Drehscheibe für Lego Bahnhof bauen -> brauche Hilfe bei den Bauteilen

[tio]

Hallo Zusammen,

ich möchte für einen Lego-Bahnhof eine Drehsscheibe bauen.
Die Loks stehen in den Schuppen und sollen dann durch die Scheibe angewählt werden können, die Ihnen die Schienen vor die Nase fährt. Ausgelöst soll es durch Knopfdruck werden. Z.B. Schalter 1 drücken und die Drescheibe fährt in die vorher definierte Position 1.

Jetzt kommt meine grundsätzliche Schwierigkeit: Ich habe von Elektronik wenig Ahnung, würde mich aber gern dran versuchen.
Meine Frage: Was benötige ich für Bauteile? Ich nehme an, einen Schrittmotor, eine programmierbare Ansteuerung, die Taster und die Stromquelle? Könnt Ihr mir konkrete Teile nennen? Ich habe schon nach Schrittmotor im I-NET gesucht, aber ie Vielfalt ist groß und ich weiss nicht, welcher taugt. So geht es mir auch mit den anderen Teilen.
Gerne verwende ich auch die Suchfunktion des Forums, bräuchte nur ein paar Tipps zu den Suchbegriffen.

Vielen Dank im voraus für Eure Mühe!

Gruß, Tio

[Besserwessi]

Die einfachste Lösung wäre vermutlich ein Modellbau Servo und ein leicht abgewandelter Servotester dazu. Super genau wird das nicht, sollte wohl reichen.

Bei einer Lösung mit Schrittmotoren, könnte schon so etwas wie das RN-Controll Board und ein eher kleiner, billiger Schrittmotor dazu reichen. Damit könnte man auch praktisch ohne Löten auskommen und müsste nicht so tief in die Elektronik einsteigen. Das Programmieren eine µC ist auch schon einiges neues, und das Getriebe zwischen Motor und der Drehscheibe muss man auch noch irgendwie hinkriegen.

Den Motor würde ich fast nach den Möglichkeiten für das Getriebe aussuchen. Von der Übersetzung hängt es auch ab wie stark der Motor sein sollte. Im Prinzip sollte ein kleiner Motor mit relativ Übersetzung reichen.

[teamohnename]

Hallo,
eine Möglichkeit wäre auch der Mindstorms NXT von Lego. Dann hast Du wirklich alles auch Lego. Das Teil ist zwar ziemlich teuer, aber auch einfach zu programmieren und vielleicht sogar für den Einstieg noch besser geeignet. Aber das ist nur ein Vorschlag und Du musst wissen, ob Du es Dir zutraust, gleich am Anfang mit sowas zu starten. Insgesamt wirst Du aber mit dem Mindstorms vermutlich auch schneller ans Ziel kommen.
Grüße
teamohnename

[masasibe]

Wie stellst du dir das mit der Drehscheibe und dem Mindstorms denn vor? Vielleicht verstehe ich das ja falsch, aber für so einen Fall finde ich den eher ungeeignet, weil nur für die Aufgabe, eine Drehscheibe in die richtige Position zu bewegen, sind dann die 200-300 Euro für den Mindstorm-Bot doch etwas viel.
Soll der Mindstorm dann eigentlich unter die Drehscheibe eingebaut werden oder wie?

[teamohnename]

Ja. Vielleicht hast Du Recht. War eine Idee, die mir gerade zu diesem Thema durch den Kopf geschossen ist, da ja, soweit ich weiß, z.B. auch im Legoland oder so keine nicht-Legosteine verwendet werden dürfen.
Die Konstruktion ist eigentlich nicht das Problem. Der Mindstorms könnte dann unter die Scheibe gebaut werden.

[tio]

Vielen Dank! Ich werde mir alle Vorschläge genauer ansehen!


Gruß, Tio

[radbruch]

Wie groß muss man sich die Drehscheibe denn vorstellen?

http://www.youtube.com/watch?v=IpIFPm5fswY

[tio]

Wie groß muss man sich die Drehscheibe denn vorstellen?

...]

Der Durchmesser dürfte bei ca. 40-50 cm liegen, das darauf lastende Gewicht etwa 500g-1000g

Meine momentane Idee:

dieses Board: http://www.elv.de/Intelligentes-Schrittmotor-Treibermodul-iSMT,-Komplettbausatz/x.aspx/cid_74/detail_10/detail2_30930
und dann die umliegenden Schienen in den Lokschuppen via Reed - Kontakten mit Strom versorgen.

[Arkon]

Ich würde auch zu einem Modellbauservo greifen. Einen geeigneten Unterbau der Drehscheibe (der eh vorhanden sein sollte) vorausgesetzt braucht das Servo nicht einmal besonders kräftig sein. Das einfach an einen günstigen Mega und du bist mit <10€-Kosten für den Antrieb und die Steuerung dabei.

[tio]

Jetzt habe ich doch noch eine Frage:

Ich möchte das Ganze mit 4 Tastern lösen, je nach Tastendruck soll der Motor in eine bestimmte Position fahren. Wie bringe ich dem Controller bei, auf die Tasten zu hören, bzw. wie muss ich diese anschliessen?


Gruß, Tio

[Arkon]

Das einfachste wäre, jeden Taster an einen Pin des Controllers zu hängen. Die Alternative wäre, um Pins zu sparen, was bei deiner Anwendung aber nicht nötig sein wird, einen Spannungsteiler an einen der ADC-Ports zu hängen und einen er Widerstände für den SPannungsteiler durch jeweils einen Taster "hinzuzuschalten". Über die unterschiedlichen Werte ließe sich dann ermitteln welcher Taster gedrückt wurde.

[tio]

Perfekt, danke!

Gruß, Tio

[tio]

Ich habe nun das RN-Control Board, einen Programmer und einen Schrittmotor (bipolare Ansteuerung)
Es funktioniert soweit schon ganz gut, nur dreht sich die Scheibe sehr abgehakt (liegt an der Verzögerung zwischen den Steps). Schneller gehts leider nicht, sonst fällt die Lok darauf um.
Ist es möglich, mit dem RN Control Board Mikroschritte zu verwenden? Wenn ja, wie?

Gruß, Tio

[021aet04]

Zu Mikroschritt kann ich leider nichts sagen. Ich könnte mir vorstellen das du noch ein Getriebe o.Ä. einbaust. Damit du den Motor besser steuern kannst.

MfG Hannes

[Besserwessi]

Mikroschritte gehen recht schwierig, weil keine spezielle Hardware dafür da ist. Da man hier wohl keine so große Geschwindigkeit und Genauigkeit braucht, könnte man sich ggf. mit einem Vorberechneten PWM Signal helfen. Das könnte wenigstens für so etwas wie 1/8 Schritte reichen. Wenn der µC sonst nicht viel zu tun hat sollte das auch noch mit Software PWM gehen, falls die Ausgänge vom µC nicht für PWM vorgesehen sind.

Sehr einfach ist dagegen ein Halbschrittbetrieb. Ein wenig könnte es auch helfen, wenn man den Strom bzw. die Spannung reduziert, so dass der Motor keine so große Kraft mehr hat.

[tio]

Wir haben jetzt eine große Untersetzung gebaut, ca. 1:10 . Verwendet werden folgende Bauteile:

RN-Control 1.4 und Schrittmotor Sanyo Denki 103-54-52500 (19 Ncm Haltemoment), der Motor wird direkt über das RN Control gesteuert ... mit wahrscheinlich ordentlich zu hoher Spannung (RN Control wird mit 6V betrieben, der Motor hat 2,2 V und 0,7A)
Im Prinzip klappt die Ansteuerung, wir haben auch eine Softwarerampe zum Anfahren als auch beim Abbremsen. Der Halbschrittmodus ist ein Kompromiss, den wir eingehen können (ruckeln).

Folgende Probleme treten auf:

1) Leider verlieren wir beim Anfahren anscheinend immer ein paar Schritte, die wir nicht interpolieren können, denn manchmal klappt alles ordentlich. Interessanterweise passiert das (meistens) nur, wenn die Drehscheibe die Richtung ändert. Zwischen den Signalen liegen ca. 50-60ms, d.h. der Schrittmotor läuft sehr langsam.

2) Das Zahnflankenspiel wirkt sich am Ende der Brücke riesig aus, zum Teil bis zu einem cm.

Zur Zeit fallen mir nur folgender Lösungsansatz ein:

- RN Schrittmotor Board
- zwei Schrittmotoren verwenden (dadurch geringeres Zahnflankenspiel?) oder: ein starker Schrittmotor.

Kann das RN-Schrittmotor zwei Motoren synchron betreiben? Kann es (wie zum Beispiel ein Board von ELV http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=30930&flv=1&bereich=&marke= ) eventuellen Schrittverlust erkennen?

Schonmal im voraus vielen Dank für Eure Hilfe!

Grüße, Tio

[White_Fox]

Ich habe noch nie eine Schrittmotorsteuerng programmiert, aber wie wäre es denn mit einem "Haltekontakt", der dem µC sagt, dass die Scheibe in der richtigen Position steht? Dann kann der Käfer so viele Schritte verlieren wie er will.

Wenn der Ruck dann beim Abbremsen zu stark ist, kann man den µC mit einem zweiten Haltkontakt "vorwarnen", dass er die Scheibe schon vorher etwas langsamer drehen lässt.

Damit kannst du auch einen stinknormalen Gleichstrommotor verwenden. Von Lego gibt es doch Motoren, die man dann einfacher einbauen kann.

Die Haltekontakte kannst du einfach mit Alufolie und einer Feder realisieren und den Motor per PWM ansteuern. Dann hast du kein Ruckeln mehr und kannst die Drehgeschwindigkeit sogar schön anpassen.


EDIT:
Für 2) würde ich mir mal eine originale Drehscheibe ansehen.
Bei den richtigen Drehbrücken sind die Enden jeweils auf einer Schiene gelagert. Bau doch aus den Legoschienen einen Kreis drumrum und treib die Brücke von da aus an. Für den Antrieb kannst du dann ja gleich so einen "Lokmotor" von der Legobahn nehmen, sowohl Steuerung als auch Energieversorgung kannst du dann "von außen" realisieren.

[tio]

Die Idee mit dem Kontakt haben wir auch schon in Betracht gezogen. Werden wir auf alle Fälle einbauen. Für den Schienenkreis ist leider der Kreis zu klein. Wir wollten das Anfangs so realisieren, war jedoch aus Platzgründen nicht möglich.

[White_Fox]

Eins noch: Wenn die Zahnräder zuviel Spiel haben, könntet ihr auch auf Riemen/Gummiübersetzung umsteigen.
Wird zwar wohl mehrere Rollen und Gumis pro Übersetzungseinheit erfordern damit das Ganze nicht leerläuft, könnte aber gehen.

[tio]

@White_Fox: Haben wir jetzt mal durchgespielt, mit einem Zahnriemenantrieb. Z.B. mit dem meines FernsteuerHubis... aber da reicht uns der Bauplatz nicht aus :-(
Aber danke für die Idee!

[White_Fox]

Hm...und wenn ihr den Gedaknen mit dem Schienenkreis und dem damit verbundenen Antrieb nochmal aufgreift?

Man könnte die Schienen ganz weglassen und durch eine glatte Unterlage (Straße) ersetzen.
Dann werden die Enden der Brücke auf zwei kleinen Fahrgestellen abgestützt, die unten stinknormale Gummiräder haben.
Durch diese erfolgt dann auch der Antrieb...mit legpüblichem Gleichstrom und PWM-Steuerung.

Man braucht dann zwar noch eine Befestigung am Drehpunkt, damit die Brücke "in der Spur bleibt", das dürfte ja aber kein Pbroblem sein.