Dekodér pro servopřestavníky s PICAXE

[mizl]

... Pokud dopadne testovani dobre, urcite to zverejnim.

... a to nebudeš nejdřív testovat samotného stavitele ??? ... to je divné ...

Michal

[Seidl]

Prosím o zaslání typu nebo nějakého kontaktu na tento servodekodér.
Protože, mě škubání serv velmi zajímá.

tak se podívej sem, možná se ti to bude hodit
škubání serv je tu vyřešeno, včetně dalších věcí
http://www.alchladice.cz/servopohony.html

[zdeno]

... a to nebudeš nejdřív testovat samotného stavitele ??? ... to je divné ...
Michal

To jako sam sebe

[mizl]

To jako sam sebe

Né.. Myslel jsem ti kdy si to budou chtít postavit.

Michal

[komori]

V této fázi mě zajímají tyto dekodéry, můžu říci, že jsou cca tři. Vyloučil jsem Tortoise-želvu. Špičkový tovární výrobek + jejich doplňkové sady + doplněk k želvě (Fulda udělal dekodér). Za její jediný nedostatek považuji její velikost a možná i cenu. Ale ve svém shrnutí nechci řešit cenové relace.

První servodekodér, který mě zaujal, je servodekodér, který nese označení ServoPohon 2x1D. Tento dekodér lze použít na výhybky, návěstidla (semafory) a závory. Podle dokumentace (od loňského roku již verze.3) má toto servo externí napájení, pulzní zdroj a velmi zajímavou funkci Zpožděné zapnutí napájení od 0,2 - 10 sekund.

Druhý servodekodér je Paca. Ten v roce 2007 dal modelářům k dispozici servodekodér s názvem ServoPoint. Servodekodér má optické oddělení signálu DCC na vstupu, externí napájení a existuje i verze která ovládá bistabilní relé. Používá se místo mikrospínačů na servu a nemusí se nic nastavovat (ani na stole). Servo se lehce pohne jenom při zapnutí kolejiště. Na tlačítko Stop, vypnutí DCC a na (mikro)zkraty nereaguje.

Jako třetí je servodekodér od Jindry Fučíka, který všichni známe, řešení nebudu popisovat.

Protože Jindra Fučík zde uvedl odkaz na strýčka Googla, při jeho procházení jsem narazil na velmi zajímavé texty na jeho stránkách.

Všechny níže uvedené informace jsou doslovně převzaty ze zdroje: http://www.fucik.name

DCC dekodér verze 4.
Nová vznikla zejména proto, že jsem chtěl umožnit používat dekodér spolu se základovou stanicí (popis ZDE). Proto jsem změnil využití vývodu procesoru. Bohužel jsem také musel zrušit programovací tlačítko, tím se ale modul hezky zmenšil a tlačítko bylo stejně používáno jednou za život modulu. Hlavní přednosti nové verze spatřuji v korektním chování při programování a také v možnosti samotného napájení. Bylo poněkud nepříjemné, že se všechna serva " pohnula" kdykoliv bylo použito nouzové zastavení.

Tato verze dekodéru může být provozována s jakoukoliv základnou. U programovacích základen není nutné blokovat brogramování ani při běžném provozu. Pokud chceme k programování použít základnu napájenou z DCC je nutné nejprve odpojit všechna serva a teprve a pak teprve základnu přepojit na programovací (PQ). Při počítání zátěže pro základnu není rozhodující počet připojených modulů, ale celkový počet serv. Je proto jedno, jestli do základny připojíte jeden dekodér osazený čtyřmi servy nebo dva dekodéry, každý s dvěma servy. Nastavení a vlastnosti CV jsou stejné jako v předchozí verzi.

Základny napájené z DCC.
Proto jsem si vytvořil sadu "základnových stanic", do kterých moduly připojuji. Podstatou stanice je vyřešit napájení 5V pro modul a zároveň pokud je to nutné, tak vyřešit i oddělení DCC signálu od zesilovače. Zároveň však zachovat odolnost proti rušení od motorů v kolejišti. Moduly jsou ve své podstatě velice jednoduché a nemá cenu je nikterak dlouze popisovat, stačí jen uvést jejich proudovou zatížitelnost a pro zjednodušení i počty modulů, které dokáží napájet.
Jedná se o dvojici základen napájených přímo z DCC.
Jejich proudová zatížitelnost je kolem 1A, je však limitovaná také možnostmi DCC zesilovače. Jedna základna je určená pro programování, druhá je bez možnosti programování. Jsou to opravdu základní a levné základny.
Využitelné jsou zejména pro semaforové dekodéry, kterých lze na jednu základnu připojit až 8. (Pozor, semaforové dekodéry nelze trvale provozovat v programovací základně)
Je možné na ně připojit také servo dekodéry se zhruba 3~5 servy.
Zvukový dekodér snad jen v největší nouzi.

Samostatně napájené základny 1A.
Jedná se o dvojici základen s vlastním napájením. Jejich proudová zatížitelnost je kolem 1A. Jedna základna je určená pro programování, druhá je bez možnosti programování. Programovací funkce lze odpojit prostým odpojením propojky na základně, takže ji lze provozovat i jako provozní. Využitelné jsou zejména pro semaforové dekodéry, kterých lze na jednu základnu připojit až 8. (Pozor, při provozu nezapomeňte odstranit programovací propojku). Je možné na ně připojit také servo dekodéry se zhruba 3~5 servy. Jsou vhodné pro jeden zvukový dekodér. Jedná se o dvojici základen napájených přímo z DCC. Jejich proudová zatížitelnost je kolem 1A, je však limitovaná také možnostmi DCC zesilovače. Jedna základna je určená pro programování, druhá je bez možnosti programování. Jsou to opravdu základní a levné základny.
Využitelné jsou zejména pro semaforové dekodéry, kterých lze na jednu základnu připojit až 8. (Pozor, semaforové dekodéry nelze trvale provozovat v programovací základně).

Samostatně napájené základny 3A.
Tato základna je vhodná k provozu na ustálených kolejištích. Její proudová zatížitelnost je až 3A (což dokáže při zkratu slušně ohřát kolejnice). Základna je koncipována pouze jako provozní a nemá programovací vybavení.
Využitelná je pro provoz až 25 semaforových dekodérů. (to je opravdu hodně, raději použijte víc menších základen). Je možné na ně připojit servo dekodéry se zhruba 8~12 servy.
(v případě ultra-mikro až 20). Jsou vhodné až pro 3 zvukové dekodéry.

___________________________________________________________________________
Upozorňuji, že smekám před znalostmi Jindry Fučíka, jeho aplikacemi a řešením udělátek pro železniční modeláře.

Doufám, že i Zdeno jednoho dne poskytne bližší informace o jeho řešení.

A pro Aleše, ještě se tu také neřešila proudová špička při zapnutí, a tak nějak se řešení servodér s procesorem PICAXE - rozrůstá.

[Seidl]

před znalostmi Jindry smekám až k zemi. Tiše přiznávám, že bez jeho pomoci bych DCC dekodér do mých serovopohonů SP 2x1 nedostal ani za několik let... Kdo umí, ten umí...

Byla také zmínka o verzi 3 (SP 2x1 x) - funkčně se neliší od žádné z předešlých, jen byly dodělávány některé fajnovosti podle postřehů a nápadů testerů.
Podle potřeby existuje verze jen pro analog nebo analog/DCC, ale to jen na okraj.

A pokud by někdo chtěl řešit proudovou špičku serv při zapnutí, tak je nutné se smířit se skutečností dost velkého proudu. Pokud je motorek serva připojen současně s jeho elektronikou, tak během několika stovek ms po zapnutí se proud podle použitého serva blíží 1A. Nároky na napájecí zdroj jsou pak jasné.
K tomuto ještě doplním příbeh ze života... Před několika lety dělali kolegové jedno podnikové kolejiště pro nejmenovaný podnik. Namontovali tam jednoduché ovládání serv, kterých bylo tuším 20 nebo 25 kousků. A pak to připojili na napětí. Ozvala se rána, padaly jističe široko daleko a mnoho nechybělo a potmě byl i pan ředitel. Dnes to zachraňují dva 15 A spínané zdroje. Tak to jen na okraj.

[Ales]

Díky všem za zmíněné zkušenosti, co je potřeba vyřešit. Když člověk začíná, neví , co jej vše čeká. JE zde určitý přehled problémů, které je potřeba při takovém návrhu vyřešit (a určitě není konečný). Budu muset o dalším postupu ještě popřemýšlet.

Zatím jsem identifikoval následující problémy :
- nedefinovaný pohyb při zapnutí a související proudová špička (násobeno počtem serv)
- nestabilita vlastních serv (možná úměrná ceně)
- závislost na napájení (DCC/ext).
- zkrat (i mžikový) na DCC
- rušení indukované z okolí
- rušení samotným procesorem (zatím můj případ)

Dáte se mnou dohromady seznam požadavků/problémů, které je nutno vyřešit -třeba jako varování pro všechny ostatní, kteří by chtěli jít touto cestou ?
Nebo existuje někde ?

Jsou tu i některé zajímavé věci - Seidl zde odkazuje na jeho řešení. Četl jsem, že jeho dekodér má i funkci odpojení motorku serva, což se mi zdá jako nejúčinnější řešení chvění. Zajímalo by mě to technicky, jak to realizuje - zda se jedná o relé (SSR/normální?), které je ovládané procesorem nebo to odpojuje přímo z procesoru přes nějaký tyristor/triak nebo optooddělovač?

[komori]

Zde je odkaz na jeho princip odpojování serva.
Vyžaduje zásah do serva.
http://www.alchladice.cz/files/servo_pohon_dcc_2x1.pdf

[Ales]

Díky za odkaz. Bohužel tam není napsáno, jakým prvkem je realizováno to rozpojení napájení serva a to by mě zajímalo.

[fulda]

Relátkem

[Ales]

Díky.

Jindro, chtěl jsem se zeptat-na stránkách máš popsanou i 4. verzi tvého dekodéru. Píšeš, že tam jsi použil jiné schéma. CHtěl jsem se zeptat, zda je veřejné nebo ne ?
Základnová stanice 3A - bude se prodávat v E-shopu ? Zajímala by mě cena, abych si mohl porovnat cenovou náročnost jednotlivých řešení.

[fulda]

Schéma není nic tajného, dokonce jsem ho někdy rozebíral tady na diskuzi.
Jde jen o to, že jako vstup pro DCC je zvolen pin 4 (MCLR) a výstup ACK je na pinu 5 (INT)
Ale zatím jsem od verze 4 nezveřejnil soft, ten je jen v eshopu

Co se týká 3A verze základnovky, tak ta bude v shopu asi až o ní někdo projeví zájem.
Spočítat cenu po součástkách se ti povede celkem snadno.

[Seidl]

takže pro informaci jak odpojuji motorek serva a proč:
- použil jsem polovodičové relátko (SSR), které je ve své struktuře galvanicky oddělené od ovládání přes ledku a ta je připojena na procesor
- odpojování motorku je asi jediný použitelný způsob jak zabránit nežádoucím jevům chování serva. Je možné že existuje i jiné řešení, ale nevím o něm. Problém spočívá ve vnitřní konstrukci serva v poměru k jeho ceně. Již dříve jsem tady v jiném vláknu popisoval jak se serva chovají a co od nich můžeme očekávat:
- po zapnutí sebou nekontrolovatelně škubne i když má vstup uzemněn nebo je na něj přiveden řídíci pulz (bez ohledu na jeho hodnotu). Je to dáno konstrukcí jeho elektroniky, kdy koncové tranzistory si v daný okamžik zapnutí dělají co chtějí. A jej jim zcela jedno, jestli jim na vstup něco přivádíte nebo ne...
- pokud je při zapnutí napájení vstup na log. nule, pak servo zůstane v klidu a po přivedení signálu reauguje jak má
- třetí možnost je, že v důsledku konstrukce elektroniky serva, jsou koncové tranzistory po dobu ustálení elektroniky odpojené a servo je také v klidu.
To, jak se servo chová po zapnutí zjistíte až na stole při zapnutí. A nikde není ještě zaručeno, že za měsíc u stejného typu se bude chovat stejně. Výrobce klidně změní elektroniku kvůli úspoře několika centů a je všechno jinak.... a typově máte stejné servo. Popisovaná třetí možnost (odpojení koncových tranzistorů během zapnutí) je výsadou spíše drahých serv, takže uvažujme spíše první variantu.

A nyní co všechno funkce odpojení motorku s sebou přináší:
- zamezení škubnutí po zapnutí jsme již probrali
- každá jednotka servopohonu se dá nastavit na zpožděné zapnutí po připojení na napájení, což při větším kolejišti snižuje proudový náraz a také nároky na zdroje. Pak by stačil i malý spínaný zdroj a uživíte s tím všechny servopohony. Během 2-3 sekund klidně pak nastartujete kolejiště i se stovkou SP....
Každý servopohon obsahuje vlastní spínaný zdroj a to z několika důvodů - jednak pro centrální napájení se použije co kdo má (8 -30 Vss), dále pak tento vnitřní zdroj poskytně dostatek energie pro každý rozběh serva z jedné polohy do druhé (serva jsou navržena pro napájení z akumulátorů a vyžadují tedy nízký vnitřní odpor zdroje). A posledním důvodem, proč je voleno univerzální napájení a ne 5V je nasnadě. Rozvádět a zajišťovat po celém kolejišti 5V s danou tolerancí, zamezení rušení atd., nemusí být vždy jednoduché a laciné...
- poslední funkcí, kterou vestavěné relátko nabízí (je to volitelná funkce), je odepínání motorku v koncové poloze. Po najetí do koncové polohy se motorek po 2 s odpojí (hodnota se dá měnit). Odstraní se tím případné chvění serva v koncové poloze a pokud se mechanicky něco na kolejišti stane a servo nemůže dojet do své koncové polohy, tak časem dojde k jeho zničení (upeče se vlastním teplem). Tento problém jsem zde dříve také popisoval, motorek v takovém případě, kdy nemůže dojet do požadované polohy, má na sobě výkonovou ztrátu kolem 3W a na motorek s hmotností přibližně 3g, je to přece jen trochu moc. A ještě navíc uzavřený v krabičce...
Pokud se týká problematiky napájení serv přímo ze základny, netvrdím že to nejde, ale spíše se kloním k externímu zdroji pro všechny periferie, které jsou výkonově trochu náročnější. Jednak nemusím mít základnu tak velikou a pak při jakémkoli výpadku centrály ( i mžikovém) by docházelo k odpojení a opakovanému připojení všech takto napájených prvků.
Omlouvám se za tohle slohové cvičení, kratší jsem to nezvládl. Problematika serv je daleko složitější a sem se to jednoduše nevejde

[zdeno]

jako vzdycky se resi nasledky a ne pricina.
Pokud je servo mechanicky zapojene tak, ze je v koncove poloze o neco oprete, tak startovaci proud je umerny dobe toho zakmitu a proudu naprazdno toho motorku v servu, ktery muze byt kurnik veliky.
Takze reseni je velice jednoduche, servo se NESMI nikdy a nikde o neco opirat. Pokud jenom zakmitne naprazdno, tak je ta start proudova spicka celkem zanedbatelna.
---
Druha vec je pouziti 7805 na 1A, tento stabilizator je nevhodny, treba pouzit aspon 78S05 na 2A nebo lepe 78T05 na 3A.. Pokud se napaji jedno servo, tak to jeste jde, ale pokud se napaji vice serv z jednoho ovladace, tak dojde k preslechum pres napajeni a ty serva se chovaji nahodne a chaoticky. Taky tady je reseni jednoduche, prestavovat v realnem case jen jedno servo. Ja jsem opustil vicenasobne ovladani z tohoto duvodu a preferuji jeden ovladac = jedno servo.
---
Clanek o servu mam napisany, jeste fotky a pujde to na "railnet.sk".

[BohousP]

Rád bych podotkl, že spínané stabilizátory, které Fulda používá pro základnové zdroje 3A maji tzv. enable vstup, který umožňuje opožděné zapnutí zdroje. V klasickém zapojení je tento vstup uzeměný, ale je tam možné dát odpor a kondenzátor. Tím dosáhneme opožděné spínání. Minimálně tím docílíme to, že pokud máme rozsáhlé kolejiště a několik těchto základen, pro každou zvolíme trochu odlišné opoždění a zabráníme tím velkému proudovému rázu. Pak už nevyrazíte pojistky až u ředitele. To samé lze použít i v dekodéru, pokud místo 7805 používáte spínaný stabilizátor (pokud má tento vstup vyvedený). Podrobněji je to popsané v datasheetech. Já jsem si podle Fuldova námětu vyrobil podobnou základnovou stanici a doplnil ji i touto funkcí.