Lokschuppen mit Servo-Türantrieb
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Das Projekt entammt einer Schnappsidee: Der Lokschuppen, der schon seit 2015 auf der Anlage steht, sollte einen elektrischen Türöffner bekommen!
Was braucht es dazu? Natürlich die Mechanik, um die Türen öffnen und schließen zu können und die Halterung für die Servos. Als Zweites die Steuerung, die die Impulse für die Servos erzeugt und sich beim Abschalten der Stromversorgung die letzte Stellung 'merkt', damit nicht beim Einschalten die Türen wild hin- und herschlagen.
Also los, das erste, also die Mechanik, ist reine, risikolose Fleißarbeit, die Steuerung stellte mir die Herausforderung, mich in die 'Servo-Technik' einzuarbeiten und auch die Speichermöglichkeit der µ-Controller zu nutzen, was mir bis dahin noch unbekannt war.
der mechanische Aufbau
Die Mechanik:
Zunächst galt es das Dach des Schuppens wieder zu entfernen. Das war ja beim Zusammenbau des Bausatzes so nicht vorgesehen, zeigte sich aber als unproblematisch. Als Antrieb sollten Servos dienen. Die sind billig, brauchen wenig Platz, und erzeugen eine kontrollierte Bewegung. Beide werden gegenüber der Türen angebracht, damit kein Platz für die Loks verloren geht. Die Verbindung zu den Türen soll zwar steif sein, aber dennoch eine gewisse Elastizität haben, damit im Notfall nicht die Türen beschädigt werden. Also habe ich den Schiebemechanismus aus Messingrohr mit den Z-förmigen Verbindungsdrähten kombiniert. Die Z-Form ermöglicht außerdem die Feineinstellung der Endpositionen der Türen.
die Elektronik
Bei der Steuerung stand als erstes eine umfangreiche Recherche an: Die Funktionsweise der Modellbauservos erolgt über Recheckimpulse die in Zeitabständen von ca. 20ms gesendet werden und ca. 1,0 bis 2,0ms lang sind. Die Untergrenze (Tür geschlossen) wie auch die Obergrenze (Tür offen) wird bei mir Softwareseitig festgelegt. Die Feinjustage an den Türen erfolgt über die Z-förmigen Verbindungsdrähte. Die entworfene Schaltung zeigt sich recht übersichtlich, weil die eigentliche Fuktion im µ-Controller über Software erledigt wird. Für die Geschwindigkeit der Türbewegung ist das Poti auf der Platine zuständig. Die Spannungsversorgung von Servo und Platine wird über die Elektronik-Spannung der Anlage gewährleistet. Ist eine der Türen in der Endstellung angekommen, wird die Position im EEPROM des µ-Controllers abgelegt, sodass sie beim Einschalten der Anlage wieder zur Verfügung steht und die Tür nicht unkontolliert in irgend eine Endposition schlägt.
die Beleuchtung
Beim Umrüsten der 'Restbeleuchtung' auf LED-Technik kam mir der Gedanke den Innenraum des Lokschuppens zu beleuchten. Und weil ja für die Türsteuerung schon ein µ-Controller im Schuppen eingebaut ist, sollte das Licht angehen, sobald eine Türe geöffnet ist - so der Plan. Also wurden zwei Lichtleisten gebaut und über den Gleisen im Schuppen befestigt. Die Steuerungsplatine wurde um eine 'Etage' erweitert auf der ein Relais als Lichtschalter arbeitet. Außerdem muss natürlich die Software des µ-Contollers angepasst werden. Ich denke die Bilder links sagen da mehr als lange Beschreibung.
der zweite Lokschuppen
Der erste Lokschuppen ist fertig, da ist es ja nur ein Frage der Zeit, wann der nächste dran ist. Und tatsächlich hat es nicht lange gedauert. Die Steuerung ist weitgehend identisch mit dem ersten, die Mechanik ebenfalls. Aber auch hier zeigt sich, dass sich beim zweiten Anlauf noch so manches verbessern lässt. So habe ich die Querträger unter dem Dach im 3D-Druck hergestellt und diese auch gleich mit Halterung für Kabel versehen. Außerdem ist die Beleuchtung nicht über, sondern seitlich neben der Lok angebracht, was den Innenraum deutlich besser ausleuchtet. Problematisch war auch die relativ niedrige Bauweise des Schuppens in Verbindung mit den hohen M-Gleisen. Daher habe den kompletten Schuppen mit einem 3mm hohen Sokel versehen.
Links ist zu sehen, wie das Ganze im Betrieb funktioniert....