Allgemeines

SD-8-V3.0
SD-8-V3.0

Der SX-Servodecoder V3 (SD-8-V3) dient dem Ansteuern von bis zu
8 (Modellbau-) Servos in einem Selectrix-System. Anwendungsgebiete sind u.a.

  • Weichenantrieb
  • Antrieb für Lokschuppentore
  • Antrieb für Wasserkräne
  • Antrieb für Bahnschranken und Flügelsignale (mit und ohne Nachwippen)
  • Antrieb für eine Segmentdrehscheibe
  • Antrieb für Entkuppler
  • bewegte Figuren und Situationen auf der Modelleisenbahn (z.B. winkende Personen oder fallender Baum)

Neben den bekannten 5-poligen DIN-SX-Buchsen, besitzt der SD-8-V3 auch RJ45-Buchsen zur gleichberechtigten Verkablung des SX-Bus in RJ45-Technik. Mehr Infos hierzu siehe: Selectrix und RJ45-Netzwerkkabel.

Um den SD-8-V3 komfortabel über den PC zu parametrieren/programmieren, steht ein Programmiertool zur Verfügung. Natürlich sind auch alle anderen, üblichen Programmierwege möglich (SX-Handregler, SX-Busmonitor, SX1-Freeware von Daniel Mikeleit, RMX-PC-Zentrale, etc.).

Funktionen

Die Funktionen des SD-8-V3 werden durch die Firmware im Prozessor (AVR) vorgegeben. Derzeit sind 3 Modi verfügbar:

  • Normaler-Modus
    • 8 Servos mit je 2 Endlagen
    • optional kann ein Nachwippen per Parameter aktiviert und deaktiviert werden – für jeden Servo individuell
    • klassischer Anwendungsfall: Weichenantrieb, Lokschuppentore, Bahnschranken, winkende Person
  • Multipositions-Modus (MuPo)
    • 4 Servos mit je 4 Positionen. Jedem der 4 ansteuerbaren Servos können 4 Positionen zugeordnet werden, welche über jeweils 2 Bit der SX-Steueradresse angefahren werden können.
    • klassischer Anwendungsfall: Wasserkran zwischen 2 Gleisen, Segmentdrehscheibe mit bis zu 4 Abgängen
  • Mixed-Mode
    • Kombination aus Normalem-Modus und MuPo.
    • Es können
      • 4 Servos mit je 2 Endlagen (mit und ohne Nachwippen)
        und
      • 2 Servos mit 4 Positionen
        angefahren werden.

Allen Modi gemeinsam sind folgende Funktionen:

  • Komplett über den SX-Bus parametrisierbar/einstellbar (Steueradresse, Rückmeldeadresse, Endlagen/Positionen, Umlaufgeschwindigkeit, Impulsabschaltung, Nachwippen)
  • Abspeichern des letzten Zustands. Der SD-8-V3 speichert intern die letzte Lage der Servos vor dem Ausschalten der Anlage. Bei Wiederinbetriebnahme wird der letzte Zustand wieder hergestellt.
  • Abschaltbarer Servo-Implus für jeden Servo gegen Brummen in Endlage. Die Abschaltzeit kann parametriert werden.
  • Verzögerte Servo-Spannungsfreigabe bei Inbetriebnahme. Erst wenn der SX-Bus und die Servo-Versorgungsspannung anliegen, wird die Servo-Spannung auf dem SD-8-V3 freigegeben, um so das Einschaltzucken minimieren…eliminieren zu können. Je nach Servo und dessen Eigenschaften ist damit das Einschaltzucken auf ein Minimum reduziert. Bei manchen Servos bedeutet dies kein Einschaltzucken, bei manch anderen Servos ein minimales Zucken. Eine globale Aussage für alle Servos kann leider nicht abgegeben werden – zu groß die Streuungen auf dem Markt.
  • Ansteuerung einer optionalen Relaiserweiterung zur Polarisierung von Weichen. Der Umschaltimpuls für die Relais wird dabei in der Mitte des eingestellten Stellweges ausgegeben.

Anwendungsbeispiele

In den Videos ist i.d.R. der Servodecoder in Version 2 (SD-8-V2) in Verwendung. Unterschied zwischen V2 und V3: zusätzliche RJ45-Buchsen bei der V3, geändertes Layout, sonst gleiche Funktionen.

Servodecoder und Relaiserweiterung

Über die Jahre hinweg gab es mehrere Hardware-Versionen des Servodecoders und der Relaiserweiterung. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick, welche Version Servodecoder mit welcher Version Relaiserweiterung kompatibel ist.

Kompatibilitäts-Matrix Servodecoder Relaiserweiterung
Kompatibilitäts-Matrix Servodecoder <-> Relaiserweiterung

Technisches

Elektronisches Herz des SD-8-V3 ist ein 8-Bit AVR-Prozessor „ATmega8-16“, getaktet mit 16 MHz. Dieser wird über den SX-Bus und entsprechender Spannungsreglung mit 5V Betriebsspannung versorgt, unabhängig der Servo-Spannungsversorgung. Somit führen Kurzschlüsse, Überlast und sonstige Fehler im Stromkreis der Servo-Versorgung nicht zu einem Zusammenbrechen oder Reset des Prozessors. Der SX-Bus ist mittels Komparatoren an den Prozessor abgebunden, wodurch eine exakte Schaltschwelle von 2,5V Spannungspegel der Takt- und Datenleitungen eingestellt wird. Alle einstellbaren Parameter werden intern im AVR-EEPROM abgelegt, eine intelligente Speichernutzung entsprechend AVR-App-Note 101 (http://www.atmel.com/images/doc2526.pdf) garantiert extrem lange Zuverlässigkeit und Integrität der gespeicherten Werte. In Zahlen ausgedrückt: In 200 Speicherzellen, welche jeweils 100.000x beschrieben werden können (garantierte Herstellerangabe), sind 20 Mio. garantierte Schreibzugriffe möglich (200 x 100.000 = 20.000.000). Würde man nun täglich 1000x die Weichen schalten, ist die garantierte Schreibzyklenzahl nach 20.000 Tagen, oder 54 Jahre und 9,5 Monate Dauerbetrieb aufgebraucht 🙂
Damit das Servo-typische Einschaltzucken minimiert bis hin zu komplett unterdrückt werden kann, wird die Servospannung erst dann mittels Transistor (MOSFET) zugeschaltet, wenn auch der SX-Bus anliegt und der AVR arbeitet. Diese zeitliche Abstimmung beider Bedingungen (AVR arbeitet und Servospannung liegt an) kann je nach Servotyp und Servohersteller das Einschaltzucken minimieren oder ganz außer Erscheinung treten lassen. Eine Garantie wird jedoch ausdrücklich nicht übernommen, dass das Zucken Null ist. Zu viele Unsicherheiten beeinflussen dieses Phänomen. Gäbe es hierzu eine globale Lösung, wäre diese sicher verbaut, jedoch liest man im Internet auch viel über die Versuche anderer Entwickler, das Zucken zu bändigen, ab nie komplett über alle am Markt verfügbaren Servos hinweg auszuschließen.
Interessante Links hierzu:

Schaltplan SD-8-V3.2.0
Schaltplan SD-8-V3.2.0

Downloads

Im folgenden sind die jeweils aktuellen Daten hinterlegt. Ältere Versionsstände sende ich bei Bedarf gern auf Anfrage zu.

Erhältliche Teile

Auf Wunsch sind Platinen und komplette Bausätze verfügbar.
Anfragen bitte an sx-elektronik@norbert-martsch.de

 


Sonderversion

SD-8-mit 4x Servos und 4x Taster im Toggle-Modus: SD-8-V2.9.4.4 und SD-8-V3.2.4.4

In dieser Version stehen die Servoanschlüsse 1…4 für Servos im Normal-Modus zur Verfügung, die Anschlüsse 5…8 dienen als Tastereingänge im Togglebetrieb. Über einen zusätzlichen Parameter wird dem Modul mitgeteilt, ob es auf die ersten 4 Bits seiner SX-Steueradresse reagieren soll, oder auf die letzten 4 Bits. Alle anderen Funktionen sind identisch zur Normal-Firmware des Servodecoders.
Rückmeldung hierzu siehe Beitrag im Gästebuch

Download

 


Häufige Fragen – FAQ

Stromversorgung bricht zusammen. Folgende Phänomene treten beim Einschalten der Anlage dabei auf:

  • Servos fahren unkontrolliert hin und her
  • Servos fahren in ihren mechanischen Endanschlag und verbleiben dort
  • Servos, die eigentlich augenblicklich nicht bewegt werden, zittern während ein oder mehrere andere Servos umlaufen/verfahren

In diesen Fällen ist die Stromversorgung zu schwach ausgelegt und kann den Stromverbrauch nicht decken. Als Folge dessen schwingt das System aus Servos und Stromversorgung: Servos bewegen sich -> Spannung bricht zusammen -> Spannung baut sich wieder auf -> Servos bewegen sich -> Spannungs bricht erneut zusammen -> u.s.w.
Servos verbrauchen je nach Baugröße und Qualität unterschiedlich Strom: es reicht von 100mA bis hin zu 1A (Micro- und Mini-Servos) und im Falle eines großen Servos (Standard-Servo) im Blockierfall bis zu 2A. Gerade beim Einschalten der Anlage laufen die Servos kurz an und ziehen damit gleichzeitig ihren Anlaufstrom. Die Erfahrung zeigt, dass eine Versorgung mit 3A für den Servodecoder SD-8 ausreichend ist und damit alle 8 Servos zuverlässig funktionieren. Empfohlen ist daher folgende Versorguung:

  • Schaltnetzteil (stabilisiert), kein Trafo (nicht stabilisiert)
  • Spannungsbereich: 12…14V DC (wenn Servodecoder und Relaiserweiterung damit versorgt werden sollen); 9…12V DC (wenn nur der Servodecoder versorgt werden soll)
  • Strombelastbarkeit: 3A

Höhere Spannung sind absolut unnötig, da Servos mit 5V betrieben werden und die Differenz zwischen Versorgung und 5V herunter geregelt wird. Hierbei ist der SD-8 jedoch besonders effizient, da er keinen Längsregler (7805) einsetzt, sondern einen Schaltregler (LM2576-5). Dadurch wird einerseits eine stabile 5V-Versorgung für die Servos auch unter Volllast gewährleistet, andererseits wird die Differenz zwischen Netzteilspannung und 5V nicht „sinnlos“ in Wärme umgewandelt.

Categories: SD-8-V2, SD-8-V3

Hinterlasse einen Kommentar