Weichen Servoantrieb
Handelsüblich werden als Weichenantrieb Magnetschieber geliefert, die die Weichenstellung besorgen. Aus meiner Sicht sind die Magnetschieber zu unzuverlässig und das Risiko einer durchgebrannten Wicklung ist zu gross. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch den relativ geringen Anpressdruck der Weichenzunge an die Flankenschiene die Stromversorgung der Weichenzunge nicht immer sichergestellt ist. Das Klicken beim Stellen war für mich nicht ausschlaggebend.
Um diesen Unschönheiten Abhilfe zu schaffen, habe ich das Internet nach Lösungen durchforstet. Nach reiflichem überlegen, kam ich zum Schluss ein eigene Lösung zu entwickeln.
Um diesen Unschönheiten Abhilfe zu schaffen, habe ich das Internet nach Lösungen durchforstet. Nach reiflichem überlegen, kam ich zum Schluss ein eigene Lösung zu entwickeln.
Inhaltsverzeichnis
Lösungsanforderung
- Weichenstellen mit Handelsüblichem Analog-Servo aus dem RC-Modellbau (Kraftvoll, genügende Stellgenauigkeit, Normanschlüsse, günstig da Massenprodukt. Analogservo sind geeigneter, da nach dem abschalten des Stellstroms das Servo mehr Haltekraft hat!)
- Direktantrieb mittels Stelldraht
- Polgerechte Stromzuführung zur Weichenzunge, Peco ab 2013 Weichenherz
- Positionsrückmeldung
- Decoder soll den Stellstrom nach dem Umstellen abschalten! So benötigt man sehr wenig Strom für die Weichen. Die Steuerungssoftware wird so eingestellt, dass die Weichen gestaffelt gestellt werden beim Aufstarten / initialisieren der Anlage).
Version ab 2013
Die Grundanforderung hat sich nicht geändert jedoch durch die Pecoweichen konnte die Elektrivizierung anders gelöst werden. Da ich für die Gartenbahn Standartservos für den Weichenantrieb benötige habe ich mich entschlossen beim Austausch der Arnoldweichen durch Pecoweichen auch die Servoantriebe durch Microservo zu ersetzen.
Auf das Servo wird die Rasterplatine (RM 2.54) die den Microschalter und die Anschlüsse für Servo und die Stromführung für das Weichenherz aufnimmt, geklebt. Der SMD-Wiederstand (15K) wird auf die Füsschen der Anschlussbuchse gelötet, so ist er allenfalls entfernbar oder austauschbar.
Das Servo wird von unten an die Trasseplatte geschraubt oder geklebt und greift mit einem 0.5mm Federstahldrat in die Weichenzunge.
Die Herzpolarisation der Pecoweiche wird über einen Microschalter gesteuert. Ebenfalls wird mit dem gleichen Schalter der Weichenpositionsrückmeldeimpuls an den Belegtmelderausgang gegeben. Die Masse kommt von der Anlage und das + vom Gleisbesetztmelder. Je nach dem Schaltet der Microschalter nun die Masse durch auf das Weichenherz, somit kein Verbraucher = Rückmeldung 0 oder er Schaltet + und somit Verbraucher (Wiederstand) wird erkannt = Rückmeldung 1
"Schaltungsaufbau". Die echte Weichen-Positionsrückmeldung kann natürlich auch weggelassen werden.
Das Material für den Servoweichenantrieb mit Positionsrückmeldung hat mich weniger als 5 Fr /Antrieb gekostet und ist sehr kompakt und zuverlässig.
Material / Werkzeug:
Lochrasterplatine
Micro-Servo ( Stellkraft 1.7Kg, < Fr 4.-)
Microschalter
SMD-Wiederstand 15K
Muchsenleiste RM 2.54
Steckerleiste RM 2.54
Draht für Brücke
Federstahldraht 0.5mm
Heisskleber
Sekundenkleber
Lötstation
huk, 18.1.2013
Auf das Servo wird die Rasterplatine (RM 2.54) die den Microschalter und die Anschlüsse für Servo und die Stromführung für das Weichenherz aufnimmt, geklebt. Der SMD-Wiederstand (15K) wird auf die Füsschen der Anschlussbuchse gelötet, so ist er allenfalls entfernbar oder austauschbar.
Das Servo wird von unten an die Trasseplatte geschraubt oder geklebt und greift mit einem 0.5mm Federstahldrat in die Weichenzunge.
Die Herzpolarisation der Pecoweiche wird über einen Microschalter gesteuert. Ebenfalls wird mit dem gleichen Schalter der Weichenpositionsrückmeldeimpuls an den Belegtmelderausgang gegeben. Die Masse kommt von der Anlage und das + vom Gleisbesetztmelder. Je nach dem Schaltet der Microschalter nun die Masse durch auf das Weichenherz, somit kein Verbraucher = Rückmeldung 0 oder er Schaltet + und somit Verbraucher (Wiederstand) wird erkannt = Rückmeldung 1
"Schaltungsaufbau". Die echte Weichen-Positionsrückmeldung kann natürlich auch weggelassen werden.
Das Material für den Servoweichenantrieb mit Positionsrückmeldung hat mich weniger als 5 Fr /Antrieb gekostet und ist sehr kompakt und zuverlässig.
Material / Werkzeug:
Lochrasterplatine
Micro-Servo ( Stellkraft 1.7Kg, < Fr 4.-)
Microschalter
SMD-Wiederstand 15K
Muchsenleiste RM 2.54
Steckerleiste RM 2.54
Draht für Brücke
Federstahldraht 0.5mm
Heisskleber
Sekundenkleber
Lötstation
huk, 18.1.2013
Weichenantrieb & -polarisierung (Version bis 2012 mit Arnold-Weichen)
Damit die Weichenzunge auch immer Strom führt, wird sie über den Stelldraht mit Strom versorgt. Da die Weichenzunge einmal an der linken Schienenflanke und einmal an der rechten Schienenflanke anliegt, muss die Polarisierung korrekt sein. Dies habe ich über eine "Schaltergabel" auf dem Servo gelöst. Der Strom wird jeweils am Gleis abgenommen und über den Schalter polgerecht der Weichenzunge zugeführt. Dabei ist zu beachten, dass die Stromentnahme am zugehörenden Block erfolgt, ansonsten der GBM falsche Meldungen abgibt. Der 0.5mm Federstahldraht ist an den freien Enden zu biegen (sie Bild) da sonst Verletzungsgefahr besteht. Ich habe ihn noch mit einem Tupf Heisskleber gefüllt. Der Stahldraht wird ebenfalls auf der Servoscheibe mit Heisskleber fixiert. Die Gabeln habe ich auf eine Lochrasterplatine gelötet, ebenso die elektrischen Anschlussstecker. Servosteuerung.pdf
Dokumentation mit Bilder
Erfahrung:
Damit die Polarisierung sicher funktioniert, ist es einfacher wenn man genügend Schaltweg hat. 5mm zwischen den Gabeln und je 5 mm ab dem Gabelanschlag. Somit ca. 15mm. Das Standardservo mit den normalen Servoscheiben ist ideal. Beim verwenden eines Mikroservo ist der Weg noch ca halb so gross, das Justieren muss daher genauer erfolgen. Ich empfehle daher unbedingt Standardservo.
Erfahrung:
Damit die Polarisierung sicher funktioniert, ist es einfacher wenn man genügend Schaltweg hat. 5mm zwischen den Gabeln und je 5 mm ab dem Gabelanschlag. Somit ca. 15mm. Das Standardservo mit den normalen Servoscheiben ist ideal. Beim verwenden eines Mikroservo ist der Weg noch ca halb so gross, das Justieren muss daher genauer erfolgen. Ich empfehle daher unbedingt Standardservo.
Positionsrückmeldung
Die Weichenzungenpositionsrückmeldung ist ein zusätzliche Sicherheit die eigentlich beim verwenden von Servos nicht unbedingt notwendig ist, da Servo sehr zuverlässig arbeiten. Ich habe es trotzdem gemacht, da der Zusatzaufwand relativ gering ist.
Die Schalter habe ich mit 0.5mm Federstahldraht aufgebaut. Die Stellgabel (nur eine Gabel ist angeschlossen) habe ich auf eine Lochrasterplatine gelötet, ebenso die elektrischen Anschlussstecker. Auf der Servoscheibe habe ich den Draht mit Heisskleber fixiert. Dadurch wird er auch zugleich gegen den Stelldraht für die Weichenstellung isoliert.
Die Rückmeldung erfolgt bei mir über die Gleisbesetzmelder. Deshalb habe ich noch einen 15K Widerstand eingebaut.
Die Rückmeldung erfolgt bei mir über die Gleisbesetzmelder. Deshalb habe ich noch einen 15K Widerstand eingebaut.
Für die Positionsmeldung ans System wird lediglich eine Melder benötigt, der 1 oder 0 an das System meldet. Servosteuerung.pdf
Servobefestigung
Die Servo habe ich mit Heisskleber auf eine Sperrholz Trägerplatte geklebt, die mit 4 übergrossen Löchern versehen ist. Die Trägerplatte wird mit Flachkopfschrauben von unten am Trasse befestigt. Durch die übergrossen Löcher kann man das Servo einfach und genau positionieren. Natürlich können die Servos auch direkt festgeklebt werden. Mit der Verschraubung ist die Befestigung jedoch servicefreundlicher. Für die Bohrungen und das positionieren der Servos auf der Trägerplatte wurde eine Lehre erstellt, damit bei einem Austausch die Anschlusspunkte identisch sind.
Material / Werkzeug
Material / Werkzeug
Standartservo
0.5mm Federstahldraht (vor dem verlöten gut reinigen, anschleifen)
Rasterplatine RM 2.54
Buchsenleisten RM 2.54
Stiftleisten RM 2.54
Litze
Schrumpfschlauch
Heisskleber Pistole
Lötstation
Sekundenkleber
Spitzzange
Standartservo
0.5mm Federstahldraht (vor dem verlöten gut reinigen, anschleifen)
Rasterplatine RM 2.54
Buchsenleisten RM 2.54
Stiftleisten RM 2.54
Litze
Schrumpfschlauch
Heisskleber Pistole
Lötstation
Sekundenkleber
Spitzzange
Das ganze ist eine sehr zuverlässige, einfache und kostengünstige Lösung (Servo beim grossen C ca. CHF 5.-, Kleinmaterial pro Servo weniger als CHF 2.-).
