RE: Arduino Projekt Idee Servo³

#1 von Alter Schwede ( gelöscht ) , 04.01.2016 11:43

Hallo Stummianer !

Ich habe eine Idee die ich bis jetzt so nicht umgesetzt gesehen habe.
Leider besitze ich noch nicht die Programmier Kenntnisse um es so umzusetzen.

Vorausgesetzt Ihr würden das Projekt interessant finden könnten wir das vielleicht als gemeinsames Projekt realisieren.

Ich würde mich sehr freuen eure Meinungen zum Projekt zu hören.

Ist es überhaupt interessant ?
Ist es schon von jemanden so gemacht ?
Ist es umsetzbar ?
Ist der Aufwand vertretbar ?
Weitere Ideen oder Modifikationen / Wandlungen ?

Konzept
Ein flexibles skalierbares gerät für die Ansteuerung von zum Beispiel Servos, LED’s und Relais zu entwickeln. Programmierung und Installation vereinfachen sowie Anschaffungskosten senken.

Kurzbeschreibung von Servo³
Ein Zentraler Decoder, aufgebaut auf Arduino basis, empfängt digitale befehle und sendet die Steuerung per Bus an Hubs weiter. Pro Hub können 16 Servos gesteuert werden. Mehrere Hubs, bis zu 62 Stück, können hintereinander geschaltet werden so dass maximal 992 einzelne Servos, LED’s, Relais u.Ä. angesteuert werden können von einem einzelnen Zentraler Decoder (Arduino).
Damit ergeben sich sehr geringe kosten pro gesteuerte Ausgang.
Da viele Hubs angesteuert werden können, werden die Hub's nach Bedarf auf die Anlage verteilt.
Dieses führt zu einer einfache, saubere und kurzer Verkabelung von den einzelnen Servos.

Zentrale
Arduino mit DCC interface
Ausgang an Hub's über I2C

Hubs :
Ähnlich Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - I2C interface - PCA9685
Separater Stromversorgung möglich
Verkabelung der Hub’s mit RJ45 CAT5+. (Netzwerkkabel)
I2C Extender’s ( z.B. Philips P82B96) entweder als Zubehör / PlugOn bei längere Verbindungen, oder ggf. vom Anfang an integriert.
(Gut gegen EMS )

Anforderungen GUI / CV Programmierung & Steuerung
Entweder direkt über USB oder ggf. noch eleganter über HTML

• 16 völlig unabhängige Servo-, Relais- oder LED- Ansteuerungen pro angeschlossene Hub
• beliebig kombinierbare Ausgänge für Servos, LED's, Relais usw.
• jedes Servo ist in seinen beiden Endpunktlagen beliebig einstellbar
• jedes Servo kann ein beliebig einstellbare und anfahrbare Mittelpunkt haben
• alle Ausgänge sind reversibel einstellbar
• für alle Servos ist die Stellgeschwindigkeit in jede Richtung separat einstellbar
• bei jedem Servo ist ein Rückschwingen mit beliebig einstellbaren Hub separat von jedem Servoendpunkt einstellbar
• bei jedem Servo ist die Anzahl der Rückschwingungen separat für jeden Servoendpunkt einstellbar
• von einem beliebigen Servoendpunkt kann eine im Hub einstellbare Endlosschwingung konfiguriert werden
• die zeitliche Aktivität nach Erreichen einer Endpunktlage kann bei jedem Servo separat eingestellt werden und kann auch für Dauerbetrieb
konfiguriert werden
• der letzte Stand des Servos kann in den EEPROM geschrieben werden, dass ist wiederum für jedes Servo separat einstellbar
• jeder Ausgang kann eine Gruppe mit anderen Ausgängen bilden, zum Beispiel zur Ansteuerung von dreibegriffigen Signalen oder Bahnübergänge
• LED’s können mit PWM auf verschiedene modis gesteuert werden. ( Weiches Schalten, Blink, Flip-Flop, Warnlichter, Ampel usw. )
• Bei den Ausgängen kann über einen CV–Wert entschieden werden, ob beim Einschalten der letzte Zustand des Schalters eingenommen werden soll
• Schalterzustand wird erst in der Mitte der Servobewegung geändert

Ich bin sehr gespannt auf euer Input !

Beste Grüsse

Erich


Alter Schwede

RE: Arduino Projekt Idee Servo³

#2 von Klaus3 , 04.01.2016 13:38

Hallo Erich,

Zitat von Alter Schwede

Konzept
Ein flexibles skalierbares gerät für die Ansteuerung von zum Beispiel Servos, LED’s und Relais zu entwickeln. Programmierung und Installation vereinfachen sowie Anschaffungskosten senken.



Es ist nicht EIN Gerät, wenn man damit Servos, LEDs oder Relais ansteuern kann. Zumindest die Ausgangsschaltung ist dann sehr unterschiedlich.

Zitat

Kurzbeschreibung von Servo³
Ein Zentraler Decoder,



Also so was wie ein DCC zu "interner Bus" Interface...

Zitat


aufgebaut auf Arduino basis,



Ich nehme mal auf Basis von AVR 8 Bit? Also dann braucht es auch kein Arduino, sondern einfach nur einen AVR. Der Rest würde ja nur die Kosten nach oben treiben. Zudem ist der oftmals verbaute Bootloader einfach nur ein völlig unnötiger Speicherfresser. Geht alles auch ohne und besser


Zitat

empfängt digitale befehle und sendet die Steuerung per Bus an Hubs weiter.



<Klugscheißmodus an>: Hubs dienen normalerweise nur zur Verteilung von Signalen und machen eigentlich im wesentlichen funktional gar nichts ( sind transparent ). Siehe USB-HUB oder Ethernet-HUB

Bei Dir steuert der HUB aber was. Ist also kein HUB!

Zitat

Pro Hub können 16 Servos gesteuert werden. Mehrere Hubs, bis zu 62 Stück, können hintereinander geschaltet werden so dass maximal 992 einzelne Servos, LED’s, Relais u.Ä. angesteuert werden können von einem einzelnen Zentraler Decoder (Arduino).




Wieso sprichst Du von Konzept, wenn hier schon konkrete Zahlen vorliegen. Wo kommen die her? Warum 16 und nicht 24 32 oder 42?

Zitat

Damit ergeben sich sehr geringe kosten pro gesteuerte Ausgang.



Verstehe noch nicht, warum nun dieses Konzept die Kosten senken sollte. Es gibt doch zahlreiche Decoder, die schon DCC können und eine große Zahl von Servos steuern können. Auch hier im Forum gibt es doch immer wieder DCC Software in Verbindung mit allem möglichen...

Zitat

Da viele Hubs angesteuert werden können, werden die Hub's nach Bedarf auf die Anlage verteilt.
Dieses führt zu einer einfache, saubere und kurzer Verkabelung von den einzelnen Servos.



Die Art der Verkabelung liegt doch nicht an der Art der Controller ( nicht HUBS), sondern ausschließlich am verwendeten Bus und dessen erlaubter Topographie. Stern, Ring, Strang, mit oder ohne Stich usw.

Zitat

Zentrale
Arduino mit DCC interface
Ausgang an Hub's über I2C



Und wie elektrisch? I2C ist erst mal ungeeignet, weil man niemals direkt irgendwelche Portpins über längere Leitungen einfach so verbinden kann. Da gibt es reichlich Probleme: Spannungsabfall, Flankensteilheit, Leitungskapazität, Einstreuung und Abstrahlung... usw usw.

Zitat

Hubs :
Ähnlich Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - I2C interface - PCA9685
Separater Stromversorgung möglich
Verkabelung der Hub’s mit RJ45 CAT5+. (Netzwerkkabel)



RJ45 ist relativ teuer. Die Buchsen sind schlecht auf Rastermaß 2.54 zu bringen usw. Wie wäre es mit schnödem Flachbandkabel und Aufquetschsteckern?

Zitat

I2C Extender’s ( z.B. Philips P82B96) entweder als Zubehör / PlugOn bei längere Verbindungen, oder ggf. vom Anfang an integriert.
(Gut gegen EMS )



OK, das könnte mal einige oben genante Probleme beseitigen... diese Bausteine kenne ich aber nicht, kann also nichts dazu sagen...

Zitat

Anforderungen GUI / CV Programmierung & Steuerung
Entweder direkt über USB oder ggf. noch eleganter über HTML

• 16 völlig unabhängige Servo-, Relais- oder LED- Ansteuerungen pro angeschlossene Hub
• beliebig kombinierbare Ausgänge für Servos, LED's, Relais usw.
• jedes Servo ist in seinen beiden Endpunktlagen beliebig einstellbar
• jedes Servo kann ein beliebig einstellbare und anfahrbare Mittelpunkt haben
• alle Ausgänge sind reversibel einstellbar
• für alle Servos ist die Stellgeschwindigkeit in jede Richtung separat einstellbar
• bei jedem Servo ist ein Rückschwingen mit beliebig einstellbaren Hub separat von jedem Servoendpunkt einstellbar
• bei jedem Servo ist die Anzahl der Rückschwingungen separat für jeden Servoendpunkt einstellbar
• von einem beliebigen Servoendpunkt kann eine im Hub einstellbare Endlosschwingung konfiguriert werden
• die zeitliche Aktivität nach Erreichen einer Endpunktlage kann bei jedem Servo separat eingestellt werden und kann auch für Dauerbetrieb
konfiguriert werden
• der letzte Stand des Servos kann in den EEPROM geschrieben werden, dass ist wiederum für jedes Servo separat einstellbar
• jeder Ausgang kann eine Gruppe mit anderen Ausgängen bilden, zum Beispiel zur Ansteuerung von dreibegriffigen Signalen oder Bahnübergänge
• LED’s können mit PWM auf verschiedene modis gesteuert werden. ( Weiches Schalten, Blink, Flip-Flop, Warnlichter, Ampel usw. )
• Bei den Ausgängen kann über einen CV–Wert entschieden werden, ob beim Einschalten der letzte Zustand des Schalters eingenommen werden soll
• Schalterzustand wird erst in der Mitte der Servobewegung geändert



Puh!

Ich sehe hier eine Mixtur der unterschiedlichsten Wünsche, die ich eigentlich gar nicht alle auf der unteren Controller Ebene lösen würde. Aber das kann man ja halten wie man mag.

Mir fehlen aber ein paar Dinge:
Abschaltbare Power Ports für Servos
Einstellbare Ein/Ausschalt-Zyklen für Servos
Einstellbare Servo-Spannung
Einstellbare Clk für Servos
Einstellbare Schaltspannung für Magnetantriebe
Auslesen der Endabschaltung von Magnetantrieben
Einstellbare maximale Schaltzeit für Magnetantriebe
Einstellbare Ausgangs-PWM oder Spannung für LEDs ( Tag- Nacht Umschaltung für Signale )
usw usw....

Was aber ganz fehlt: Was ist denn mit all den Rückmeldungen? Belegtmelder, Stellung von Weichen, Auslesen von Schaltern, Tasten usw z.B. für ein Pult.


Ein interner I2C artiger Bus erscheint mir unnötig. Es gibt schon genügend Busse unter der Modellbahn und da ist die Verwendung von Standards ja durchaus eine Möglichkeit. Ob es nun DCC sein muß oder was geschickteres, mögen die Digital-Kollegen entscheiden. Je mehr Eier eine Wollmilchsau legen kann, desto weiter ist die generelle Lösung von einer perfekten individuellen Lösung entfernt.

Da heute Software für die Bussysteme im Baukausten verfügbar ist ( opendcc usw ) und auch die Ansteuerung von Ausgängen jeder Art schon hunderte Male erledigt wurde, frage ich mich schon, warum es ein komplett neues Konzept braucht. Aus meiner Sicht ist alles schon da, nur muß man es sich jeweils zusammen sammeln.

Mich persönlich würde eher eine Art Platinensammlung interessieren, bei denen die jeweilige Hardware angesteuert werden kann. Also z.B. eine Pfostenleiste für PortPins und entsprechende Klemmen für Servos oder Magnetantriebe usw. Die Verbindung zu irgendeinem Controller und die Software brauche ich nicht. Im Arduino-Sprech würde ich also eher nach "Belegtmelder-Shields" "Relaisansteuer-Shields" usw. fragen. Der Rest ist doch "nur" Software

Kostenersparniß sehe ich immer dann, wenn man geschickt viele Aus-/Eingänge mit wenig Hardware bedienen kann. Zum Beispiel 32 Servos mit Power-Abschaltung mit einem AVR und 12 Transistoren. Macht mit Spannungsregler, Steckverbindern und Vogelfutter rund 13 Euro auf der Lochrasterplatine zu normalen Reichelt-Preisen... wie soll das noch billiger werden?

Universell und paßgenau sind eben immer ein Widerspruch

Aber dies ist nur MEINE Meinung! Vielleicht finden andere den Ansatz vielversprechend. Ich für meinen Teil sehe da nichts, was mir da einen Vorteil bringen würde. Liegt aber sicher daran, daß ich mir mal eben meine Sachen auf 'ner Lochrasterplatine zusammenlöte und damit nicht gezwungen bin im Laden für teures Geld zu kaufen. Insofern bin ich von der Kostenseite sicher schon da, wo Du hinwillst

Gruß
Klaus


Ich suche Unterlagen zu SpDrS60, egal ob Kopie, Original, Kauf oder Leihgabe.
Gerne Unterlagen Herausgegeben vom "Bundesbahn-Sozialamt", aber natürlich auch aus allen anderen Quellen.
Bitte per PN kontaktieren. Ziel ist eine möglichst realistische Umsetzung ins Modell.


Klaus3  
Klaus3
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RE: Arduino Projekt Idee Servo³

#3 von Fremdwort-Frank ( gelöscht ) , 06.01.2016 00:08

Moin

1 Arduino Nano kostet <2€. Ein Terminal-shield dazu 2,50....

Ich hab auf einer kurzen Strecke 3 Stück für Rückmelder im Einsatz, funzt prima. Ebenso 2 Stück mit bis zu 9 Servos inkl. Softwarerückmelder.

Was will ich mehr???


Fremdwort-Frank

RE: Arduino Projekt Idee Servo³

#4 von Alter Schwede ( gelöscht ) , 07.01.2016 19:06

Hallo Klaus, Hallo Frank !

Auch ein Dankeschön an Franz-Peter !

Ihr habt wohl alle recht... der Aufwand steht nicht in Proportion zu der nutzen, gerade wo Klonen so günstig sind.
( Und der Aufwand so groß ist... )

Was mir damals, und auch heute gefallen hat mit dieser Idee ist das es für den Anwender eine Schnittstelle geben würde wo
die Programmierung / Einstellung für viele Servos / LED's erfolgen könnte.
Aber... der Aufwand ist wohl für den Nutzen zu groß.

Ich Danke euch für die Inputs, nur so kann man Ideen auseinander nehmen und sich nicht
"Betriebsblind" in ein megaprojekt stürzen.

Nochmals Danke !!

Erich


Alter Schwede

   


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