Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was für ein Microcontroller für mein Zweck?


von Aranius (Gast)


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Hallo,

ich habe bei mir eine vollkommen analoge Modelleisenbahn, die ich etwas 
digitalisieren möchte.
Dazu brauch ich erstmal 20 Ports für die Weichen, die einen 12V Impuls 
brauchen, und 30 Ohm Widerstand haben. Haben Microcontroller einen 
Output, der das kann bzw verträgt, oder muss ich da schonmal was 
zwischenschalten?
Dann muss daran noch ein Schrittmotor angeschlossen werden, den ich 
einfach auf den Geschwindigkeitsregler setze. Und dann bräuchte ich noch 
ein Display und ein paar Knöpfe zum Steuern des ganzen.
Was könnt ihr für dieses Vorhaben für Boards mit passenden 
Microcontroller empfehlen?
Danke für Eure Antworten :)

von Karl H. (kbuchegg)


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Aranius schrieb:
> Hallo,
>
> ich habe bei mir eine vollkommen analoge Modelleisenbahn, die ich etwas
> digitalisieren möchte.
> Dazu brauch ich erstmal 20 Ports für die Weichen, die einen 12V Impuls
> brauchen, und 30 Ohm Widerstand haben. Haben Microcontroller einen
> Output, der das kann bzw verträgt

nein

>, oder muss ich da schonmal was
> zwischenschalten?

ja

> Dann muss daran noch ein Schrittmotor angeschlossen werden, den ich
> einfach auf den Geschwindigkeitsregler setze.

Ähm, das ist keine gute Idee.
Der alte Drehregler steuert nur eine Spannung in der Höhe. Das bildet 
man aber eleganter nach, indem der µC die Höhe der Spannung direkt 
steuert und nicht über den Umweg über einen Stellmotor, der den alten 
Drehregler ansteuert.

>
> Und dann bräuchte ich noch
> ein Display und ein paar Knöpfe zum Steuern des ganzen.
> Was könnt ihr für dieses Vorhaben für Boards mit passenden
> Microcontroller empfehlen?
> Danke für Eure Antworten :)


Fang erst mal mit kleinen Brötchen an.
Was für dich passendes wirst du sowieso nicht finden, also musst du 
sowieso das Board letzten Endes selbst bauen. Aber das wird dann dein 
2-tes oder 3-tes Board werden. Mit dem ersten lernst du jetzt erst mal.

AVR-Tutorial

von Aranius (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Ähm, das ist keine gute Idee.
> Der alte Drehregler steuert nur eine Spannung in der Höhe. Das bildet
> man aber eleganter nach, indem der µC die Höhe der Spannung direkt
> steuert und nicht über den Umweg über einen Stellmotor, der den alten
> Drehregler ansteuert.

Die Bahn läuft mit Wechselstrom, der Regler ist ein Potentiometer. Da 
erscheint es mir am einfachsten einen Schrittmotor draufzusetzen. Aber 
zuerst wollte ich ja eh erstmal die Weichen steuern. Wenn ihr für die 
Regelung aber noch bessere Ideen habt, sind diese gern gesehen :)

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Fang erst mal mit kleinen Brötchen an.
> Was für dich passendes wirst du sowieso nicht finden, also musst du
> sowieso das Board letzten Endes selbst bauen. Aber das wird dann dein
> 2-tes oder 3-tes Board werden. Mit dem ersten lernst du jetzt erst mal.

Ich möchte ja nicht alles auf einmal machen, sondern Schritt für 
Schritt. Alle Schaltpläne existieren schon, und im Programmieren bin ich 
auch sehr fit. Zum Beispiel muss es ja bestimmt ein Microcontroller mit 
der benötigten Anzahl an Ports geben, der auf einem Board sitzt, wo ich 
später z.B. noch einen Display anschließen kann. Und da ist eben die 
Frage, was am ehesten dafür geeignet ist. Das Board muss ja nicht 
passgenau passen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Aranius schrieb:

> Die Bahn läuft mit Wechselstrom,

Märklin

> der Regler ist ein Potentiometer.

Dann nimm wenigstens ein Digitalpotentiometer.
Ja, sowas gibt es.

von holger (Gast)


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>> der Regler ist ein Potentiometer.
>
>Dann nimm wenigstens ein Digitalpotentiometer.

Oh, oh. Ob das so einfach geht, ich weiss nicht.
Ein bisschen blauäugig diese Aussage.

von JojoS (Gast)


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Anstelle eines uC mit möglichst vielen IO würde ich da eher etwas 
erweiterbares bauen, Stichwort 'Porterweiterung spi'. Ein Basissystem 
mit ein paar Standartschnittstellen, zb das AVR NetIO+Erweiterung von 
Pollin, dann ist noch Steuerung über dem PC und Netzwerk als Option 
offen.

von Karl H. (kbuchegg)


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holger schrieb:
>>> der Regler ist ein Potentiometer.
>>
>>Dann nimm wenigstens ein Digitalpotentiometer.
>
> Oh, oh. Ob das so einfach geht, ich weiss nicht.
> Ein bisschen blauäugig diese Aussage.

Ich weiss ja nicht, wie sein jetziges Gerät aussieht. Aber wenn ich mir 
die Bahn von meinem Neffen so ansehe: In den Handsteuergeräten sind 
tatsächlich einfach nur Potis drinnen. Der eigentliche Fahrstrom wird 
dann über eine Verstärkerstufe bzw. direkt in der Lok gesteuert.

In meinem alten Märklin-Teil war aber tatsächlich ein regelbarer Trafo 
drinnen. Die wollte ich auch mal digitalisieren, hatte sogar schon ein 
Buch da drüber gekauft. Das Prinzip: Die Geschwindigkeitssteller kommen 
in die Lok und auf den Fahrstrom, der auf Gleichspannung umgestellt 
wurde, wurden nur noch Geschwindigkeitspulse aufmoduliert. Im Prinzip 
funktionierte das wie ein Fernsteuersignal, also mittels PPM 
Modulierung. Damals bekam man die Demodulatoren für Servos noch billig 
im Handel. 2 IC (SChieberegister + Demodulator) + H-Brücke und fertig 
war die Schose für 1 Lok. Mehrzugbetrieb ist dann so einfach wie das 
Ansteuern von mehreren Servos.

Märklin Motoren sind sowieso Allstrom-Motoren, die laufen auch mit 
Gleichstrom.

von Patrick (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Dann nimm wenigstens ein Digitalpotentiometer.

Hm, ich zumindest kenne keinen fertigen Baustein, welcher derart hohe 
Spannungsdifferenzen zwischen Analog- und Digitalteil erlaubt -> 
OPV-Schaltung notwendig.

Ich hatte mal einen Mikrocontroller für KFZ-Anwendung in der Hand, 
welcher direkt ans Bordnetz angestöpselt werden konnte und auch direkt 
12V-I/Os verfügte. Das war allerdings ein Ultra-Spezial-Dingens, und ich 
glaube nicht, dass der TO ohne NDA und vertraglich garantierter Abnahme 
von 30.000 Stück pro Jahr welche vom Hersteller kriegt ;)

Die hauptsächliche Frage ist doch: WIE sollen die Weichen gesteuert 
werden?
Bzw.: WIE steuert diese der Mikrocontroller?
Muss er hochkomplexe Berechnungen durchführen?
Bekommt er einfach ein Telegramm von einem Steuer-PC (z. B. über USB) 
und schaltet dann einfach die Weiche um?
Oder müssen noch irgendwelche z. B. Magnetkontakte an den 
Mikrocontroller angeschlossen werden, die dem µC-Programm dann sagen, 
dass es umschalten soll?

Die Weichen an sich können vermutlich über einen simplen Transistor an 
jeden Wald-und-Wiesen-µC angeschlossen werden (sofern er genügend freie 
I/Os hat).

von Aranius (Gast)


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Patrick schrieb:
> WIE sollen die Weichen gesteuert
> werden?

Also ich hab da so verschiedene Schritte im Kopf. Erst bekommt der 
Microcontroller ein Fahrplan, der die Weichen immer so stellt, das meine 
Loks gemütliche Runden drehen können. Danach wollte ich über Knöpfe und 
Display das ganze versuchen manuell zu steuern, und Magnetkontakte wären 
dann die letzte Stufe, aber erstmal alles Schritt für Schritt.

Patrick schrieb:
> Die Weichen an sich können vermutlich über einen simplen Transistor an
> jeden Wald-und-Wiesen-µC angeschlossen werden (sofern er genügend freie
> I/Os hat).

Das stimmt.

von Thomas E. (thomase)


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Patrick schrieb:
> Die Weichen an sich können vermutlich über einen simplen Transistor an
> jeden Wald-und-Wiesen-µC angeschlossen werden (sofern er genügend freie
> I/Os hat).

Das ist ja das Drama. Die Sch...dinger brauchen Wechselstrom.
Mit Gleichstrom schalten die einfach nicht sicher, sondern werden oft 
heiß.
Ist auch bei Gleichstrombahnen so.

Wenn die Weiche umgeschaltet hat, schaltet der Strom über einen 
eingebauten Endabschalter automatisch ab. Damit läst sich dann die 
Weichenstellung wiederum komfortabel abfragen. Normalerweise, wenn nicht 
wieder dieser perverse Wechselstrom wäre.

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Märklin Motoren sind sowieso Allstrom-Motoren, die laufen auch mit
> Gleichstrom.

Das Problem ist da wieder, daß die polungsunabhängig immer in die 
gleiche Richtung drehen. Da muß per Überspannungspuls die Statorwicklung 
umgeschaltet werden.

mfg.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Ich weiß ja nicht, wie viel Aufwand Du betreiben möchtest. Aber evtl. 
wäre eine Digitalisierung der Züge ja auch eine Idee?
Ansonsten kann man auch Wechselspannung mit einer PWM modulieren.


Thomas Eckmann schrieb:
> Wenn die Weiche umgeschaltet hat, schaltet der Strom über einen
> eingebauten Endabschalter automatisch ab.

Nur bei den neueren.


Gruß

Jobst

von M2 (Gast)


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Aranius schrieb:
> Alle Schaltpläne existieren schon

Was willst du dann hier eigentlich wissen? Du hast doch dann alles 
schon.

von Aranius (Gast)


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Thomas Eckmann schrieb:
> Das ist ja das Drama. Die Sch...dinger brauchen Wechselstrom.
> Mit Gleichstrom schalten die einfach nicht sicher, sondern werden oft
> heiß.

Die Dinger werden schon seit 50 Jahren mit einem Gleichstromimpuls 
gesteuert und funktionieren noch einwandfrei, da seh ich kein Problem.

Jobst M. schrieb:
> Aber evtl.
> wäre eine Digitalisierung der Züge ja auch eine Idee?

Das wäre dann schon sehr viel Aufwand, ich möchte erstmal mit was 
kleinerem Anfangen.

von Aranius (Gast)


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M2 schrieb:
> Was willst du dann hier eigentlich wissen? Du hast doch dann alles
> schon.
Was für ein Board mit passenden Microcontroller am ehesten dafür 
geeignet ist, je nachdem wo man guckt bekommt man ja hunderte 
verschiedene Angeboten, und da wollte ich eben wissen, ob ihr bestimmte 
Empfehlungen habt, z.B. auch in Sachen Preis.

von Martin V. (oldmax)


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Hi
Auch wenn es gleich wieder aufschreit.... ich würde bei Pollin die 
berüchtigte Platine kaufen, dazu einen USB-ISP-Stick aus der Bucht.
Der Grund- die Platine ist so preiswert, das du sie gleich in deiner 
Anlage lassen kannst. Dazu eine Lochraster für das drumrum. Den 
Wannenstecker würd ich dann nicht einlöten, sondern direkt auf die 
Lochraster verdrahten. Mit nem Atmaga16 oder 32 hast du auch genügend 
Aus- und Eingänge ( 4 volle 8 Bit-Ports). Außerdem besitzt die Platine 
eine RS 232, falls du mal auf die Idee kommst, mit Visual Basic ein 
Steuerprogramm zu bauen und über den Controller die Anlage bedienen 
willst.
( wird  demnächst mal ein Projekt: ein einfaches Programm zur Erstellung 
von Steuerungen mittels grafischer Oberfläche. In Delphi hatte ich es 
schon fast fertig, aber die analoge Seite war dann doch etwas zuviel des 
Guten... Außerdem sind mir dann die µC's dazwischen gekommen....)
Na ja, wenn ich dann irgendwann mal Zeit für den Garten habe, wird meine 
Lehmann damit gesteuert. Also, du siehst, auch ich bin an einem solchen 
Projekt dran. Ist übrigends auch ein guter Einstieg, auch wenn die Latte 
ziemlich hoch hängt.
PS: Ach ja, ich hab die Platine von Pollin und bin damit völlig 
zufrieden.
Gruß oldmax

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