Peco draaischijf: indexering, aandrijving en digitale aansturing

[Michiel]

De Peco draaischijf is niet meer dan een kunstoffen kuil, een draaibrug met een spoor erop. Verder is er niets voorzien om deze brug aan te drijven, of aan te sturen. Kant en klaar bestaan er een aantal kits om "een" draaischijf (met aandrijving en aansturing) te automatiseren. En hoewel vele van deze kits werken, is er geen een dat toepasbaar is op mijn baan.

HKdraaischijf: veel te groot (basisplaat van 32x32cm!!!)
Müt-Digirail: duur en enkel Selectrix, geen DCC
MTTM: enkel Selectrix aansturing, geen DCC
NYRS-PTC III: nog in ontwikkeling en niet beschikbaar
...en dan zijn er nog vele persoonlijke projecten op het web te vinden, maar die niet commercieel beschikbaar zijn.

Dus, dan is het mouwen oprollen, en er zelf aan beginnen (hoewel elektronica en fijn-mechanica niet meteen mijn sterkste punten zijn).

Wat is er nodig om de Peco draaischijf te kunnen automatiseren?

• motorisatie van de brug
• indexering van stopplaatsen
• exacte stopposities met uitgelijnde sporen
• positieherkenning van de brug
• orientatieherkening van de brug (indien nodig)
• positiebepaling van een loc op de brug

wordt dus vervolgd...

[Huugooke]

Misschien helpt dit:
http://www.tslrr.com/turntabl.htm

en ook op
http://www.mrdirect.nl/

[Steam.N]

Alweer een draadje die ik met uiterste aandacht ga volgen ...
De twee links die Hugo al vermeldde, lijken in elk geval erg bruikbaar.

[Michiel]

Wanneer ik het probleem analyseer, blijkt het zich te concentreren rond de techniek hoe de brug PRECIES uitgelijnd kan stoppen. Fleischmann heeft hiervoor een ingenieus eenvoudig systeem voor bedacht, waar de brug tijdens het draaien zichzelf actief houdt totdat de exacte positie is bereikt; een systeem met contactwiel dat langs een tandwielkrans loopt aan de binnenrand van de kuil, en een relais.


De Peco draaischijf heeft geen tandwielkrans of ander mechanisch systeem dat een exacte positie van de brug toelaat. En dan wordt het brainstormen naar een alternatief systeem dat dit mechanisme kan overnemen. Een aantal principe-systemen heb ik overwogen:

• Elektro-mechanische positiebepaling met sleepcontacten
• Optische positiebepaling met lichtsluis
• Magnetische positibepaling met magneet en hall-sensor.

Om de brug goed te laten stoppen zijn er 2 fases: de naderingsfase, waarbij loop van de brug door zichtzelf wordt overgenomen, en de stopfase, wanneer de brug mooi uitgelijnd stopt, ongeacht de draaizin.

Elektro-mechanisch en optisch hebben dezelfde nadelen: in de kuil moeten gaten gemaakt worden opdat het systeem de positie van de brug kan detekteren, of men moet een "parallele brug" onder de plaat laten meedraaien. Tevens lijkt me de hysteresis vrij groot te zijn (links of rechts naderen geeft een andere stopplaats). Een nauwkeurigheid van beter dan een paar tienden van een millimeter is wel nodig.

Met een magneet en hall-sensor zou de positie van de brug door de kunststof heen kunnen gebeuren, zonder gaten te hoeven maken. Maar ook hier is hysteresis een probleem. Maar dan kreeg ik plots een geniale brainwave: met 2 Hall-sensoren naast elkaar verkrijgen we WEL een exacte positiebepaling, namelijk daar waar de beide sensoren een even sterk magnetisch veld meten. Theorie (want ik ken er niet veel van) dat ik verder ga uitspitten...

...wordt vervolgd...

[Michiel]

Bon, ik weet niet of het wat is, maar volgend is het principe-idee om een exacte positie te bepalen, ongeacht de draaizin:


Links op het schema draait de brug met een magneetje langs 2 Hall sensoren. Het signaal van de sensoren wordt door een Schmitt trigger geduwd en aangeboden aan 2 logische poorten. Uit de OR-poort komt het signaal dat de nadering aanduid, en waarbij de brug automatische overneemt, en vertraagd verder draait. Uit de AND-poort komt het verschilsignaal dat meteen het stopsignaal is voor de draaibrug.

Mijn kennis van elektronica is van 30 jaar geleden, en dus met veel stof op. Mijn vraag dus: is dit principe werkbaar, of is dit onzin?

[Michiel]

Ik heb een paar Hall sensoren besteld om eens mee te spelen en om te zien of er potentieel in zit. Met een proefopstelling zou het toch al duidelijk moeten zijn of de gevoeligheid en precisie voldoende is om de brug met uitgelijnde sporen te laten stoppen.

wordt vervolgd...

[dani]

het idee op zich is zeker niet slecht.  anderzijds ga je wel een flink aantal van die sensoren nodig hebben en die precies positioneren zal geen sinecure zijn.


Ik zit met een gelijkaardig positioneringsprobleempje voor mijn zelfbouw SchiebeBühne in H0.
Mijn idee was om met een Laserpointer te werken, die op de bewegende schuif vast te maken en dan aan de zijkanten een lat te bevestigen met daarin kleine gaatjes en achter die gaatjes een LDR sensor.  Een gaatje van 1mm diameter laat net genoeg laserlicht door om de sensor te triggeren.   En als je dan voor de lichtbundel ook een masker van 1mm maakt, dan heb je een vrij precieze uitlijning  (voor H0 is die voldoende, voor N schaal waarschijnlijk niet).

In theorie moet dit perfect werken, in praktijk weet ik het (nog) niet.     Wat het "vertragen" betreft, zou ik dan  3  LDR's per positie nodig hebben...   De middelste is  "stop" en elinkse en rechtse geven aan wanner er moet geremd worden en laten ook toe om vast te stellen van welke kant de schijf komt.

Waarschijnlijk is een "schaduwbrug" onder de schijf laten mee draaien een  optisch goeie oplossing, omdat dan alles van je positioneesysteem onder de tafel zit.




Een andere mogelijkheid is om met STAPPENmotor(en) en een microcontrollertje te werken, en deze eerst manueel te kalibreren voor elke positie.
Die stappen links/rechts kan je dan noteren en in programmeren.   

[Michiel]

Hoi Dani,

optisch is mijn tweede keus. Zoals je zelf al aanhaalt moet je gaatjes boren door de kuipwand of -bodem om de positie van de brug te kunnen detecteren. Estetisch zou ik dit willen vermijden. Een schaduwbrug laten meedraaien is weer veel meer werk, en hou ik ook achter de hand voor als de rest niet werkt.

Een stappenmotor en microcontroller is mijn allerlaatste keus. Veel te ingewikkeld, maar als het niet anders kan... Voorlopig probeer ik eerst eens die Hall sensoren. Maar zoals je al zegt, of ik de precisie haal met die dingetjes, dat is nog een groot vraagteken.

[Michael]

Michiel ik denk dat je met Hall sensoren op de goede weg zit, wil je alles zelf bouwen?
Zoniet is het volgende misschien een idee, kijk daar eens naar de DinaSys DTC/DTR en de DinaSys DTS/DTZ
http://shop.dinasys.nl/epages/63375790.sf/nl_NL/?ObjectPath=/Shops/63375790/Categories/Digitaal/DinaSys

[Huugooke]

Man, man ,man, wat zoeken jullie het toch ingewikkeld! Ergens heb ik het hier al eens uitgelegd: zoek een elektromechanische oplossing.
Op iedere positie waar de brug moet stoppen een gat; in de schijf een elektromagneet met een conische pin die in dat gat past; de pin wordt elektrisch opgehouden; de schijf draait tot waar ze moet stoppen, daar valt de pin in het gat.
Preciezer en simpeler kan niet. Hoe je het geheel uitvoert hangt van je plaats en goesting af.
Of je nu met Hall sensoren werkt en er voor 500 euro elektronica achterhangt, het resultaat voor de kijker zal hetzelfde zijn!

[Klaas Zondervan]

Ben het helemaal met Hugo eens.

[Michiel]

Wel, Hugo (en Klaas), ik heb ook de elektromechanische oplossing met centreerpen overwogen. Maar zoals je zelf aangeeft:

"...de schijf draait tot waar ze moet stoppen..."

moet je toch nog detecteren of de brug bij een bepaald spoor is aangekomen. Mijn idee was dan, waarom niet meteen, met dezelfde techniek, volledig juist uitgelijnd laten stoppen. Ik zou toch willen vermijden om gaten te moeten boren in de kuip, en extra sleepringen te moeten gaan aanbrengen om die pen te bekrachtigen.

En, een Hall kost 1€39, en een paar NAND-poorten ook nog eens een goeie euro.

Maar elke suggestie is welkom. 

[Michiel]

Michael, bedankt voor de link, maar deze oplossing werkt alleen voor een Fleischmann draaischijf, waarbij de brug automatisch verder draait tot uitgelijnde posititie wanneer de brug in de nabijheid is gekomen. Een Peco draaischijf heeft dit mechanisme niet. En Dinamo verkies ik persoonlijk niet te gebruiken.

[Klaas Zondervan]

Mijn idee was dan, waarom niet meteen, met dezelfde techniek, volledig juist uitgelijnd laten stoppen.

Ik verwacht dat je met Hall-sensoren niet nauwkeurig genoeg kunt uitlijnen. Je kunt wel ongeveer detecteren bij welk spoor je bent. Staat de brug bijna bij het bestemmingsspoor, dan laat je de pen los en die doet dan zijn werk als hij voor het gat zit.

[Huugooke]

Als je geen verbinding in de draaiende schijf wil maken kan je de situatie natuurlijk omdraaien: een spoel aan elke rail, maar als je veel sporen wil lijkt me dat wat overdreven .
Een mogelijkheid om een sleepcontact te vermijden is de schijf niet te laten draaien over 360°; dan kan je met losse draden werken.
En wat dat juist uitgelijnd laten stoppen betreft: je zal toch een stopsysteem moeten bedenken om uitloop van de motor op te vangen.
Je kan de geleiding van pin en gat trouwens "misbruiken" als detectie. Als het gat een metalen bus is kan je met een sleepcontact op de brug de plaats detecteren.
Edit: Klaas was me even voor, maar dat bedoel ik dus.