GCA202 Schrittmotor-Steuerung für 28BY-J-48-Motor.

gca202_pcb_pict_01.jpgstepmotor_2sby.jpg InhaltHardwareGCA


Von Peter Giling


Ein sehr schöner universeller Schrittmotor

Der weithin verfügbare 28BY-J-48-Schrittmotor ist fantastisch für alle Arten von Bewegungen, die man sicherlich gerne auf der Modell-Eisenbahn hat.
Meistens wird dieser Motor durch eine Arduino-Baugruppe gesteuert, aber um das Gewünschte zu erreichen, sind bestimmte Programmier-Fähigkeiten erforderlich.
Und davon abgesehen, führt die Verwendung eines Arduinos üblicherweise zu 2 oder 3 verschiedenen Platinen, die mit Drähten zu verbinden sind.
Mit GCA202 kann es viel bequemer sein.
In diesem Entwurf ist alles auf einer Platine platziert und es kann an Schnittstellen wie GCA50(0), GCA185, CAN-GC2 und GCA_PI02 angeschlossen werden.
Das bedeutet auch, dass der Motor in Rocrail z.B. unter Verwendung von Aktionen ein- und ausgeschaltet werden kann.

Eigenschaften

  • Motor vorwärts und rückwärts gesteuert.
  • Geschwindigkeit des Motors einstellbar von annähernd 0,4 bis 16 Upm.
  • Wählbare 5 V Stromversorgung zwischen extern und intern (vom LocoNet, CBUS oder RocNet-Modulen).
  •  Optokoppler auf der Platine, um die externe 5V-Stromversorgung vom Gleisnetz zum trennen.
  • Positions-Rückmeldung für weitere Automatik-Steuerung. 

  * Nur für unipolare 5V-Schrittmotoren.

Hardware

Zwei Eingänge (über Opto-Koppler) werden für die Steuerung von Vorwärts- und Rückwärts-Drehung verwendet.
Für zukünftige Erweiterungen sind zwei Rückmelde-Ausgänge (auch mit Opto-Koppler-Isolation) implementiert.

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Die Standard-Hochqualitäts-Platine .. und komplexe aber kleine (30×69 mm) Einheit als Ergebnis.


Schalt-Zeichnung
Platinen-Zeichnung in Gerber-Dateien
Die Platine und Bauteil-Positionierung
Material-Liste


Firmware

Die Firmware wurde mit der PicSimulator-IDE von www.oshonsoft.com erzeugt.

gca202_firmware.zip

Anschlüsse

Stromversorgung

Die Baugruppe benötigt 5 V DC zur Stromversorgung mit ca. 200 mA maximal.

2 mögliche Wege die Stromversorgung zuzuführen:

1) Anschluss an Verbinder V5 (+ / - sind auf der Platine gekennzeichnet).

  • In in diesem Fall müssen zwei Steckbrücken in der nächstliegenden Position zu V5 gesteckt werden.

2) Versorgung von CAN-GC2, GCA50(0), GCA185, oder GCA_PI02.

  • Verbinden der 10-Stift-PSK-Steckleiste des CAN-GC2 usw. mit J2.
  • J1 kann zur Verbindung mit der nächsten Schnittstellen-Baugruppe wie GCA173,GCA93, GCA77 usw. verwendet werden.
  • Von dieser nächsten Platine wird nur Port 5 - 8 durchgeschaltet.
  • Die Steckbrücken in der nächstliegenden Position zu Diode D1 stecken.
  • Aufgrund des benötigten Stroms ist es ratsam, nur 1 x GCA202 an CAN-GC2 usw. anzuschließen.
  • Es gibt eine Option für mehr, in diesem Fall Peter fragen.

Befehls-Steuerung

  • Wenn keine Steuerung erforderlich ist, ist es am besten, die Optokoppler zu entfernen
  • Für die Drehung im Uhrzeigersinn Stift 15 und 16 ODER für Drehung gegen den Uhrzeigersinn Stift 14 und 16 miteinander verbinden.
  • Wenn eine externe Befehls-Steuerung erforderlich ist: > Port 1 startet die Drehung im Uhrzeigersinn und Port 2 gegen den Uhrzeigersinn (0 V = AUS, 5 V = EIN).

Geschwindigkeits-Einstellung

P1 wird für das Einstellen der Geschwindigkeit verwendet.
Nach links drehen für langsamere, nach rechts drehen für schnellere Geschwindigkeit.
Die minimale Geschwindigkeit ist 0.4 Upm.
Die maximale Geschwindigkeit von ca. 16 Upm wird durch den Motor bestimmt.

Rückmeldung

Port 3 & 4 werden für die Funktions-Rückmeldung verwendet.
In einfachen Konfigurationen nicht erforderlich, aber sehr hilfreich, wenn diese Baugruppe in automatischem Betrieb verwendet wird.
Beispiel:
Man hat eine Eisenbahn-Brücke, die hin und wieder entweder manuell oder automatisch geöffnet wird.
In diesem Fall braucht man eine Rückmeldung, um zu prüfen, ob die Brücke unten und bereit ist, den Zug wieder fahren zu lassen.
Hier wird einfach einen Mikroschalter in der Brücke verwendet, der das Signal zum GCA202 deaktiviert.
Die Rückmeldung (Port 3 = vorwärts, Port 4 = rückwärts) wird ausgeschaltet, wenn der Schalter aktiviert ist.
Achtung:
Abhängig vom verwendeten Kommunikatios-System ist es möglich, dass es eine Verzögerung der Rückmeldung beim Start des Motors gibt.
Wenn das der Fall ist, sollte sichergestellt werden, dass es eine Art Verzögerung im Steuerprogramm gibt, bevor die Rückmeldung geprüft wird.

LED-Funktion

Wenn der Motor gestoppt ist leuchtet die LED normal.
Wenn der Motor läuft, blinkt die LED entsprechend der Geschwindigkeit.
Wenn der Motor mit max. Geschwindigkeit läuft, blinkt die LED mit ca. 130 Hz, was nicht zu sehen ist.

Schönes Gerät für weitere Entwicklung

Diese Seite zeigt, wie einfach ein Schrittmotor-Treiber sein kann.
Die Standard-Firmware, wie sie diese Seite angibt, ist wahrscheinlich nur ein Anfang.
Die Firmware kann einfach verändert werden, um einen Schrittmotor mit einer definierten Anzahl an Schritten zu betreiben.
Sogar zwei verschiedene Anzahl von Schritten in der gelichen Richtung.
Auch hierbei kännben die Rückmeldesignale verwendet werden, um Rocrail zu informieren, dass der Motor 'seine Aufgabe beendet hat'.
Was immer gewünscht wird …. viele Optionen!
Die eigenen Kreationen der Anwender dieser Baugruppe sollen gerne auf dieser Seite gezeigt werden !


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