Moji HO moduli

Vse okoli izdelovanja maket in elementov na njej.
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 24.09.2015, 12:49

Pozdravljeni,

pred letom in pol sem v temi "Modulna postaja HO" (prva stran, objava 29.1.2014) predstavil moje ideje glede izgradnje nekaterih modulov. Ker so se stvari med tem pri meni kar aktivno dogajale, bom poskusil v tej temi predstaviti napredek na tem projektu.

V sklopu mojega (teppich-bahna) sem sestavil sklop dveh kretnic s krmiljenjem, ki sem jih pritrdil na kos lesa. Ker se mi je zadeva relativno dobro obnesla, sem se odločil da zadevo nagradim v modulno postajo. Stranice so po standardu FREMO (zaradi prostorske stiske v nižji izvedbi), uporabljen pa bo razpoložljivi tirni material Mehano (žal) ki se je z leti nabral doma.

Nekaj izhodišč:
- dimenzije postaje so 3x 104 x 50 cm (dolžina določena po velikosti prtljažnega prostora v avtomobilu ;)
- na postaji je skupno 6 glavnih tirov
- tire sem poskusil razporediti tako, da bi postaja nudila čim več različnih možnosti ranžiranja
- na modulu je puščen prostor za postavitev perona
- vse kretnice bodo imele elektro pogone, (elektromagnetni ali servo)
- elektronika bo krmilnjena preko Arduino mikrokrmilnika, ethernet Shielda in s pomočjo brskalnika - postaja tako ne bo imela klasične nadzorne plošče

Osnovni tirni načrt (ostal je enak kot objavljen januarja 2014).

Slika

Slika

Ker mi je v veliko veselje načrtovanje in izdelava raznih elektronskih vezij, bo velik poudarek tudi na tem področju.
V tej temi bom skušal predstaviti napredek pri gradnji mojih HO modulov, vsekakor pa bom vesel vaših komentarjev in predlogov.

lp, Matej
Zadnjič spremenil matejmm, dne 24.09.2015, 19:07, skupaj popravljeno 1 krat.
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 24.09.2015, 14:19

Načrtovanje postaje

Idejni načrt za modulno postajo je v glavi nastajal kar nekaj časa. Najprej sem ideje preverjal s programom AnyRail, nato sem začel osnutke risati v programu SCARM. Nastalo je kar nekaj verzij tirne razporeditve, ki so pomagale pri končni odločitvi.
Slika

Razpored tirov je bilo potrebno preizkusiti tudi v praksi. Ker je bil tirni material že na voljo, sem vse skupaj testno postavil na večjo desko iz vezane plošče.
Slika
Slika
Slika
Slika
Slika
Slika

Na podlagi tega prototipa sem tudi določil točne razdalje med tiri.
Slika

Postavljen je bil tudi peron in pripeljal je prvi vlak :)
Slika

Iz zadnje fotografije je očitno, da sta pri hiši tudi dva "nadebudna škrata", ki imata zaenkrat še omejen dostop do železnice, v določenih fazah pa jih je le treba vključiti v "akcijo".
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 25.09.2015, 9:36

Konstrukcija prvega modula

Po izdelavi idejnega načrta in razporeda tirov za modulno postajo sem se lotil izdelave konstrukcije prvega modula. Kot že omenjeno sem predvidel transport modulov v prtljažniku avtomobila in zato sem dolžino posameznega modula določil na 1044mm. Predvidel sem tudi nekaj dodatnega prostora ob straneh, da gresta v prtljažnik tudi dva modula, eden nad drugim, združena z nosilci ob straneh.

Za okvir sem nabavil 12mm vezano ploščo, ki so mi jo že v trgovini večinoma narezali na mero. Na les sem najprej izrisal točke za vrtanje in fremo profile. Fremo stranice sem grobo izrezal z vbodno žago, kasneje pa še pobrusil z brusnim papirjem nalepljenim na različne deščice. V tej fazi sem tudi izvrtal luknje za združevanje modulov med seboj.

Slika
Slika
Slika


Deske za obod sem privijačil z vijaki in dodatno zlepil z lepilom za les. V podporni stranici sem z nastavkom za izdelavo lukenj izvrtal 5 lukenj, ki bodo služile za prehod kablov na spodnji strani med prekati, hkrati pa se s tem tudi nekoliko zmanjša teža samega modula. Kasneje sem podobne luknje (vendar le dve) izbrtal tudi na stranicah pri prehodu med moduli (razvidno iz predzadnje fotografije).

Slika
Slika
Slika

Zgornja plošča je iz 10mm vezane plošče. Zaradi manjše teže sem ostranil dele, kjer ne bo tirov in ni potrebe po ravni površini. Prehod med FREMO stranico in zgornjo površino sem obdelal tako, da zadeva izgleda vsaj približno "naravno".

Slika
Slika

Zaradi zaščite lesa sem spodnjo stran modula tudi prebarval z akrilno barvo za les.

Slika
Slika

V tej fazi sem začel tudi z natančnim izrisom modulov in vseh elementov v programu Corel Draw, kjer na posameznih plasteh (Layers) vrišem različne komponente modula (konstrukcija, elektrika, kabli, tiri, kretnice, pogoni, pluta...) in lahko na ta način ugotavljam morebitne "kolizije". Zadeva je zelo uporabna pri načrtovanju raznih povezav in določanju pozicij komponent.
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 26.09.2015, 15:13

Testna montaža servo pogona za kretnico

Pred leti sem V sklopu mojega "Teppich-bahna" izdelal vezje za pogon kretnic s pomočjo 9g servo motorjev. Vezje je bilo analogno, prenos zelo enostaven, pogon pa montiran na zgornji strani, saj takrat nisem imel druge možnosti.

Slika

Kar nekaj časa sem raziskoval kako montirati pogon pod kretnico, na spodnji strani modula, da le ta ni viden. Ko sem se odločil za izvedbo sem pripravil testno kretnico in jo pritrdil na manjši kos vezane plošče. Namesto plute sem v tem primeru uporabil 5mm stirodur.

Slika

Kretnico sem najprej ojačal v delu, kjer je vpeta žica. Za to sem uporabil košček plastike, ki sem ga s sekundnim lepilom zalepil na kretnico. Skozi kretnico in plastiko sem nato izvrtal 1mm lunkjo za jekleno žico.

Slika

Za montažo servo pogona sem uporabil enak nosilec kot pri montaži na zgornji strani. Nosilec je izdelan iz tanke alu-pločecine, ki sem jo odrezal s škarjami za pločevino, ukrivil v primerno obliko in izvrtal luknje za pritrditev. Ker sem servo motor v tem primeru obrnil drugače, ga je bilo potrebno predelati v toliko, da so bile žice motorja na zadnji strani in ne več od strani. Servo sem odprl, izrezal novo odprtino skozi katero sem potegnil žice in ponovno zaprl.

Slika
Slika
Slika

Za prenos sem uporabil debelejšo kitarsko struno, ki sem jo na enem koncu močno zvil za kakšne 3mm, da se je zataknila za luknjico v kretnici. Kitarska struna se ni najbolje obnesla saj sem moral za primerno trdnost/elastičnost poseči po struni, ki je ovita in ni samo običajna jeklena žica. Kasneje sem jo nadomestil s klavirsko struno z oznako 9.5 oz. debeline 0,6mm in se obnese odlično.

Slika

Servo sem na spodnji strani pritrdil na vezano ploščo in skozenj speljal jekleno žico (struno). Dodatno leseno podlogo sem uporabil, ker je bila debelina vezane plošče le 6mm, za module pa sem nameraval uporabiti 10mm oz 12mm debeline. Na struno sem pritrdil tudi košček izolacije, s čimer sem želel preprežiti zdrs žice iz kretnice med transportom ali obračanjem modula. Ker se to ni obneslo sem v končni izvedbi na struno za servo pogonom nalepil majhen košček penastega samolepilnega traku.

Slika

Servo pogon sem stestiral s pomočjo Arduino UNO, na katerega sem kot vhod priključil potenciometer. Ta mi je najprej služil za določitev kota motorja v obeh skrajnih legah, nato pa sem ti dve skrajni legi pogona vpisal v program in sem potenciometer uporabljal le kot stikalo za preklop kretnice.

Slika

Posnel sem tudi kratek video iz katerega je razvidno delovanje pogona.

Povezava na video

S pomočjo testnega pogona kretnic sem ugotovil in odpravil nekaj konstrukcijskih napak (izbira jeklene žice, varovalo proti iztikanju), odkril pa sem tudi nekaj težav. Motilo me je, ker servo motor v skrajni legi ni bil čisto pri miru in je bilo slišati, da stalno popravlja kot odmika (rahlo brenčanje iz servo motorja). Drugo težavo je predstavljalo nepredvideno obračanje motorja med zagonsko sekvenco Arduina. V tem času se je zgodilo, da se je servo obrnil v kakšen nepredviden položaj, kar bi lahko privedlo do okvare pogona.

Uporabniški avatar
grizeldi
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 290
Pridružen: 30.01.2013, 13:20
Kraj: Ljubljana
Kontakt:

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a grizeldi » 26.09.2015, 18:02

Super!
Ena ideja glede zagonske sekvence arduina:
Ne vem ce je to mozno ampak... Zice servota speljes prek tranzistorjev/releja, ki ga vklopis takoj ko se program zazene. Se pravi da se servo ne bi smel premikati dokler se program ne zazene.
Drugace pa bom z veseljem prebral se kaksen prispevek z malo vec elektonike.
Jaz uporabljam N, H0 mi je nakako prevelik.

https://play.google.com/store/search?q=grizeldi
Uporabniški avatar
Benjamin
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 262
Pridružen: 03.09.2006, 15:12
Kraj: Maribor-Malečnik

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a Benjamin » 27.09.2015, 22:35

Matej, me veseli, da si se lotil izdelave modulov. :thumbupr Upam, da se v bljižni prihodnosti kje srečamo, ter odpeljemo par vlakov :thumbupr
L.P.

Benjamin
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 27.09.2015, 23:07

Vezje za krmiljenje kretnic

Prvotno sem nameraval nadaljevati zgodbo mojih modulov z nekaterimi konstrukcijskimi poglavji, a ker je Grizeldi pokazal interes po bolj elektro obarvanih temah, bom nadaljeval s prvim, neuspešnim, poskusom vezja za krmiljenje kretnic.

Na vsaki strani postaje je predvidenih 5 Mehanovih kretnic, od katerih so nekatere že imele vgrajene mehanizme za elektro-magnetni premik. Tiste brez mehanizmov sem želel premikati s servo motorji, kot sem predstavil v prejšnji temi. Bil sem v dvomih ali ne bi bilo bolje vseh kretnic premikati na enak način, a sem se na koncu odločil za kombinacijo. Vseeno sem predvidel, da bi bilo možno v prihodnosti vse kretnice predelati na pogon s pomočjo servo motorjev.

Lotil sem se načrtovanja dveh vezij od katerih bi lahko s prvim nadzoral 4 servo kretnice, z drugim pa 4 elektro-magnetne kretnice.

Servo pogon
Omenil sem že težavo, da so se servo motorji v skrajni legi "tresli" in niso bili čisto pri miru. Kakšnega gibanja osi sicer ni bilo opaziti, a slišati je bilo stalno premikanje motorja. Zato sem se odločil, da bom s pomočjo tranzistorja (TIP127), krmiljenega preko Arduina prekinil napajanje servo motorja, ko to ne bo potrebno oz. bo kretnica dosegla skrajno lego. Na ta način bi lahko samo z enim signalom za odklon motorja (signal) krmilil več kretnic. Vsem motorjem bi pošiljal isti signal, napajanje bi vključil le tistemu, ki bi ga želel premakniti. Za 4 kretnice bi potreboval 5 izhodov na Arduinu. Na tak način je tudi lažje nadzorovati porabo servo motorjev v mirovanju. Predvideno je ločeno napajanje za servo motorje, da ti ne obremenjujejo napetostnega regulatorja na Arduinu.

Slika
Slika

Elektro-magnetni pogon
Pri igranju z Arduinom sem se večkrat srečal in uspešno izvedel krmiljenje relejev. Pri nadzoru elektromagnetnih kretnic gre za podobno zadevo, le da lahko na vsako kretnico gledamo kot na dve tuljavi - vsako za pomik na eno stran. Vsako tuljavo je potrebno krmiliti s pomočjo tranzistorja, ki mu je potrebno dodati še upor in diodo. Vezje je načrtovano za krmiljenje štirih kretnic, za kar je potrebnih 8 izhodov iz Arduina. Napajanje za premik kretnic je 12v DC.

Slika
Slika

Obe vezji sem načrtoval v programu Eagle, vse skupaj pa pripravil za jedkanje s pomočjo toner-transfer postopka.

Slika

Glede na to, da so bila to ena prvih vezij iz "domače delavnice" je bilo še kar nekaj prostora za izboljšave, a zadeva je bila uporabna.

Slika
Slika

Najprej sem se lotil sestavljanja vezja za servo pogone. Sestavil sem le 2 oz. 3 "kanale", kolikor sem jih nameraval uporabiti na enem modulu. Sledilo je obsežno testiranja s tremi servoti.

Slika
Slika

Vezje je delovalo pravilno in je popolnoma ostranilo težave z "nemirnimi" servo motorji v skrajnih legah. Še vedno pa mi ni uspelo odpraviti težav med zagonsko sekvenco. Ker sem tranzistorje za vklop servotov krmilil neposredno iz Arduina, so le ti med inicializacijo vedno "zaplesali", kar mi sploh ni bilo všeč.

Z vezjem za elektro kretnice sem imel še manj sreče, saj sem v načrtu predvidel prešibke in napačne tranzistorje. Bal sem se tudi, da bi lahko uničil kretnice. Lahko bi se namreč zgodilo, da bi med inicializacijo Arduina, tok za dlje časa stekel skozi obe tuljavi v kretnici. Koliko časa je preveč nisem želel sam preveriti.

Vse te ugotovitve so me pripeljale do tega, da sem začel ponovno načrtovati vezje za nadzor kretnic. Nerešeno je ostalo nepredvideno obnašanje kretnic med zagonsko sekvenco, poleg tega sem spoznal, da bi s takim načinom krmiljenja porabil preveliko število izhodov na Arduina. Samo za 3 servo in 2 elektro-magnetni kretnici bi potreboval 8 izhodov. Tudi Arduino Mega bi bil verjetno hitro premalo za vse moje načrte. Razmišljal sem tudi o tem, od kje zagotoviti napajalno napetost (5-6v DC) za pogon servo pogonov.

Več o rešitvah za omenjene težave pa v eni izmed naslednjih objav.

PS: Ta objava (in še kakšna naslednja) bi sicer bolj sodila v forum "Elektronsko - digitalno", a mislim, da je bolje, da ostane skupaj z ostalimi mojimi objavami.
Uporabniški avatar
grizeldi
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 290
Pridružen: 30.01.2013, 13:20
Kraj: Ljubljana
Kontakt:

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a grizeldi » 28.09.2015, 14:35

S stevilom izhodov so vedno tezave. Kar koli ze delas (modelno zeleznico, robota, kaj 365ega...) vedno je na krmilniku premalo izhodov...
Glede tranzistorja za preprecitev posledic zagonske sekvence pa imas lahko rocno stikalo, ali pa probas z necem kar ne prepusca stroma nekaj casa (kondenzator ali pa se kaj drugega).
Zal ti ne morem konkretno pomagati, ker sem zaenrat se bolj "wannabe" elektronik...
Jaz uporabljam N, H0 mi je nakako prevelik.

https://play.google.com/store/search?q=grizeldi
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 28.09.2015, 15:17

@grizeldi: Najprej hvala za namige, a imam obe težavi že rešeni... izhode sem "pomnožil" s 74hc595, boot sekvenco pa rešil z napajanjem preko releja. Bom vse še bolj podrobno predstavil v enem izmed naslednjih prispevkov in upam, da bo še komu koristilo.

@Benjamin: Tudi jaz pozorno spremljam tvoj napredek in mogoče nama kdaj uspe, da ob kakšni priložnosti združiva module :)
Gorchi
Kontrolni
Kontrolni
Prispevkov: 6480
Pridružen: 23.10.2006, 12:25
Kraj: Cerklje na Gorenjskem

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a Gorchi » 28.09.2015, 19:00

MatejMM, Ti mogoče tale tema okoli Arduina pomaga?
http://model-railroad-hobbyist.com/node/19446?page=11
Goran
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 29.09.2015, 13:37

Goran, zanimiv projekt ta DCC krmilnik za servote s pomočjo Arduina.
Kolikor sem gledal so uporabili vse razpoložljive pine za nadzor servotov oz katerih drugih naprav.

Situacija pri meni drugačna v toliko, ker Arduino v osnovi nima dovolj razpoložljivih pinov za vse moje ideje in je potrebno uporabiti drugačen pristop.

lp, Matej
Uporabniški avatar
andrazspan
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 347
Pridružen: 07.05.2012, 17:09
Kraj: Jurklošter
Kontakt:

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a andrazspan » 29.09.2015, 17:27

matejmm napisal/-a:Goran, zanimiv projekt ta DCC krmilnik za servote s pomočjo Arduina.
Kolikor sem gledal so uporabili vse razpoložljive pine za nadzor servotov oz katerih drugih naprav.

Situacija pri meni drugačna v toliko, ker Arduino v osnovi nima dovolj razpoložljivih pinov za vse moje ideje in je potrebno uporabiti drugačen pristop.

lp, Matej


@matejmm: ali si razmišljav o uporabi "Shift Registers" da bi dobiv več izhodov?
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 29.09.2015, 21:21

andrazspan napisal/-a:@matejmm: ali si razmišljav o uporabi "Shift Registers" da bi dobiv več izhodov?

@andrazspan: Sem razmišljal in tudi izvedel zadevo s Shift Registrom 74HC595 ...
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 29.09.2015, 22:15

Priprava za polaganje tirov

Debata v tej temi se razvija precej v smeri elektronike (kar mi je všeč), a da ne bodo moderatorji vsega skupaj premaknili v kakšen drug forum je prav, da spet objavim kaj na temo konstrukcije samega modula.

Pred polaganjem tirov je bilo potrebno modul pripraviti in zarisati točne pozicije vseh elementov. Na predhodno določenih razdaljah sem najprej zarisal vzporedne črte, ki so predstavljale sredine posameznih tirov. Sledil je natančen izris pozicij vseh tirov in kretnic v programu Corel Draw.

Slika
Slika

Precej natančno sem izmeril in nato izrisal eno kretnico v Corel Draw. Računalniški model sem natisnil in uporabil kot šablono za postavitev na modulu.

Slika
Slika

Predvidel sem tudi pozicijo za nakladalno rampo.

Slika

Ko sem zarisal sredinske črte tirov in kretnic, sem zadevo še enkrat preveril tudi s pravimi kretnicami in tiri.

Slika

V tej fazi sem na les zarisal tudi vse črte za pomoč pri polaganju plute.

Slika
Slika
matejmm
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 365
Pridružen: 08.12.2012, 0:32
Kraj: Ljubljana

Re: Moji HO moduli

OdgovorNapisal/-a matejmm » 30.09.2015, 22:27

Polaganje plute

Za podlago za tire na modulih sem izbral staro in preverjeno rešitev... pluto. Nabavil sem 3 plošče dimenzije 1m x 0,5m x 5mm, kar bi moralo zadoščati za vse tri module.

Najprej sem na grobo odrezal primerno velike kose plute, ki sem jih s pomočjo vodilnih črt na lesu in dejanskih tirov spravil v končno obliko za lepljenje.

Slika
Slika

Za lepljenje plute na les sem uporabil Mekol Special lepilo. Vsak manjši kos sem ločeno namazal z lepilom nato pa obtežil za kakšne pol urice, da je lepilo prijelo.

Slika
Slika

Na prilepljeno pluto sem takoj vrisal tudi sredinske črte, ki mi bodo v pomoč pri polaganju tirov.

Slika

Ostre, pravokotne robove, sem s pomočjo Olfa noža odrezal pod kotom 45 stopinj.

Slika
Slika

Vse robove in samo površino plute sem zbrusil in tako tudi "ulovil" rob modula.

Slika

Na koncu sem pluto še prebarval s sivo akrilno barvo. Da mi ni bilo potrebno ponovno risati črt čez barvo, sem sredino tirov pustil nepobarvano. Z barvanjem plute sem se želel predvsem izogniti težavam ob polaganju balasta, saj so tako manj vidne napake.

Slika
Slika

Vrni se na

Kdo je na strani

Po forumu brska: Majestic-12 [Bot] in 1 gost