GCA145 Contrôleur pour Table tournante / Pont transbordeur

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Par Peter Giling

Description

Utiliser un moteur pas à pas semble être le chemin le plus simple pour mouvoir une table tournante ou un plateau transbordeur jusqu'à la position désirée.
Et parce que la plupart d'entre nous auront un ou plusieurs moteurs pas à pas disponibles sur n'importe quel imprimante/scanner/pilote de disque dur, nous devons faire face à une grande variété de moteurs pas à pas.
Et si il n'y a pas de moteurs disponibles, encore une grande variété de ces moteurs sont disponibles sur Conrad, Reichelt, Pollin, Rapid, etc.
L'alimentation nécessaire pour une table tournante peut être plutôt faible, mais un faisceau de coulisse nécessite un moteur plus puissant pour être capable de le déplacer.
Cette unité fournit assez d'énergie pour la plupart des types de moteurs communs.
Le meilleur moteur approprié est celui avec quatre fils (deux bobines).
La tension de sortie est réglable sur une large plage, pour s'adapter au moteur choisi.
La configuration de la position peut être faite par un commutateur incrémental, comme ceux connus sur tous les régulateurs de vitesse de train,
ou au moyen du connecteur d'entrée J5.
Ce connecteur peut être directement branché au GCA50 (LNet), au module E/S CAN-GC2(mergCan) ou au GCA_PI02 pour Raspberrry PI ou au controleur de led SPL ou à tous autres systèmes de contrôle.
Avec cette dernière option, le retour d'information n'est pas possible, ce qui devra être mis en place d'une autre façon.
Également un décodeur assez simple DCC- ou Motorola GCA174 peut être utilisé, pour être capable de contrôler à travers le signal numérique des rails.
Vous êtes libre de créer votre propre solution pour fixer le moteur à la plaque tournante/pont transbordeur.
Le bas de ces pages montre quelques exemples, à propos de la façon dont des utilisateurs satisfaits ont construit leurs solutions.
48 positions sont disponibles et chaque position est fixée par un nombre de pas compté entre 1 et 48.
Chaque pas peut être programmé, en utilisant un menu simple et la carte additionnelle de contrôle et d'affichage GCA146.
L'unité de contrôle totale est plutôt compliquée, mais grâce à l'utilisation d'un bon circuit imprimé bien élaboré, il est assez simple à construire.
Les cartes et/ou le jeu complet de composants sont disponible.. Demandez à peter@phgiling.net.

Les rails à l'échelle TT devront être polarisés selon la position. Cette position est également programmable.
Le nombre maximum de positions et tous les autres configurations sont accessibles au moyen du GCA146.
Dans ce cas, également en contrôle manuel, vous n'avez pas à vous soucier de la polarité, elle est toujours correcte.
Pour le pont transbordeur, aucun changement de polarité n'est nécessaire, mais il est bien que l'alimentation des rails soit coupée pendant le déplacement.
Si vous avez une table tournante prêt à l'emploi comme Fleischmann, Marklin, Roco ou autre, cette unité est aussi utilisable mais:
comme une table tournante de fabrication personnelle, vous aurez à faire le branchement entre le moteur pas à pas et la partie tournante de votre article.
Plus loin dans ces pages vous trouverez quelques exemples sur la réalisation de solutions mécaniques.
Vous avez fait votre propre conception? nous serons ravi de la publier ici pour le bénéfice de tous les amoureux de l'échelle TT.
Également un paramètre supplémentaire est disponible pour permettre une position correcte quand il y a un jeu dans le déplacement lors de la conduite.
Le logiciel gère un nombre de pas supérieur (seulement vers l'avant), puis exécute cette quantité de pas en arrière.
Ces pas peuvent être paramétré de 0 à 99 au maximum.
Le programme est également capable 'd'accélérer' et de 'décélérer'.
Cela donnera plutôt un mouvement plus réel.
Les deux vitesses, le maximum et le minimum, ont leur propre point de consigne, aussi bien que la vitesse incrémentale.
Se référer s'il vous plaît au manuel pour plus d'information.

Le résultat final

Version précédente du MGV145

Beaucoup d'utilisateurs enthousiastes ont rendu nécessaire la nécessité de démarrer une nouvelle charge du MGV145, résultant du GCA145.
Bien que le firmware est 100% compatible entre les deux cartes, le GCA145 a toutes les modifications supplémentaires, comme indiqué dans toutes les cartes embarquées du MGV145 maintenant.
* MGV145 La description de la précédente carte

Manuel

Toute les informations à propos des branchements et de l'utilisation du GCA145 pourront être trouvé dans ces manuels.

Manuel V3.1 (en anglais)

Comment j'ai fait mon propre pont transbordeur

Cette page donne la réponse sur plusieurs questions comme l'installation sur mon propre pont transbordeur: phg-new_fiddle_yard-fr

Alimentation

Pour le bon choix du transformateur, se référer s'il vous plaît à ce tableau.
Cette carte a la possibilité de contrôler des moteurs pas à pas jusqu'à 24V, 2 A.
La demande de l'intensité maximale est principalement dépendant du type de moteurs pas à pas utilisé.
Le courant maximum est ajustable.
Entrer l'alimentation à travers J1(1+2), un fusible à réarmement automatique limitera les problèmes de court-circuit.
Un pont de diodes 6A est capable de traiter jusqu'à l'intensité maximale donnée par VR1.
VR1 est une alimentation à découpage, ce qui signifie qu'il y a beaucoup moins d'énergie perdue par le VR1, comparé aux régulateurs normaux linéaires.
De nombreux types de moteurs pas à pas requérions une variété de tensions différentes pour alimenter le moteur.
VR1 est ajustable au moyen de P1, dans une plage comprise entre 5.2 et 24Volt (si une alimentation suffisante est est fournie à la carte.
Cela couvrira la plupart du temps tous les moteurs disponibles.
Pour plus d'information sur l'adaptation du moteur utilisé, se référer s'il vous plaît au manuel (en anglais).
VR2 régule le 5V pour la logique sur la carte, et les relais K1 et K2.
Les deux régulateurs et U3 (la sortie de puissance), sont monté sur un dissipateur thermique.
La photo montre un dissipateur thermique, qui convient pour toutes les situations.
Cependant, si il arrive une situation ou un moteur plus fort est utilisé pour un mouvement plus constant, le refroidissement peut être remplacé par un modèle plus large. (voir la liste des composants), ou un petit ventilateur pourra également être adapté.

La logique de contrôle

Lorsque la ligne d'écriture devient haute, le processeur mettra ´pos match´ haut, coupera les deux relais, lira PortA et démarrera à la position donnée.
Après que la position a été atteint, ´Pos match´ sera forcé à bas, pour signaler à LocoNet, que la table tournante/pont transbordeur est en position stable.
En outre selon la position, le bon relais sera commuté, pour donner l'alimentation au rail du pont.
Inverser ou pas l'alimentation des rails dépend du type de contrôle choisi (voir les réglages).
Le nombre de pas pour la position requise est lu dans l'EEprom, et est ensuite calculé en respect de la position actuelle.
Pour la table tournante avec des fils de comptage, il devrait y avoir un équilibre entre la quantité de déplacements vers la droite et la gauche, pour éviter que le câble du pont ne soit trop tordu.
Le contrôleur calculera normalement et prendra le plus court chemin, à moins que ce ´retournement´ soit demandé autrement.
Le contrôle du moteur pas à pas est fait par U2 et U3.
Cette combinaison de composants de contrôle de pas sert à rendre la vie plus facile pour le microprocesseur, qui a seulement à donner la direction et l'horloge.
Toutes les commandes du moteur, incluant une charge maximale ajustable, est faite pas ces composants de contrôle.
Les diodes à la sortie de U3 sont faites pour supprimer la distorsion du moteur. Les diodes sont des types spéciaux haute fréquence, pour donner une meilleure performance.
Le cavalier “eep” n'est plus d'aucune utilité.

Fonction des Leds de la carte GCA145

Led# Fonction couleur
Led 1 5V OK verte
Led 2 Pont du rail ON (sens inverse) jaune
Led 3 Pont du rail ON (sens avant) jaune
Led 4 Fonctionnement du moteur en avant verte
Led 5 Fonctionnement du moteur en arrière rouge
Led 6 Pont tournant prêt (J5,broche 10 à l'état bas) verte


Retour de position

L'actuel retour des positions vers Rocrail ou tout autre programme applicable, n'était pas une question très importante.
Dû au fait que 6 autres lignes étaient disponibles, pour connecter au LocoNet ou autre, il a été abandonné.
Mais c'est toujours possible.
Il n'est actuellement pas disponible, mais si tout le monde ressent le besoin de l'avoir, envoyé un message s'il vous plaît à Peter.

Alimentation des rails

L'alimentation des rails venant du booster/centrale digitale /transformateur est nécessaire à l'alimentation des rails du pont et est branché sur J1(3+4).

Le matériel

Le firmware

Le nouveau firmware est toujours compatible avec toutes les versions des cartes GCA145 / MGV145.

{{:gca:gca145n_3_1.zip|Fichiers Hex & basic VN3.1}}  |

| Fichiers Hex & basic VN3.2 |


Les programmes utilisés ici sont complètement écrits en simple Basic.
Le compilateur utilisé ici, est le PicSimulator IDE, un compilateur très rapide de www.oshonsoft.com.

Remarques sur les versions

Le firmware pour le GCA145(ou MGV145) a été évaluée dans la pratique par de nombreux utilisateurs.
Cela a rendu nécessaire de changer pour un processeur différent PIC16F886, due à des exigences plus élevées sur les options de calcul et les étapes.

Contrôle Motorola ou DCC

En fait, le GCA145 est fait pour être utilisé avec le GCA50(LocoIo), le CAN-GC2(CanBus) ou le GCA_PI02 (RocNet), quand le contrôle de l'ordinateur doit être utilisé.
Il y a aussi une petite interface disponible pour activer le contrôle de la position numérique en DCC ou Motorola, directement à partir des rails.
Regardez s'il vous plaît à http://wiki.rocrail.net/doku.php?id=mgc:gca174-fr\\. Pour contrôler cette carte de la même manière qu'un pont tournant standard Märklin ou Fleischmnann,
une nouvelle carte est en construction maintenant: GCA174MR.
Le firmware pour cette carte est encore en développement par Marc Roede.

Contrôler avec Rocrail

Le meilleur moyen pour contrôler le GCA145 par Rocrail est de sélectionner le Décodeur Multiport.

Connexions au GCA50 / CAN-GC2 / GCA_PI02

NOTE IMPORTANTE !!!!!!
Certains utilisateurs semblent mieux si connaître, et soudent directement les fils sur les contacts du circuit imprimé.!
Cela est totalement inacceptable !!
Les fils peuvent facilement se cassés, et causer beaucoup de dommages dans de nombreux cas.
Alors utiliser des connecteurs !!!!!
Afin de faciliter la fabrication de ces câbles, il est aussi possible d'acheter l'outil nécessaire, pour créer des câbles PSK.
Les meilleurs fils à utiliser avec les connecteurs PSK font 0,25 mm².
Cette pince spéciale peut être achetée au prix net de 20.00€ si elle est commandée en même temps que les kits complets. crimpzange.jpg
Il suffit de demander à peter.

Câble au GCA50 / CAN-GC2 / GCA_PI02

Se référer à : **Connexion des interfaces**

Il est possible d'utiliser le MGV145 / GCA145 sans d'autres connexions.
Pourtant, la première idée a été de l'utiliser à l'intérieur du système GCA-LocoNet, plus tard étendu de la même façon pour le CBUS et le RocNet
Par conséquent deux connecteurs sont disponible pour interagir avec un décodeur.
Ici suit la liste des connexions, quand un GCA50 ou un CAN-GC2 est utilisé pour le contrôle.
Le câble entre deux unités est un câble standard PSK 1 à 1, PAS CROISÉ!

connecteur GCA145 connecteur GCA50 Configuration GCA50 Fonction
J5(2) J5(2) GND GND
J5(3) J5(3) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 0 de commande de position
J5(4) J5(4) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 1 de commande de position
J5(5) J5(5) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 2 de commande de position
J5(6) J5(6) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 3 de commande de position
J5(7) J5(7) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 4 de commande de position
J5(8) J5(8) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 5 de commande de position
J5(9) J5(9) Sortie en commutation (pas d'impulsion) Nouveau drapeau de position
J5(10) J5(10) entrée Position atteinte


connecteur GCA145 connecteur GCA50 Configuration GCA50 Fonction
J6(2) J6(2) GND GND
J6(3) J6(3) Bloc Retour 1ère section
J6(4) J6(4) Bloc Retour 2ème section
J6(5) J6(5) Bloc Retour 3ème section
J6(6) J6(6) Bloc Retour 4ème section
J6(7) J6(7) Sortie en commutation Signal marche avant
J6(8) J6(8) Sortie en commutation Signal marche arrière
J6(9) J6(9) XXX Non utilisé
J6(10) J6(10) XXX Non utilisé


connecteur GCA145 connecteur CAN-GC2 Configuration CAN-GC2 Fonction
J5(2) J4(2) GND GND
J5(3) J4(3) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 0 de commande de position
J5(4) J4(4) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 1 de commande de position
J5(5) J4(5) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 2 de commande de position
J5(6) J4(6) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 3 de commande de position
J5(7) J4(7) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 4 de commande de position
J5(8) J4(8) Sortie en commutation (pas d'impulsion) bit 5 de commande de position
J5(9) J4(9) Sortie en commutation (pas d'impulsion) Nouveau drapeau de position
J5(10) J4(10) entrée Position atteinte


connecteur GCA145 connecteur CAN-GC2 Configuration CAN-GC2 Fonction
J6(2) J3(2) GND GND
J6(3) J3(3) Bloc Retour 1ère section
J6(4) J3(4) Bloc Retour 2ème section
J6(5) J3(5) Bloc Retour 3ème section
J6(6) J3(6) Bloc Retour 4ème section
J6(7) J3(7) Sortie en commutation Signal marche avant
J6(8) J3(8) Sortie en commutation Signal marche arrière
J6(9) J3(9) XXX Non utilisé
J6(10) J3(10) XXX Non utilisé


L'octet de commande de position sont sur 6 bits, donnant la position désirée pour le déplacement de la plaque tournante/pont transbordeur.
La validation d'écriture est utilisée pour dire au GCA145 de démarrer.
Les premiers 6 bits sont utilisés pour accorder la position.
Pour activer le GCA145, la validation d'écriture devra être haute.

Configuration du GCA50 pour une table tournante ou un pont transbordeur

Exemple pour un LocoIO/GCA50 “15-3” avec une adresse de port du “51..66”


Configuration de Rocrail pour un pont tournant

Fenêtre de dialogue d'un pont tournant

Pour rapporter l'arrivée de la voie à destination, un détecteur doit être ajouté au plan de voie.
Ce détecteur a besoin de l'adresse du port 8 du GCA50/CAN-GC2. (Adresse 58 dans l'exemple ci-dessous)
Dans l'onglet "Interface" l'identifient de l'interface de ce détecteur (exemple “POS”) doit être fixé dans le champ “Position Détecteur”.
Également le champ “Type” doit être choisi à multiport et si nécessaire, de fixer le IID de la centrale digitale LocoNet dans le champ “Interface ID”.
Les détecteurs du pont tournant doit être fixé dans “Détecteur 1..3”.



Les configurations dans Onglet "Multiport" observé dans les configurations du GCA50/CAN-GC2 pour les ports 1..7 ci-dessous.

:!: Remarque importante:
Il est nécessaire de fixer l'option “Inversion”, commune pour les adresses de position 0..5.
Par ailleurs la commande de position est mal codée (le GCA145 attend des signaux “actif à l'état bas).
Le “New Position Flag” est par défaut “activé à l'état bas” et donc l'option “Inversion” demeure non sélectionné.


Dans l'onglet "Voies" le GCA145 range les positions physiques du pont tournant mappées sur les voies logiques de l'objet pont tournant du plan de voies.

L'objet pont tournant de l'exemple
utilise 6 des 48 positions possibles.

Les trois voies 45, 0, 3 ont
les voies 21, 24, 27 en opposées.

Le commutateur de limite zéro doit être quelque part entre les positions 45 et 27, position qui est égale à la position 1 et 6 dans le firmware GCA145
Dans l'exemple les positions des voies sont configurées comme les N°. 1..6 dans le GCA145.
NOTE: Le GCA145 ne reconnaît pas la Position 0, les positions sont possibles entre le 1 et le 48.
The mappage doit être fixé, afin que Rocrail soit capable de générer la commande appropriée au GCA145 du nombre de voies logiques.

Dans l'exemple:

Mappage des numéros de voie
Rocrail 45 0 3 21 24 27
GCA145 1 2 3 4 5 6


Dans la fenêtre de dialogue, le mappage ressemble à ceci:


Parce que le GCA145 utilise seulement un “détecteur de position” pour signaler l'arrivée de toutes les positions du pont (voir “New Position Flag' dans l'onglet “Interface”'), les détecteurs individuels des voies ne sont pas nécessaires.

Alimentation des rails

Alimenter les rails peut être fait de plusieurs façons.
Mais le système de patin avec les vieux essieux Märklin semblait être la façon facile de le faire.
Dans deux exhibitions en 2014 (Utrecht.NL et Gangelt.DE) cela s'est vérifié ne pas être assez fiable.
Voici donc une nouvelle idée.
J'utilise beaucoup de relais Omron G2R 12V, qui étaient juste ce dont j'avais besoin.
Regardez cette page pour des détails supplémentaires.

Ma conception de pont tournant à l'échelle TT

C'est un petit exemple de ce qui est indiqué ci-dessous sur cette page
Utilisation de moteur pas à pas type: 14HR05-0504S (Recherchez ce type avec Google)
Cette conception est utilisée pour un pont tournant à l'échelle N
avec un pas de 0,9°, le moteur a besoin de 400 pas pour faire un tour
Les deux pignons sont tous les deux identiques 1:7 donc le rapport total = 1:49
Le moteur a besoin de faire 49 x 400 = 19600 pas pour un tour complet du pont tournant.
Le pont tournant utilisé de Peco a un pont d'une longueur de 150 mm.
Le cercle sera alors de 150 x 3,14 = 471 mm.
donc chaque pas du moteur est seulement de 471/19600 = 0,024 mm !! ce qui équivaut à environ 41 pas par millimètre
La pratique (la photo qui suivra) prouvera que c'est une précision satisfaisante
Spécifications du moteur:
Tension 8,5 V
Intensité/phase : 0,5 A

Une nouvelle approche pour la même tâche.

Une photo plus détaillée est également disponible.
La dernière version de ma conception, avant de l'installer sur un pont tournant à l'échelle N est beaucoup plus simple et moins cher que le précédent.
En dehors du GCA145 et du GCA146 visible, la plupart des composants viennent directement de Chine.
Le moteur utilisé est un moteur pas à pas 28BYJ-48 avec un réducteur.
Cela fait un total de pas pour un tour du petit pignon de 4096.
Ensemble avec le rapport de la courroie de 1:8 cela fera 32768 pas pour un tour complet du pont tournant.
Avec un diamètre de table tournante de 333mm, chaque pas fera un déplacement approximatif de 0.03mm!
La puissance disponible de l'arbre de transmission est assez impressionnante avec ce très petit moteur..
Un résultat encore meilleur est obtenu par un petit changement dans les branchements du moteur.
Dans ce but le capuchon bleu doit être retiré, et la ligne entre les deux points centraux retirée.
Retirer le fil rouge, donc seulement 4 fils sont laissés, et seront branchés au GCA145 point 1..4.
Maintenant, le moteur va fournir plus de puissance parce qu'il est utilisé comme un moteur pas à pas à deux phases.
Ajuster l'alimentation du GCA145 à 10 Volt. (voir le manuel pour savoir comment faire)

Mon équipement de test


Mon ensemble de test pour le développement du firmware GCA145

Configuration test pour le contrôleur GCA145.
L'exemple de la photo ci-dessus est un simple moteur équipé avec une roue dentée supplémentaire et une courroie crantée correspondante.
Ils ont juste été récupérés d'un vieux scanner d'un voisin, qui pensait qu'il n'avait plus de valeur du tout !!
La courroie crantée est fixé à l'envers sur un disque circulaire, qui a été coupé exactement au bon diamètre pour s'adapter à la courroie.
Ce que j'ai fait en premier est de couper le disque approximativement au bon diamètre, et après le mettre dans une perceuse et d'utiliser une lime pour la mettre exactement à la bonne taille.

Le pilote de pont transbordeur

Suivez ce lien

Apport d'utilisateurs satisfaits

Si vous avez conçu votre propre solution pour la connexion du moteur pas à pas au pont, envoyez s'il vous plaît des photos.

Réalisation d'un pilotage à deux étages par courroies crantées

tt_hh_1.jpg
Du moteur…
tt_hh_2.jpg
… par une courroie crantée…
tt_hh_3.jpg
… à la transmission…
tt_hh_4.jpg
… par une seconde courroie crantée…
tt_hh_5.jpg
… à l'axe du pont
tt_hh_6.jpg
contacteur du point zéro
Cliquez sur les photos pour avoir une vue plus large


Documents mécaniques
Document complet (en allemand)
Approvisionnement des composants


Vidéo avec le menu de configuration du GCA145/146 et pilotage à deux étages par courroies crantées.
La vidéo montre une version de firmware obsolète, mais donne une idée des caractéristiques.



Pont tournant LGB

turntable.jpg Conversion d'une table tournante LGB actionnée manuellement
(de Modellbau-Werkstatt Heyn).


Le pont tournant est muni intérieurement d'une courroie crantée entre le pont et le volant de manœuvre manuel, avec un rapport de vitesse de 1:12.
La partie supérieure (montrée sur la photo à coté du mètre) du carter de l'axe du volant a été coupée et une roue dentée en laiton est montée sur l'axe sous le volant.
Le couple roue/vis sans fin (donnant un rapport de 1:20) est monté sur un axe, qui est maintenu en place par deux roulements à billes ainsi que des paliers (capable de tenir les charges axiales et radiales).
Le moteur pas à pas (100 pas/tour) est connecté à l'axe via un accouplement flexible en aluminium.
L'accouplement sert également d'adaptateur pour la différence de diamètre d'axe (5 mm pour le moteur pas à pas et 4 mm pour la vis sans fin).
Pour un tour du pont 12 * 20 * 100 = 24000 pas sont nécessaire.

Sur le bord du pont tournant un détecteur de position zéro est monté (le cache a été retiré pour la photo).
Le détecteur consiste en une combinaison d'une led infra-rouge/photo-transistor avec un point de convergence entre 3 et 4 mm et une bande verticale très étroite
d'une feuille d'aluminium (vu en blanc sur la photo) collé sur le coté du cache noir du pont.

Nouvelle idée

example_26.jpg
Les constructeurs continuent à venir avec de nouvelles idées
Nous espérons que plus de photos viendront de ce projet


La beauté du Phytron

Un autre utilisateur satisfait du GCA145 m'a envoyé cette solution:
Solution Phytron
Ce moteur pas à pas a une réducteur avec un rapport de 206:1 faisant 41200 pas pour une rotation complète!
Type du moteur: Phytron ZSS 52.200.2.5-HD 14/206
Grâce à eBay il a réussi à acheter ce ce produit supérieure pour un prix raisonnable.
Il n'y a pas de jeu dans le mouvement de ce moteur, donc il est EXTREMEMENT bon pour le travail à l'échelle TT!
Toutes les spécifications du moteur:
ftp://ftp.phytron.de/phytron-usa/stepper_motors/zss-hd-us.pdf

Le sacrifice d'une platine tourne-disque

En Australie, Peter&Basti ont été occupés.
Malheureusement, ils ont dû vendre leur collection de disques…
tt7.jpg
Il y a également une explication détaillée sur comment tout cela est fait.
doku_drehscheibenumbau.pdf


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