Decoder für servomotorische Umsteuerung einer Dampflok mit mind. fünf Wegen

Hallo H3X! und alle anderen, die das Thema auch interessiert.

Ja aber....

Den Uhlenbrock Digital-Servo und den Uhlenbrock Digital-Motor setzte ich selbst in einem noch halb fertigen Brückenkran-Projekt ein.

Das was der Servo kann: er kann in den Endstellungen frei definiert werden, indem die entsprechenden CV Werte gesetzt werden.

Das kann aber auch jedes andere Servo.

Das Problem ist ein ganz anderes: Es müssten 5 unterschiedliche Servostellungen durch 5 CV Werte definiert werden, diese müssten mit der Ansteuerung der Fahrstufen und der Fahrtrichtung synchronisiert werden.

Und genau das kann derzeit kein käuflicher Decoder oder es ist zumindest in keiner mir bekannten Betriebs- und Programmieranleitung dokumentiert.

Hallo Christoph! Ich glaube, die Arduino Lösung, weil frei programmierbar, wäre aktuell die richtige Lösung - ich muss aber zugeben, ich habe mich bisher in das Thema nur oberflächlich eingelesen.

Ich möchte für alle Leser des Threats den Gedankengang der Abläufe nochmals versuchen darzustellen, korrigiert mich, wenn es falsch ist oder ich es schlecht beschreibe!

Decoder Motoransteuerung: Vorwärts, Stillstand - Parallel dazu Ansteuerung des Umsteuerservo: Stellung 1

Decoder Motoransteuerung: Vorwärts, untere Fahrstufen - Parallel dazu Ansteuerung des Umsteuerservos: Stellung 2

Decoder Motoransteuerung : Vorwärts, hohe Fahrstufe - Parallel dazu Ansteuerung des Umsteuerservos: Stellung 3

und so weiter.

Also etwas, was im Functionsmapping einfach umzusetzen wäre, wenn entsprechende CV´definiert wären oder im Programmer ein entsprechendes Menü diese Stellungen des Umsteuerservos unterstützen würde.

So lange die Decoder-Hersteller eine solche Lösung nicht vorsehen, geht m.E. nur die Alternative eines Servo-Ansteuer-Bausteins, der frei programmierbar ist und parallel zum Lokdecoder die Befehle in den gewünschten 5 oder mehr Stufen umsetzt.

Ich bin gespannt, ob diese Fragestellung zeitnah mit aktueller Technik gelöst werden kann.

Grüße

Zweispurer

Quote from Zweispurer

Das Problem ist ein ganz anderes: Es müssten 5 unterschiedliche Servostellungen durch 5 CV Werte definiert werden, diese müssten mit der Ansteuerung der Fahrstufen und der Fahrtrichtung synchronisiert werden.

Hallo Zweispurer,

Dafür hatte ich schon drei Lösungen vorgeschlagen.

Zweiter Handregler, bei dem man die Steuerung wie der Tf am Drehknopf bedient.

Über eine Automatik in der Zentrale, da hängt es von der verwendeten Zentrale ab.

Oder mechanisch über eine exzentrische Anlenkung.

Dafür braucht es keine 5 CV, nur einen Servo.

Die Arduinovariante habe ich auch schon vorgeschlagen, die würde ich bevorzugen.

Eventuell ist folgendes verständlicher:

Der Uhlenbrockservo kann 256 Positionen anfahren.

Grüße

H3x

Hm, ich habe das Gefühl, dass manche hier nicht verstehen, was andere sagen wollen...

Also: Das Problem der fünf Positionen ist mittlerweile klar erkennbar.

Die Lösung von H3x hat einen Digitalservo zum Inhalt, der auf deine Lokadresse programmiert werden kann und bei Einstellung vorwärts in die eine Richtung dreht und bei Rückwärts in die andere, beides bezogen auf eine Nullstellung. Dieser Servo folgt der eingestellten Fahrstufe, also Fahrstufe 1 am Handregler = kurzer Drehweg entsprechend der gewählten Fahrtrichtung, Fahrregler 28 am Handregler = Endstellung. Zwischenstellungen des Servos werden entsprechend der Fahrreglerstellung angefahren.

Wenn nun dieser Digitalservo eingebaut und auf die gleiche Adresse der Lok programmiert wird, wird zumindest erreicht, dass die angeschlossene Steuerung entsprechend der eingestellten Fahrstufe der Lok bewegt. Natürlich müsste man dann zum Losfahren den Fahrregler schnell auf eine hohe Fahrstufe stellen und bei Erreichen der Zielgeschwindigkeit zurückdrehen. Wenn dann noch die Anfahrbeschleunigung der Lok entsprechend eingestellt wird, kann eine vorbildgerechte Beschleunigung erreicht werden und bei Erreichen der Wunschgeschwindigkeit wird der Fahrregler zurückgenommen (sofern nicht "Vollgas" gefahren werden soll) und die Steuerung verstellt sich auch entsprechend. Rückwärts genauso.

Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Steuerung insgesamt 57 Stellungen einnehmen kann! Nullstellung und 28 Stellungen je Fahrtrichtung.

Damit sollte das Problem doch gelöst sein - sofern dieser Servo in der Lok verbaut werden kann.

Mir fällt gerade ein, dass es damit auch möglich wäre, bewegliche Lüfter-Jalousien an Dieselloks zu steuern...

Freundlicher Gruß

EsPe

Hallo Zusammen,

was mir gerade noch einfällt, wenn da so viel "orginalgetreu" funktionieren soll - weshalb muss die Lok per "DCC" laufen - Strom aus der Schiene + ein PCM RC Funkfernsteuerungsdecoder - da sind zig proportionale Kanäle möglich und man kann über digitale Mixer in der Fernsteuerung beliebige Funktionen kombinieren. Vielleicht ist das ein alternativer Weg - oder ggf in Kombination.

Viele Grüße,
Stefan

Hallo zusammen,

also ich habe das so verstanden, dass Hans 5 Servo-Positionen in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrreglers (und nicht über irgendwelche Sonderfunktionen oder andere Lokadressen) ansteuern will, die nicht proportional zur Reglerstellung liegen - um das technische Problem mal von der Dampflok zu trennen.

Die Lösung könnte ein speziell programmierter Mikroprozessor (wie ein Arduino oder ATtiny) sein. Für den Arduino gibt es (mindestens) eine DCC-Library, die über einen Optokoppler direkt die Digitalsignale auswerten kann. Bei den Beispielen zur NMRA-DCC-Library gibt es aber die gewünschte Anwendugn so m.W. noch nicht - Beispiele für Zubehördekoder (Weichenadressen) und Funktionsdekoder (Loksonderfunktionen) gibt es jede Menge, damit habe ich selbst auch schon viel gemacht. Um die Auswertung der Fahrregler-Information habe ich mich bisher immer gedrückt, weil ich dafür keine Anwendung hatte.

Beispiel mit ATtiny und Lichteffekten:

ATtiny85 DCC-Dekoder 16 Funktionen - YouTube

(1) ATtiny85 DCC-Dekoder 16 Funktionen - Stummis Modellbahnforum (stummiforum.de)

Natürlich muss auch der Platz für einen Arduino-Nano plus Optokoppler plus Spannungsregler vorhanden sein (falls eine Servo-Lib jetzt nicht mehr in den ATtiny reinpasst). Statt der Funktionstasten müsste dann die Fahrinformation ausgewertet und statt der Schieberegister das Servo angesteuert werden.

Welcher Zeitrahmen ist denn für das Projekt geplant ? Momentan bzw. "auf die Schnelle" bekomme ich das sicher nicht hin ...

Viele Grüße, Bodo

Hallo Hans,

"im Laufe des Jahres" werde ich sicher mal wieder an meinen Signaldekodern basteln ... dann schaue ich mir mal an, wie das mit der Auswertung der Fahrinformationen funktioniert ... wäre für irgendwelche Funktionsmodelle bei mir gegebenenfalls ja grundsätzlich auch mal interessant.

Viele Grüße, Bodo

Quote from HansBW

Es ist also nicht so das linear mit steigender Geschwindigkeit die Umsteuerung immer weiter nach außen ausgelegt wird.

Das habe ich schon lange verstanden.

Ich versuche jetzt ein letztes Mal meinen supereinfachen mechanischen Lösungsvorschlag zu beschreiben.

Bitte bitte einmal bis zum Ende vollständig durchlesen

Der Servo macht eine Drehbewegung abhängig von der Fahrstufe

Stand ist Nullstellung

Langsam kleiner Winkel

Schnell großer Winkel

Andere Fahrtrichtung bedeutet negativer Winkel

Die Drehbewegung wird mit einer Kulisse in den gewünschten Weg umgesetzt.

Nullstellung = Stand ist Mitte

Kleiner Winkel = niedrige Geschwindigkeit macht großen Weg

Großer Winkel = hohe Geschwindigkeit macht kleinen Weg

Auf dem Bild links ein Beispiel für eine Kulisse:

Die Kulisse übersetzt die Fahrstufe in die gewünschte Auslenkung, ich kann mir keine einfachere Lösung vorstellen.

Grüße

H3x

Ich habe mir lange überlegt ob ich auch meinen Senf dazugeben soll weil die Lösung die mir einfiel primitiv einfach ist.

Wenn ich es richtig verstanden habe soll sich der Regler ein Stück zurückbewegen und die Geschwindigkeit gleich bleiben, oder?

Mein Lösungsansatz wäre den Decoder so zu programmieren dass die Lokomotive schon bei ca. 2/3 des möglichen Regelvorganges die Höchstgeschwindigkeit erreicht.

Die Lokbeschleunigung wäre im Decoder so zu programmieren das die Lok selbstständig mit der in der CV vorgegebenen Zeit das Tempo hochregelt.

Der Uhlenbrock Decoder bewegt den Hebel ja nach der Reglerstellung.

Und jetzt die praktische Auswirkung:

Wer immer dreht die Geschwindigkeit vor oder zurück voll auf. Das Servo geht zum Endanschlag. Die im Decoder eingestellte Beschleunigung lässt die Lok anfahren bis zu ihrer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit. Hier wäre eventuell eine experimentelle Anpassung der Beschleunigungszeit zum Erreichen der Höchstgeschwindigkeit erforderlich. Dann den Regler zurückdrehen das das Servo mit dem Hebel auch zurückgeht und die Geschwindigkeit der Lok bleibt erhalten.

Das funktioniert halt nur bei einer Geschwindigkeit. Ob Computer in der Lage sind vor jedem Start dem Decoder eine geänderte Höchstgeschwindigkeit unterzujubeln kann ich mangels Programmen nicht beurteilen.

lg Franz

Hallo allerseits,

auch mal meine Gedanken hierzu :

Man müsste den Decoder, aber wahrscheinlich geht es nur mit dem Arduino, so umprogrammieren, dass bei jeder Geschwindigkeitserhöhung, und nur dann, der Regler aufmacht (60-70%) und nach Erreichen der eingestellten Geschwindigkeit wieder auf "segeln" (~20-30%) geht. Wenn man den Strom als Belastung noch mit einrechnet, könnte man noch diesen Grundlastwert (30-40%) des Reglers dementsprechend einstellen. Aber wer würde schon diese wenigen Zehntel Unterschied in der Steuerung sehen . Beim Bremsen oder Rollen wieder zurücknehmen (~15%).

Ich hoffe ich habe die Reglerfüllungen aus meinem Ehrenlokführerkurs vor über 10 Jahren auf der Molli noch richtig im Kopf , wenn nicht bitte korrigieren. bin noch lernfähig.
Wäre mal eine schöne Aufgabe für einen Softwarefreak und einen Feinmechaniker, der den (Linear-) Servo mit der Steuerung koppelt.

eine schönen Sonntag noch, bei starkem Schneefall hier

andy1601 Flohdressur wäre auch noch eine Möglichkeit. Würde aber dauerhaftes Social distancing bedeuten.

HansBW ok, ich sehe ein, meine einfache Lösung ist zu kompliziert. Ich warte gespannt auf die Umsetzung

Grüße

H3x

Hallo allerseits,

ich schlage vor, die Lok mit Echtdampf zu betreiben. Dazu zwei Handregler und zwei Decoder. Einen für den

Regler und eine für die Steuerung. Das wäre konsequent.

Gruß

Christoph

Moin,

ich möchte Euch ja nicht den Spaß verderben , aber das was hier geplant wird, hat mit Vorbild nicht viel zu tun.

Dennoch bewundere ich das Problem und die Lösungen....

Als Info vorab:

Zum Anfahren wird die Steuerung i.d.R. ganz ausgelegt und mit steigender Geschwindigkeit beigezogen. Je nach Lok, Triebwerk und Anstrengung auf ca. 20-45 Prozent.

Beim Leerlauf sieht das aber ganz anders auf.

Um den Druckausgleich in den Zylindern herzustellen war bei den Bundesbahnloks dafür die Steuerung fast wieder ganz auszulegen. Die bleibt dann auch bis zum Stand so liegen.

Im Osten grundsätzlich auch, nur wurden dort deutlich häufiger Schieber der Bauart Trofimoff verwendet.

Diese werden etwas anders bedient.

Die Steuerung wird dazu beim Übergang in der Leerlauf erst auf 60 % ausgelegt und dann auf 10 Prozent eingezogen und bleibt dort. Auch bis zum Stillstand.

(Dies ist bei den meisten Einheitsloks so gewesen, Ausnahmen gab es natürlich immer)

Das nun im Modell umzusetzen ist dann schon ein echte Herausforderung.

Viele Grüße Patrick