Standardisierte Ansteuerung von Signalen - die Platine

Wie in dem Artikel https://www.fktt-module.de/de/node/452 beschrieben gibt es mittlerweile eine ausspezifizierte Idee, wie eine standardisierte Signalansteuerung aussehen könnte. Auf der Grundlage dieser Idee ist nunmehr Hardware entstanden, mit der die Idee in konkrete Projekte umgesetzt wird. Ich habe das ganze bereits mal in unserem neuen TT-Forum vorgestellt, jedoch gab es Meinungen dass das hier auf im Wiki besser aufgehoben ist. Daher hier zunächst noch mal die Vorstellung, in weiteren Beiträgen werde ich den Zusammenbau und die Inbetriebnahme vorstellen.

Hier ist die aktuelle Platinenversion zu sehen, bestückt als Testversion

Die Platine hat rechts die Eingänge für das Hauptsignalbild sowie optional zusätzlich das Vorsignalbild. Alle Eingänge sind über Optokoppler abgesichert, die Eingänge für das Vorsignalbild sind dabei komplett galvanisch getrennt vom Rest der Schaltung. Somit kann auch ein Vorsignalbild einer benachbarten Betriebstelle eingespeist werden und die Sromkreise der beiden Betriebstellen bleiben getrennt. Mehr zur Beschaltung folgt später.

Zur Steuerung verwende ich einen Arduino nano, der wird gesteckt und ist hier noch nicht bestückt.

Ausgangsseitig können für Formsignale Servos angeschlossen werden (der kleine weiße Steckverbinder auf der linken Seite); für die Servos ist auch der Spannungsregler links oben vorgesehen. Weiterhin könnnen über einen Darlington-Treiber bis zu 8 LED einzeln angesteuert werden (ganz links), zusätzlich besteht die Möglichkeit 3 weitere Ausgänge für LED anzusteuern

Das ergibt die Möglichkeit, insgesamt entweder bis zu 4 Servos + bis zu 3 LED oder bis zu 11 LED anzusteuern. Sollte somit für die allermeisten anzusteuernden Signale ausreichend sein.

Wie man im Bild auch teilweise sieht hat die Platine noch ein paar Kinderkrankreiten. Die Drahtbrücke rechts unten war so nicht geplant, aber ich habe mangels Erfahrung in dieser Version der Schaltung ein unbrauchbares Pin (D13) des Arduino versucht als Eingang zu verwenden. Das musste dann mittels dieser fliegenden Verdrahtung ausgeglichen werden. In der nächsten überarbeiteten Version wird das natürlich besser.

Hier nun mal die Variante für ein zweibegriffiges Formhauptsignal in komplett zusammengebauter Form:

Diesmal ist der Vorsignaleingang nicht bestückt, denn das Ding kann ja nur Halt oder Fahrt zeigen. Als Servo kommt ein sehr kleiner Linearservo zum Einsatz wie diese sonst im Flugzeugmodellbau verwendet werden. Ich schätze mit etwas Geschick kann man von denen 4 Stück neben der Platine im Schacht unterbringen.

Diese Servos gibt es - der Globalisierung sein Dank - für kleines Geld bei Ebay direkt aus China. Dazu angemerkt, meine persönlichen Erfahrungen mit solchen Direktimporten aus China sind durchaus positiv, es dauert zwar immer so um die 4 Wochen aber bislang ist keine meiner Bestellungen verlorengegangen.

Man kann übrigens die Platine bei der Variante für Servos noch um ca. 10 mm einkürzen falls der Platz im Schacht mal knapp werden sollte. Das Standardmaß der Platine ist 24.2 x 127.5 mm.

Der Arduino ist übrigens “kopfüber” eingebaut, also mit dem USB Stecker nach unten. Anders kommt man mit der verfügbaren Bauhöhe im Wattenscheider nicht zurecht. Zudem nutze ich bewusst die etwas ältere Version des Arduino mit dem Atmega168 (statt neuere mit Atmega328). Diese hat den Vorteil dass sie nur einseitig bestückt ist, das macht es mit dem Platz auch noch mal etwas entspannter. Auch der Arduino kommt übrigens via ebay direkt aus China, 2 Euro inklusive Versand, aber die Chinesen werden schon wissen wie sie da noch Geld verdienen. Da diese einfachen billigen Arduinos ohne gelötete Steckerleiste kommen ist es ganz leicht diese dann halt “verkehrt herum” zusammenzulöten.

An den USB Anschluß des Arduino kommt man zum Programmieren so leider nicht mehr im eingebauten Zustand ran, der muss dazu abgezogen werden. Aber das Programmieren ist nur zum Einrichten der Servopositionen erforderlich, somit stellt das kein Problem dar.

Als nächstes nun mal ein Beispiel für ein HL Hauptsignal. Das ist exakt die gleiche Platine, nur etwas anders bestückt.

Eingangsseitig ist hier eine zweite RJ 45 Buchse da, mit der der Vorsignalbegriff eingespeist werden kann. Wie das mit dem Zusammenspiel von Haupt- und Vorsignal unterschiedlicher Betriebstellen gedacht ist hat Adrian ja schon mal in dem Eingangs verlinkten Beitrag im beschrieben.

Ausgangsseitig ist hier dann halt statt Ausgang für die Servos ein Darlington-Treiber (ULN 2803) bestückt, mit diesem erfolgt die Verstärkung der Arduino-Ausgänge so dass da quasi jedes Lichtsignal angeschlossen werden kann.