auch schon über eine separate Spannungsquelle nachgedacht

---

Hallo Uwe,
das ist sicher keine schlechte Idee. Für den Prozessor kannst Du es dann bei dem 78L05 belassen, und für die Servos eines dieser günstigen StepDown Schaltreglermodule verwenden, die hier schon öfter vorgeschlagen wurden. Dann hast Du auch keine Probleme mit der Verlustleistung.

Für die Spielanlage des Enkels betreibt ihr aber einen ganz schönen Aufwand.

Hallo Ihr lieben Stummis,

Zitat von PaSchu

---

Für die Spielanlage des Enkels betreibt ihr aber einen ganz schönen Aufwand.

---

Ja mag sein, aber ich denke da ein wenig anders, wenn sich die Schuppentore schließen, wenn eine Lok eingefahren ist, bringt für ein Kind eine Menge Spielspaß, wenn es dann noch selbst entscheiden kann, ob die Tore zugehen oder nicht, gleich noch mehr. Kinder wollen beschäftigt werden und auch solche Kleinigkeiten bringen Spass und das ist für mich die Hauptsache, dafür betreibe ich auch gern etwas mehr Aufwand

Zitat von Roberto

---

eine Grundlast ist schon durch den Prozessor vorhanden. Braucht es aber für die 78er und 79er nicht. Die Schutzdiode sollte grundsätzlich antiparalell zum Regler geschaltet werden, da sonst die Spannung um 0.6V niedriger wird. Auch die Kondensatoren können sich dann besser und schneller entladen.

---

Das mit der Grundlast ist mir beim Lesen des Freds auch sofort durch den Kopf geschossen, wobei eine zusätzliche LED kaum Aufwand bedeutet. Den Hinweis zur Schutzdiode werde ich beherzigen. Danke dafür

@Volker, vielen Dank für die Werte, Kühlkörper für einen 2A-Regler sind selbstverständlich, entfällt aber, wenn ich die Stromversorgung teile. Trotzdem Danke

@Franz-Peter, genauso habe ich mir das gedacht

Ich werde mich am WE nochmal hinsetzen, den Schaltplan ändern und das Ergebnis hier wieder einstellen, dann "nur noch programmieren"

Gruß Uwe

Zitat

---

Ja mag sein, aber ich denke da ein wenig anders, wenn sich die Schuppentore schließen, wenn eine Lok eingefahren ist, bringt für ein Kind eine Menge Spielspaß, wenn es dann noch selbst entscheiden kann, ob die Tore zugehen oder nicht, gleich noch mehr. Kinder wollen beschäftigt werden und auch solche Kleinigkeiten bringen Spass und das ist für mich die Hauptsache, dafür betreibe ich auch gern etwas mehr Aufwand

---

Das ist ja auch völlig richtig, aber tut es da nicht auch eine einfache Schaltung?

Aber ich seh schon, Opa will auch seinen Spaß haben.

Zitat von PaSchu

---

Aber ich seh schon, Opa will auch seinen Spaß haben.

---

Hallo Zusammen,
ihr seht das alle falsch.
Uwe nutzt seinen Enkel als Beta-Tester für seine spätere eigene Anlage.
Und da der Bau der "Enkel-Anlage" ja auf 4 Jahre ausgelegt ist, bleibt ja genügend Zeit für Entwicklungen mit allen Irrungen und Wirrungen.
Gerade Kinder sind doch die optimalen Tester. Sie sind völlig unvorbelastet, probieren alles und finden garantiert Fehler, was wir nie schaffen würden.
Und Kindermund tut Unmut kund, wenn etwas nicht so funktioniert wie es erwartet wird.
Volker

Zitat von volkerS

---

Uwe nutzt seinen Enkel als Beta-Tester für seine spätere eigene Anlage.
Und da der Bau der "Enkel-Anlage" ja auf 4 Jahre ausgelegt ist, bleibt ja genügend Zeit für Entwicklungen mit allen Irrungen und Wirrungen.

---

Volker du hast den Nagel auf den Kopf getroffen!!!!! Enkel-Anlage als Testgebiet für die spätere eigene Anlage (von der meine Frau noch nichts weiß ), hatte ich ja in meinem Eröffnungsbeitrag auch schon so beschrieben:

Gruß Uwe

Hallo Zusammen

gestern habe ich es nach etlichen Fehlschlägen endlich geschafft, meinem Arduino-Nano vom China-Mann einen funktionierenden Treiber zu spendieren (Danke PaSchu) .

Ich habe mich daraufhin entschlossen, die Elektronik des Arduino-Nano als Basis meiner Servosteuerung zu verwenden. Ob ich allerdings eine Erweiterung kaufe oder eine Lochrasterplatte nutze, weiß ich noch nicht.

Viele Grüße Uwe

Hallo Uwe,

freut mich das ich dir helfen konnte. Auch wenn man mir oft Tollerei unterstellt, so helfe ich doch gern wo ich kann.

Jetzt bin ich mal auf deine Software-Lösung gespannt. Hoffe Du teilst sie dann mit uns.

Hallo,

habe hier interessiert mitgelesen. Ich habe auch mal so eine Schaltung aufgebaut mit PICAXE-Prozessoren, um Kupplungsservos an meinen Loks oder Flügelsignale zu steuern. Dabei hole ich Anfangs- und Endposition sowie Stellgeschwindigkeit jeweils von einem Trimmer. PICAXE Prozessoren haben einen bootloader und können in BASIC programmiert werden. Mit einem PICAXE 8M2 steuere ich 1 Servo, mit einem größeren Typ vier Servos. Der PICAXE treibt die Servos direkt. Das Zucken in den Endpositionen unterdrücke ich durch Wegnahme der Steuerpulse.
Falls von Interesse: Details zu Schaltung und Software habe ich auf meiner homepage eingestellt.

Gruß an alle
Matthias