Peco draaischijf: indexering, aandrijving en digitale aansturing

[Gerolf]

Ik voeg me wat laat bij de discussie, maar ik denk dat Michiel de juiste keuzes maakt:
- aansturen met stappenmotor is de meest bedrijfszekere oplossing en niet zo duur.
     Gerecycleerde printermotoren zijn prima. Je zal dan wel moeten nameten hoe de windingen lopen
     => Maar denk aan een flinke reductiekast, zodat je traag kan draaien,
         en zo meer "steps" kan gebruiken om naar een exacte positie te geraken.
- Arduino of dergelijke lijkt me handig voor beginners. Alles kant en klaar.
   => ik vermoed dat ze stappenmotor-insteekkaarten hebben die geschikt zijn voor allerlei spanningen en stromen
- een lichtsluisje als referentiepunt, om bij opstarten de nul te kunnen zetten
- juiste standen kan je rechtstreeks programmeren, of door het programma in eprom laten bewaren
=> en je kan ze ook uitrekenen: aantal stappen voor 360° maal de reductie-factor,
    ... of de microcontroller eenmalig zelf laten rekenen: 360° laten draaien tot hij terug de lichtsluis ziet.

't Is in elk geval een project dat ik volg: Ik heb hier nog een draaischijf liggen waar ik gelijkaardige plannen mee heb 

[Marnix van Lit]

Een zeer interessant topic wat ik ook blijf volgen voor mijn eigen project (in mijn hoofd, dat nog wel). Het gebruik van een Arduino lijkt mij ook erg toegankelijk voor als je niet helemaal in deze materie zit.

Voor wat betreft de detectie van het nulpunt. Misschien is het gebruik van een reed-contact een mogelijkheid? Mijn CNC:machine werkt op dezelfde manier. Je zou dan in de start van het programma een stuk code kunnen opnemen dat ervoor zorgt dat als de spanning op de baan komt eerst het nulpunt wordt opgezocht.

Succes met je project.

Groeten, Marnix

[Michiel]

Ideaal komt het signaal van de referentie overeen met 1 motorstap, lijkt me. Dan is het eenduidig en makkelijker te programmeren. Met een reed-contact wordt het contact met een magneet geactiveerd, en het wordt dan minder precies. Linksom en rechtom zal je op een ander moment het nul-signaal krijgen. Erg vervelend wanneer je met sporen uitgelijnd wilt kunnen stoppen. Ik denk dat een reed-contact hier te onprecies is.

Ik ga het optisch proberen op te lossen. Ik twijfel nog tussen een lichtsluis, met een led in de brug, en een sensor via een gaatje onder de kuil, of met een merkteken op de brugkant dat met optische reflexie wordt gedecteerd. Ik wacht op de aankomst van de bestelde brug om te bepalen hoe ik dat optische referectiesignaal ga uitvoeren.

[PeterC]

Een link voor de Arduino liefhebbers met Velleman kits.

[dani]

Michiel, misschien kan je hier iets mee beginnen....

In plaats van de scannerbeweging, kan je de ronddraaiende beweging  op de as van de draaischijf overbrengen....

http://forum.modelspoormagazine.be/index.php/topic,17326.msg227890.html#msg227890

Het is in elk geval werkbaar en de Arduino programmatuur is nu al geschreven.  Moet je enkel maar wat aanpassen met parameters.  Inclusief onthouden in EEPROM van de laatste positie, en het automatisch positioneren naar home positie.

[conducteur]

Ideaal komt het signaal van de referentie overeen met 1 motorstap, lijkt me. Dan is het eenduidig en makkelijker te programmeren. Met een reed-contact wordt het contact met een magneet geactiveerd, en het wordt dan minder precies. Linksom en rechtom zal je op een ander moment het nul-signaal krijgen. Erg vervelend wanneer je met sporen uitgelijnd wilt kunnen stoppen. Ik denk dat een reed-contact hier te onprecies is.

Ik ga het optisch proberen op te lossen. Ik twijfel nog tussen een lichtsluis, met een led in de brug, en een sensor via een gaatje onder de kuil, of met een merkteken op de brugkant dat met optische reflexie wordt gedecteerd. Ik wacht op de aankomst van de bestelde brug om te bepalen hoe ik dat optische referectiesignaal ga uitvoeren.

Ik denk dat, indien je motor niet te snel laat draaien (veel koppel heb je hier ook niet nodig) je perfect kunt vertrouwen op je open loop. Maak in je programma een variabele waarin je het aantal pulsen telt. Aan de hand daarvan kun je de positie weten. Bv wijzersin draaien is stappen bijtellen, andere richting uit is stappen aftrekken. Je kunt altijd een up/down knop toevoegen om manueel stapjes te zetten om uit te lijnen. Lijn met die knoppen je brug uit tov het eerste spoor en daarna weet je wel hoe ver het is naar de volgende sporen...

[Michiel]

Peter, Dani en Rian, bedankt voor jullie hints en suggesties. Voorlopig kan ik eigenlijk niet echt iets zinnigers vertellen dan wat theoretisch geleuter. Ik hoop over een paar dagen er werkelijk aan te kunnen beginnen, en dan kan ik constructief meepraten. Ik sta alvast te popelen... 

[PeterC]

Michiel,

Misschien een idee voor een nauwkeurige positiebepaling: absolute encoders.  Zelf te maken met een goed tekenprogramma en een laserprinter.

[Edit] Wheel encoder generator

[Michiel]

Ik wist niet dat het bestond, maar nu ik ze zie, wel logisch, maar ik vind het toch een beetje overkill. Nu nogmaals, ik weet niet wat ik van een stappenmotor mag verwachten, maar ik hoop toch dat ze vrij betrouwbaar positioneren. Binnenkort kan ik er ook invliegen.

[Gerolf]

Als je - zoals Rian al schreef - niet te snel stapt is een stappenmotor zeer betrouwbaar om te positioneren.
Je hebt alleen "ergens" een referentiepunt nodig bij het opstarten van de microcontroller voor je draaischijf.
Een lichtsluisje (doorheen twee dunne spleetjes in zwart materiaal) is voldoende.

[dani]

Als je - zoals Rian al schreef - niet te snel stapt is een stappenmotor zeer betrouwbaar om te positioneren.

Zorg inderdaad voor niet te snel stappen   (dat komt ook niet mooi over, vooral niet op schaal )  en zorg  zeker dat je "full step" sturing gebruikt coor je steppermotor.  Dat levert niet alleen het volle koppel en vermogen maar ook de nauwkeurigheid die je wil om betrouwbaar te kunnen positioneren zonder stapjes "te skippen" onderweg.   Wave drive en Half step zijn mooi maar minder krachtig en je riskeert afwijkingen.
En let zeker op het type motor.  Unipolaire =  simpele sturing met een LN2003,   Bipolaire = dubbele H-brug  met een L293D .   Daar kom je wel snel achter.  En ik kan je wat uitleg geven als je dat wil.  Ik ben voor mezelf bezig een soort "werkdossiertje" aan te leggen, omdat ik de beide types gebruik.

[Michiel]

Als je aan de slag gaat met die stepper, kan je best "half step" sturen, dat is nauwkeuriger en levert ook meer  koppel op de motor....

...Zorg inderdaad voor niet te snel stappen   (dat komt ook niet mooi over, vooral niet op schaal )  en zorg  zeker dat je "full step" sturing gebruikt coor je steppermotor.  Dat levert niet alleen het volle koppel en vermogen maar ook de nauwkeurigheid die je wil om betrouwbaar te kunnen positioneren zonder stapjes "te skippen" onderweg.   Wave drive en Half step zijn mooi maar minder krachtig en je riskeert afwijkingen.

Hoi Dani, wordt het nu half- of fullstep om betrouwbaar en krachtig te sturen? 

[dani]

oei, daar had ik me in de eerste post vergist...   
Even herhalen dus :

- halfstep is nauwkeuriger in aantal stappen  (omdat je het aantal stappen verdubbelt) maar levert minder  koppel   (ik tikte "meer", dat was mijn vergissing, excuses daarvoor)
- fullstep gebruikt het volle vermogen van de motor en dus meer koppel.  Daardoor is de positionering nauwkeuriger op de stap en heb je minder risico op "doorschieten" van een stap.

Dus als je fysisch nauwkeuriger wil werken  (meer stappen dus kleinere resqolutie) : halfstep
En als je je posities goed reproduceerbaar wil (nauwkeurig tellen dus) dan fullstep.
Wave drive is eigenlijk een combinatie van het zwakke van beiden: weinig koppel EN kans op doorschieten. (maar het is wel heel makkelijk 'quick and dirty' zelf te programmeren)

Ik hoop dat het nu duidelijer is, mijn excuses voor de verwarring !
Bij mij is het sowieso FULL step

[Michiel]

Met dank. Het is me nu terug duidelijk. 

[Michiel]

De Peco draaischijf is vandaag ook in de bus gevallen. En ik ben toch wel verbaasd door het minimale. De centrale as is een kunststof pen in een kunststof gat met een hoop speling, en de "wieltjes" op het uiteinde van de brug is aangegoten plastiek dat over de circulaire rail in de kuip sleept (ook van kunststof). Het geheel draait stroef, gammel en met een luid schuivend geluid. Het geheel staat dus nog ter overpeinzing.

De lichtsluis als ijkpunt voor de brugpositie ga ik proberen via een gaatje in de zijwand te maken. In de brug een led, buiten de kuip een opnemer. Morgen op mijn werk eens zien of er niets te recupereren valt...

En ik ben begonnen met de programmatie van de Arduino. Veel goede intenties, maar voorlopig struikel ik nog over de syntax. Maar dat komt wel goed...