ServoSwitch: Enkelvoudige DCC servodecoder met puntstukpolarisatie.

Terug naar de digitaal pagina.


Al geruime tijd had ik de behoefte om ervaring in de vliegtuigmodelbouw opgedaan met z.g. servomotoren toe te passen in onze hobby. Servo motoren kun je in elke gwenste stand tussen -90' en +90' laten draaien en stil laten staan. Ze zijn nagenoeg geruisloos en ze kunnen zeer langzaam draaien. Al deze eigenschappen maken ze zeer geschikt voor bijvoorbeeld het realistisch omleggen van wissel, het bedienen van armseinen, overwegen, loodsdeuren, waterkranen etc.

Helaas gaat dit niet zomaar zondr electronica. Voor dit doel werd een stukje electronica ontworpen gebaseerd op een microcontroller. Deze luistert enerzijds naar de DCC commando's van de centrale en maakt anderzijds de puls voor de servo.
Omdat in eerste instantie ze bedoeld waren om er Tillig wissels mee aan te sturen, is er ook een voorziening ontworpen om de puntstukken te polariseren.

Servodecoders zijn ook gewoon in de handel te koop, maar missen dan altijd wel een of andere 'feature' waardoor er ofwel electronisc, ofwel mechanisch aanvullingen gemaakt moeten worden.

Inmiddels zijn servo's dusdanig goedkoop geworden dat een combinatie van decoder en servo niet veel meer hoeft te kosten dan een standaard wisselaandrijving. Een leuke bijkomstigheid dus.

Lees hier verder om te zien hoe een  ServoSwitch gebouwd kan worden.

Let Op! De afgebeelde foto's zijn van de bouw van het pre-productie model. De vorm en uitvoering van verschillende componenten kunnen afwijken.

Een berg onderdelen die goed zijn om twee decoders te gaan maken.
Netjes uitgesorteerd, de delen voor 1 decoder.
We beginnen met de twee vrijloopdiodes voor de relais.
Dan de diodes voor de gelijkrichtbrug.

Nog niet gelijk vastsolderen...
Tip: Leg voor het vastsolderen twee stripjes 0.5mm styreen ( oid ) onder de diodes, zodat deze net vrij van de print liggen. Dit is beter voor de warmte afvoer.

Na het solderen zien we ze netjes losstaan van de print. Wegens wat ruimtegebrek moeten ze misschien later iets van de nog te plaatsen 7805 afgebogen worden.
Dan is het tijd voor de 7805.

Buig eerst de pootjes met een tangetje haaks om.
Zet dan het IC tijdelijk vast met het bijgeleverde boutje en moertje.

Nu kan het IC vastgesoldeerd worden en het boutje weer verwijderd worden.
De beurt aan de IC voetjes.

Let Op ! Ze wijzen NIET in dezelfde richting !
Vervolgens de twee 100nF ontkoppelcondensatoren.
... en het programmeerschakelaartje
Dan de twee BC547's voor het aansturen van de relais.

Buig het middelste pootje in de richting van de bolle kant.

Druk vervolgens de transistor voorzichtig en langzaam tegen de print
Zodat ze netjes vastgesoldeerd kunnen worden
We draaien de print om en het is tijd voor de 1N4148.

De zwarte ring op het glazenbuisje geeft aan waar de kathode zit.
Dan een 2k2 weerstand.

Let Op ! Op de ( voorserie ) print staat 10k !! 2k2 is echt goed ;)

Dan de twee 1k8 aanstuurweerstanden voor de transistors.
Vervolgens de 680Ohm voorschakelweerstand voor de LED.
De LED zelf, het lange pootje is de anode en gaat in het 'bovenste' gaatje, zoals aangegeven op de foto.
Het LEDje netjes tegen de print laten komen.
Dan nog twee 4k7 weerstanden...
En de 220nF condensator.
Vervolgens beginnen we aan de connectors. Hier de connector voor het aansluiten van het DCC signaal en het puntstuk.

De twee buitenste aansluiting komen aan de buitenste rails van het wissel, de middelste aan het puntstuk.

Ook als er geen puntstuk polarisatie gewenst is, moeten toch beide buitenste aansluitingen gemaakt worden, daar de decoder hiervandaan zijn DCC signaal betrekt !!
De tweepolige voedingsconnector.

Hiermee wordt de logica van de decoder gevoed. Deze aansluting is een alleseter: Gelijk-. Wissel en Digitalespanning wordt zonder klagen verwerkt tussen ca 10 en 20 Volt.

Het echter is aan te bevelen een separate wisselspanning van ca 12-14 volt aan te sluiten. De 7805 op de print wordt dan aanmerkelijk minder warm... !
De header voor het aansluiten van een op het 'System JR' gebaseerde servo.

De achterste pin (3) is massa, de middelste +5V en de voorste de ( positive ) puls.
De relais kunnen geplaatst worden, echter steekt er een nokje uit de connector....
Een scherp mes lost dat probleem makkelijk op !
Een foutje in de voorserie print... :(

De gaatjes voor de relais hebben een verkeerde positie.

Makkelijk te verhelpen gelukkig door wat nieuwe gaatjes te boren :)

Daarna, zoals op de foto te zien, de pootjes bijbuigen zodat ze over de oude gaatjes vallen om vastgesoldeerd te worden :)
Zo zitten de relais er netjes op !.
Als laatste te solderen onderdel de 470uF buffer condensator.
Vervolgens kan de 6N137 optocoupler geplaatst worden.

Let Op ! het zwarte puntje ! dat is pin 1
En de microcontroller, met een inkepinkje tussen pin 1 en pin 8.
Even romdom op de foto....
...
...
...
Het boutje weer aanbrengen.

Let Op ! De boutkop moet vrij blijven van de sporen !
Sluitring en moertje er op en goed stevig aandraaien. Op de print onder de 7805 is een doorgaand kopervlak meegeetst, dat als koelvlak dient !
In proefopstelling aangesloten.

Geen puntstuk, de voeding wordt betrokken uit de digitale spanning.
Dan een 'armpje op de servo en aangesloten op een digitaal systee; Rechtsom !
En linksom.
Detail van de voedingsaansluiting.
Idem !

Tip: De bruine en rode mogen / kunnen nar believen omgedraaid worden.

Dit is handig ( en noodzakelijk ) als het puntstuk de verkeerde polarisatie mocht blijken te hebben !
Klik op het plaatje voor een kort filmpje waar de servo een wissel bedient...
Klik op het plaatje voor een kort filmpje waar de servo een armsein bedient...

Het instellen en programmeren

Wisseladres programmeren Het wisseladres is zeer eenvoudig te programmeren.

  • Druk op de programmeerschakelaar,
  • het LEDje gaat branden,
  • Stel de gewenste wisselrechtdoor of afbuigend,
  • Het LEDje gaat uit,
  • Het wisseladres is geprogrammeerd.

Eindstanden instellen De eindstanden zijn ook zeer eenvoudig in te stellen.

  • Kies op je digitale systeem loc nummer 9999,
  • Zet de snelheidsregelaar op 0,
  • Schakel F1 en F2 uit,
  • Druk op de programmeerschakelaar,
  • het LEDje gaat branden,
  • De servo loopt naar zijn middenstand,
  • Draai voorzichtig en langzaam aan de snelheidsregelaar totdat de gewenste stand is bereikt,
  • Activeer F1,
  • Deactiveer F1, de eerste eindstand is opgeslagen,
  • Herhaal bovenstaande voor de andere eindstand, met dien versnade dat nu F2 gebruikt wordt.
  • Druk op de programmeerschakelaar
  • Het LEDje gaat uit.
  • De eindstanden zijn geprogrammeerd.

Opm 1. De decoder kent geen verband tussen rechtdoor of afbuigend. Mocht de echte stand van de wissel niet overeenkomen met de centrale, gewoon de procedure herhalen en het indrukken van F1 en F2 verwisselen.

Opm 2. De einstanden zijn ook via POM te programmeren. CV51 voor de F1 stand, CV52 voor de F2 stand. De waarde mag dan liggen tussen 0 en 255, waarbij 128 de middenstand is.

Snelheid instellen d.m.v. POM De draaisnelheid van de servo kan ingesteld worden middels POM ( Programming On the Main ).
Voor het vastleggen van de draaisnelheid van de servo wordt CV50 gebruikt. Toegestane waarde: 1 - 16. Waarbij 1 het langzaamst is.

  • Kies op je digitale systeem loc nummer 9999,
  • Zet de snelheidsregelaar op 0,
  • Schakel F1 en F2 uit,
  • Druk op de programmeerschakelaar,
  • het LEDje gaat branden,
  • De servo loopt naar zijn middenstand,
  • Programmeer CV50 middels POM op een waarde van 1 t/m 16,
  • Druk op de programmeerschakelaar,
  • Het LEDje gaat uit.
  • De snelheid is geprogrammeerd.
Servo in de middenstand zetten t.b.v. inbouw in de baan. Het makkelijst gaat het inbouwen in de baan als servo in zijn middenstand staat.
Zo zet je de servo in de middenstand

  • Kies op je digitale systeem loc nummer 9999,
  • Zet de snelheidsregelaar op 0,
  • Schakel F1 en F2 uit,
  • Druk op de programmeerschakelaar,
  • het LEDje gaat branden,
  • De servo loopt naar zijn middenstand,
  • Haal de spanning van het systeem,
  • Bouw de servo in,
  • Zet de spanning op het systeem,
  • Druk op de programmeerschakelaar,
  • Het LEDje gaat uit.
  • Stel de eindstanden in volgens de bovenbeschreven procedure.
  • Schakel het wissel afbuigend en rechtdoor voor controle.

De productie versie

© Copyright 2008 | Sleutelspoor.nl
eXTReMe Tracker