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Drehscheibendekoder 2010 - Platine Bühne

Diese Seite beschreibt ein die Bühnen-Platine des DSD2010 Systems. Für die Verwendung ist mindestens noch die Platine Platine GRUBE nötig, siehe auch Konzept!

Anschluss / Stückliste / Download / Variations-Möglichkeiten / Montage Hall-Sensor / Fehlersuche / Motoren

 
DSD2010_Buehne DSD2010_Buehne

 
Diese Platine wird unter der Bühne montiert und ist klein genug, um in alle Fleischmann-Drehscheiben (H0, TT, N) zu passen:

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Anschluss

Die Platine wird über 5 Schleifringe mit der Gruben-Platine verbunden. 2 Kontakte dienen nur dem Anschluss des Bühnen-Gleises. Versorgungsspannung und Kommunikation erfolgt über die 3 verbliebenen Schleifringe:

Schleifringe Variante 2-Leiter

In der 2-Leiter Version wird die Gleis-Spannung passend an die Ringe 1 und 2 angeschlossen. Die Gleis-Spannung wird dabei auf der Gruben-Platine entsprechend der Bühnen-Stallung gepolt, sodass kein Kehrschleifen-Modul nötig ist.
 
buehne Anschluss

Schleifringe Variante 3-Leiter

In der 3-Leiter Version wird die Gleis-Spannung passend an die Ringe 1/2 und den Drehpunkt angeschlossen. Das Umpol-Relais K1 auf der Gruben-Platine wird dann nicht bestückt. Auf der Unterseite der Gruben-Platine werden dann mit 2 Lötbrücken (J1, J2) die nötigen Verbindungen wieder hergestellt. Lötbrücke J1/J2 und gleichzeitige Bestückung des Relais K1 führt jedoch zum Kurzschluss an der Gleisspannung!
 
buehne Anschluss

Schleifringe Variante 3-Leiter mit Kabel

Drehscheiben, die unter den Namen Märklin verkauft werden, haben als Anschluss bereits ein Kabel mit Buchse. Dieses wird nur noch richtig herum in den Stecker X11 der Gruben-Platine gesteckt, und die Verbindung zur Gruben-Platine ist bereits hergestellt.
 
buehne Anschluss

Signale, Lichtfunktion

Die Platine bietet direkte Löt-Anschluss-Pads für bis zu 4 Lichtsignale und eine Hausbeleuchtung. Die für LEDs nötigen Vorwiderstände können direkt auf der Platine untergebracht werden.
 
buehne Anschluss

Motor und Sensor

Motor und Sensor werden ähnlich wie in der bisherigen Version angeschlossen, ein Aufrüsten der alten Version auf das DSD2010 System ist daher besonders einfach. Der Sensor ist der gleiche geblieben.
 
buehne Anschluss

3 Rückmelde-Eingänge

Die Platine bietet die Möglichkeit, 3 Rückmelde-Kontakte zu erfassen und via Haupt-Platine an die Zentrale oder den PC weiter zu geben. Dadurch kann z.B. die Lok-Position ermittelt und ein Lok-Überstand vorne / hinten erfasst werden. Ein sicherer Betrieb ist damit auch im automatisierten Fahrplan-Betrieb möglich.
 
Mittel-Leiter Fahrer haben es hier besonders einfach und können das Prinzip des Masse-Sensors nutzen. In dem Fall muss Ring 1 (oder 2) von Aussen beim Anschluss an die Gruben-Platine - Schleifringe Variante 3-Leiter offen bleiben. Die Zuführung der Masse zum Gleis auf der Bühne darf dann nur auf der Gleis-Seite erfolgen, die nicht für die Rückmeldung verwendet wird. Ansonsten wird ja über die Brücke Ring 1-2 genau die Verbindung hergestellt, die sonst durch die Achsen erfolgen soll. Der Rückmelder RM2 wäre demnach durch den Schleifring-Kontakt immer besetzt.
 
Beim Anschluss einer Märklin-Drehscheibe über den Stecker 11 an die Gruben-Platine muss Pin 3 (wenn das Gleis am Haus = das Rückmelde-Gleis, ansonsten Pin 1) an X11 entfernt werden sodass nur das Fahrspannungs-Gleis hier angeschlossen ist und das Kabel zum Rückmelde-Gleis offen bleibt.
 
buehne Anschluss

 
Schalter (z.B. Reed-Kontakte, Lichtschranke) können prinzipiell wie folgt angeschlossen werden:
 
buehne Anschluss

Sound-Modul (SUSI)

Die Platine besitzt eine SUSI Schnittstelle, über die ein SUSI Modul eingesteckt werden kann. Der Funktions-Ablauf und die SUSI Ansteuerung ist so ausgelegt, dass die folgenden Module direkt ohne weitere Konfiguration des SUSI-Moduls verwendet werden können:
 
buehne Anschluss

Die Stückliste

arrow diese Liste als BOM-Liste herunterladen

arrow diese Liste als Import-Liste für MyReichelt herunterladen (nur Reichelt Bauteile)

arrow diese Liste als Excel-File XLS herunterladen (alle Bauteile)

 
QtyPartsBezeichnungGehäuseBezugBestellnummerPreisAnmerkung
1 IC1 Prozessor PIC 16F690, SOIC-20 so-20.jpgDigital-Bahn Shoppic690_000 ca. 1.90 Euro 
1 IC2 Spannungsregler 78L05, SO-8 so-8.jpgReichelt µA 78L05 SMD ca. 0.12 Euro 
1 IC3 Treiber ULN2003, SOIC-16 so-16.jpgReichelt ULN 2003 AD SMD ca. 0.24 Euro 
3 OK1, OK2, OK3 Optokoppler HCPL 354, AC-Eingang, SO-4miniflat.jpgConrad 140253 ca. 0.28 Euro 
1 U1 Reflex-Optokoppler CNY70 cny70.jpgReichelt CNY 70 ca. 0.58 Euro 
1 T1 N-Channel SIPMOS BSP295, SOT223 sot_223.jpgDigital-Bahn Shoptran_bsp295 ca. 0.57 Euro 
2 D1, D2 Diode Schottky MBR0530, SOD123 diode_sod123.jpgDigital-Bahn Shopdiode_mbr0530 ca. 0.15 Euro 
1 H1 Hall-Sensor TLE4905 tle4905.jpgReichelt TLE4905L ca. 0.60 Euro 
1 C1 Tantal 22uF, 20V, D elko_d.jpgReichelt SMD TAN.22/20 ca. 0.17 Euro 
1 C4 Keramik-C 47pF, 0805 c_0805.jpgReichelt NPO-G0805 47P ca. 0.05 Euro 
5 C2, C3, C5, C6, C30 Keramik-C 100nF, 1206 c_1206.jpgReichelt X7R-G1206 100N ca. 0.09 Euro 
1 R1 Widerstand 2.0 R, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 2,0 ca. 0.10 Euro 
1 R6 Widerstand 100 R, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 100 ca. 0.10 Euro 
1 R7 Widerstand 330 R, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 330 ca. 0.10 Euro 
3 R20, R21, R22 Widerstand 470 R, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 470 ca. 0.10 Euro 
3 R11, R13, R15 Widerstand 1 kR, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 1,0K ca. 0.10 Euro 
13 R12, R14, R16, R40, R41, R42, R43, R44, R45, R46, R47, R50, R51 Widerstand 1.5 kR, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 1,5K ca. 0.10 Euro 
1 R5 Widerstand 4.7 kR, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 4,7K ca. 0.10 Euro 
2 R8, R10 Widerstand 10 kR, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 10K ca. 0.10 Euro 
2 R2, R4 Widerstand 22 kR, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 22K ca. 0.10 Euro 
1 R3 Widerstand 220 kR, 1206 r_1206.jpgReichelt SMD 1/4W 220K ca. 0.10 Euro 
1 R9 Widerstand 15 R, 2512, 1W r_2512.jpgDigital-Bahn ShopR_0015_1W ca. 0.20 Euro 
1 F1 Multifuse-Sicherung 30V, 200 mA, 1210 f_1210.jpgBürklin 49 G 474 ca. 0.50 Euro 
1 K1 Relais Omron G6K-2F 12V, SMD relais_g6k_smd.jpgReichelt G6K-2F 12V ca. 3.20 Euro 
1 X2 SUSI Stecker, Top Entry susi.jpgDigital-Bahn Shopstecker_susi_topca. 0.60 Euro 
1 X1 Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mm stecker_prg.jpgReichelt SL 2X40G 2,54 ca. 0.28 EuroSL 2X40G 2,54 = 2x 40pol.
1LP1 Platine, ca. 56 mm x 26 mm x 1.6 mm
(inkl. Sensor-Platine)
pcb Digital-Bahn Shop pcb_dsd_buhne Staffelpreis lt. Shop  

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Download

adobe Reflektorscheibe 4er - 3er - 6er

Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Bühne
Pixel
adobe PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.41
 
BOM File (Stückliste Textfile)
 
BOM File (Stückliste EXCEL-File)
 
Reichelt CSV-File (Reichelt Import File)
 
Änderungen: V1.41, Jan. 2013:
  1. R1 von 1R auf 2R
  2. D1, D2 von SD103 auf MBR0530
adobe PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.40
 
BOM File (Stückliste Textfile)
 
CSV-File (Stückliste Bauteile Reichelt)
 
öffentlicher Warenkorb DSD2010-Bühne V1.40 (nur Reichelt-Bauteile)
Änderungen: V1.40, Jan. 2012:
  1. R10 (Pull-Down PWM-FET) hinzu
adobe PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.31
 
BOM File (Stückliste Textfile)
 
CSV-File (Stückliste Bauteile Reichelt)
 
öffentlicher Warenkorb DSD2010-Bühne V1.31 (nur Reichelt-Bauteile)
Änderungen: V1.31, Mai. 2011:
  1. keine Layout-Änderung, nur Wert-Änderung in der Stückliste!
  2. R9 auf 15 Ohm (war 47 Ohm)
adobe PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.30
 
BOM File (Stückliste Textfile)
 
Änderungen: V1.30, Dez. 2010:
  1. erste Veröffentlichung

 
Firmware Download für 16F690
Pixel
disk ProtokollDSD2010 Projekt
Namedsd2010_buehne_025.hex
VersionV0.25 vom 13.12.2013
ProzessorPIC 16F690
ID-ValueBxxx (xxx = Version)
Shop Bestell-Nummerpic690_00b
Änderungen V0.25: Rückmelde-Info wird scheller übertragen, neue Rückmelde-Bits "Bühne dreht" und "Bühne aktiv"
           SUSI-Modul: Fahrstufen sind konfigurierbar, Bremsschwelle auch für
           Uhlenbrock SUSI Module 32300 angepasst (andere CV)
V0.24: SUSI-Modul: Ansteuerung optimiert, Langsamfahrt in Endphase, Lautstärke einstellbar
V0.21: Hall-Sensor geht wieder
V0.20: Entprellen der RM-Eingänge, SW-Version kann über PC ausgelesen werden
V0.12: Langsames Anfahren der Bühne, Verbesserte SUSI Ansteuerung
V0.12: Langsames Anfahren der Bühne, Verbesserte SUSI Ansteuerung
           "Hupe" ist jetzt als Impuls-Funktion implementiert
           Blink-LED kann auch 1er Blinken
V0.11: Lastregelung im Funktions-Ablauf optimiert
V0.10: Lastregelung optimiert, Motor-Fehler (Open Loop) korrigiert
V0.09: Korrekturen: SUSI Sound-Aussetzer, Endlos-Drehen ist jetzt möglich
           Neu: Direct-Drive, Erkennung Motor-Strom Open-Loop / Kurzschluss
V0.07: Absturz bei Bühnen-Start behoben, Drehrichtung kann invertiert werden
V0.06: Hall-Sensor setzt Ist-Position zurück
           Laden von Ist-Positions-Wert bei Start
           Boost, Horn, Hupe überspringen, wenn Länge (aus EE) = ZERO
           Flags P1 aus EE laden und verarbeiten
V0.05: erste Veröffentlichung

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Varianten

Montage des Hall-Sensors

Der Hall-Sensor TLE4905L hat die Funktion, die Null-Position zu erkennen. Dies ist im Normalfall nicht nötig. Unter ungünstigen Umständen kann es jedoch passieren, dass die Bühne die aktuelle Position nicht mehr korrekt weiß. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn während der Drehung die Betriebsspannung der Bühne abbricht. In dem Fall erhält die Bühne einen RESET, ohne vorher die aktuelle Position abspeichern zu können. Mit Hilfe des Hall-Sensors kann nun durch Überfahren der Null-Position (damit also des Magneten) wieder korrigiert werden.
Zu beachten ist bei 2-Leiter Drehscheiben, die mit dem eingebauten Kehrschleifen-Relais arbeiten: die Null-Position stellt auch die Schalt-Linie für die Ansteuerung des Kehrschleifen-Relais dar!
 
Im Folgenden zeige ich Beispiele für die Montage von Hall und Magnet auf. Testen lässt sich das Auslösen des Hall-Sensors sehr gut mit Hilfe der PC-Software.
 
Montage Hall-Sensor

 
Magnete: Reichelt hat auch Permanentmagnete im Angebot:
  1. Magnet 3.0: 3x12mm
  2. Magnet 4.0: 4x19mm
  3. Magnet 7.6: 7.5x27mm
hier gilt: je grösser der Magnet, desto grösser kann der Abstand zum Hall-Sensor sein. Für die aufgezeigten Varianten würde ich daher den grossen "Magnet 7.5" nehmen, zumal dieser dann unter der Grube montiert wird. Allerdings ragt der Magnet bei Variante 1 dann ja die 27 mm nach unten (Konflikt mit Schatten-Bahnhof?). Sehr kräftige Magnete (d.h. kleinere Bauform bei gleicher Reichweite) bieten die sog. "Neodym Magnete" (ergibt z.B. bei Ebay über 4000 Treffer!)

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Fehlersuche

Ich empfehle, die Bühne zunächst direkt über die 3 Kabel mit der Grube zu verbinden, also bevor man einen Einbau in die Bühne vornimmt. Es werden hierfür die 3 Kabel LILA, GELB und GRAU zwischen Bühnen-Platine und Gruben-Platine verbunden. Wenn die Gruben-Platine keinen Kontakt mit der Bühne aufnehmen kann (d.h. die Rote LED auf der Grube blinkt ständig), dann muss man zunächst eine Diagnose der Bühne durchführen. Es empfiehlt sich auf jeden Fall die Kontrolle der Spannungen auf der Gruben-Platine:
 
Hier habe ich zunächst einmal das GND-Netz auf der Platinen-Oberseite hervorgehoben:
 
DSD2010_Buehne

 
Hier nun sollten ca. 18V zu messen sein. Ist dies nicht der Fall, dann D1 / R1 kontrollieren:
 
DSD2010_Buehne

 
Hier nun sollten ca. 5V zu messen sein. Ansonsten kann ein Problem mit dem IC2 (78L05) oder auch ein Kurzschluss im 5V-Netz vorliegen:
 
DSD2010_Buehne

 
Sind die 5V-Spannung und die 18V-Spannung auf der Platine zu messen, dann könnte es ein Problem mit der PIC-Programmierung geben (z.B. unprogrammierter PIC).
 

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Die Motoren der Bühne

Bei vielen Drehscheiben ist ein "ich bin kalt und drehe langsam" - Phänomen zu beobachten. Das Fahrverhalten der Drehscheibe verbessert sich mit meinem Drehscheiben-Dekoder DSD2010. Daher rate ich, den Dekoder zunächst mit dem Original-Motor zu probieren, ehe man sich Gedanken um einen neuen Motor macht.
Beim Umbau sollte man daher zusätzlich die Mechanik reinigen und altes Öl und Harz entfernen. Der Warm-Kalt Effekt tritt besonders dann auf, wenn altes Öl verharzt. Dieses Harz ist im kalten Zustand zäh, bei Erwärmung wird es dann dünnflüssiger.
 
Also: alles säubern und im Modell-Fachhandel nach nicht ausharzendem Öl fragen.
 
Der verbaute Antriebsmotor für die Drehscheibe kann variieren. Hier liste ich daher einmal die Motoren auf, die mir bisher begegnet sind.

Motor #1

Motor#1

Leerlaufstrom (@ 15V): 50..35 mA, kalt auch mal 70 mA
Kurzschlusstrom (@ 15V): 160..200 mA
Induktivität: ca. 15 mH
Vorkommen: eher selten
Feuerring: Ja
 
Gefunden in einer Fleischmann 6652 von ca. 1992
 
Dieser Motor hat eine künstliche Unwucht. Diese dient beim ursprünglichen Prinzip als Anschlag und verhindert, dass durch das weitere Drehen des Motors die Rastnase beim Erreichen des Gleises vom Grossrad eingeklemmt wird! Klemmt die Rastnase schafft die Spule es nicht diese zurück zu ziehen und den Motor anschließend zu starten. Am Blech der Rastnase befindet sich in Höhe des Anschlags ein Dorn als Arretierung. Zieht die Magnetspule das Blech nun nach hinten, gibt der Dorn den Anschlag frei. Der Motor kann anlaufen.
Bei den jüngeren Antriebstypen gibt es keine Unwucht da hier nun 3 Anschläge über den Umfang des Plastikträgers auf der Motorwelle sitzen!
 
Mit meinem Drehscheiben-Dekoder entfällt nun dieses ursprüngliche Rastnasen-Prinzip. Deshalb kann die Unwucht beim Umbau auch ohne irgendwelche Nachteile entfernt werden, wodurch der Motor natürlich wesentlich ruhiger läuft.
 
Leider rutscht die schwarze Lager-Buchse auch mal aus der Halterung, dann rappelt es kräftig. Ausserdem dreht sich dieser Motor im kalten Zustand besonders träge.

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Motor #2

Motor#2

Kurzschlusstrom (@ 15V): < 200 mA
Induktivität: ca. 15 mH
Vorkommen: häufig
Feuerring: Ja
 
Gefunden in einer Fleischmann 6652 und einer Märklin 7686
Bei diesem Motor ist das "ich bin kalt und drehe langsam" - Phänomen weniger stark ausgeprägt als bei Motor #1.

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Motor #3

Motor#3

Kurzschlusstrom (@ 15V): < 200 mA
Induktivität: ca. ?? mH
Vorkommen: häufig in älteren Märklin-Modellen
Feuerring: Ja
 

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Motor #4

Motor#3

Leerlaufstrom (@ 15V): ca. 20 mA, ein anderer Motor auch mal 40 mA
Kurzschlusstrom (@ 15V): 80..90 mA
Induktivität: ca. ?? mH
Vorkommen: in Märklin-Drehscheiben seit ca. 2003
Feuerring: Ja
 
Dieser Motor entspricht äusserlich dem Motor #3, hat jedoch eine andern Abschluss der Welle (hier Messing).
 
Dieser Motor hat einen sehr hohen Widerstand und damit einen kleinen Strom. Das klingt eigentlich ganz gut, bedeutet aber, dass dieser Motor am wenigsten Kraft hat. Damit ist dieses Teil der Schwächling in der Antriebs-Familie...
 

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Original-Motoren als Ersatzteil

Die Original-Motoren sind einzeln oder mit der ganzen Antriebeinheit von Fleischmann erhältlich. Allerdings muss man gerade für komplette Einheiten schon mal 3-stellige Beträge bereithalten.
 
Fleischmann: Ersatzteil Nr. 506152 (nur Motor)
Fleischmann: Ersatzteil Nr. 506052 (Motor mit Antriebseinheit für Fleischmann 6052 / 6652)
Fleischmann: Ersatzteil Nr. 506154 (Motor mit Antriebseinheit für Fleischmann 6154)
Fleischmann: Ersatzteil Nr. 509152 (Motor mit Antriebseinheit für Fleischmann 9152)

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Demontage eines Motors

buerste_k (10K) buerste_k (10K)

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Der Feuer-Ring

Die Motoren 1-4 haben ein kleines Problem in Form eines Metall-Ringes, der im Motor verbaut ist. Ich hatte ein Exemplar hier, das einen Strom von über 3A zog. Das macht natürlich der Drehscheiben-Dekoder eher nicht mit (obwohl der Feuer-Ring ja auch ganz nett aussah...). Nach Entfernen des Ringes lag der Motor-Strom wieder unter 200 mA.
 
Motor#3 explodoert

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Alternative 1: SB-Elektronik 14050 (Glockenanker-Motor)

Motor#4

Leerlaufstrom (@ 15V): ca. 4 mA
Kurzschlusstrom (@ 15V): 100..120 mA
Induktivität: ca. ?? mH
Motor-Art: Glockenanker-Motor
 
Da es sich bei diesem Motor um einen Glockenanker-Motor handelt, muss er mit einer Ansteuerfrequenz von mindestens 15 kHz betrieben werden. Der Dekoder DSD2010 steuert den Motor zwar mit 15 kHz an, jedoch ist gerade in der Langsamfahr-Phase am Ende der Drehbewegung die Kraft des Motors nicht optimal und eine Blockierung kann DSD2010 nicht erkennen (da sehr geringer Stromanstieg). Vorteil dieses Motors hingegen ist sein ruhiger und leiser Lauf.

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Alternative 2: Tillig (aus Weichenantrieb)

Motor#Tillig

Leerlaufstrom (@ 15V): ca. 60 mA
Kurzschlusstrom (@ 15V): ca. 200 mA
Induktivität: ca. ?? mH

Dieser Motor ist ein kraftvoller Ersatz, zu finden im Tillig Weichenantrieb 86110 (es ist ein Motor der Firma Johnson). Er passt (fast) perfekt: Höhe, Länge und sogar die Schnecke auf der Welle stimmen schon! Er ist jedoch 1.5 mm breiter, also muss man hier die Aufnahme des Motors etwas nacharbeiten. Auch der Aussendurchmesser des Wellenlagers ist geringer, sollte aber für eine richtige Positionierung des Motors in der Halterung ausgeglichen werden.
Eine kraftvolle Alternative, da muss man dann schon aufpassen, dass man sich an der drehenden Scheibe nicht die Finger klemmt!
Der Umbau sollte jedoch nicht unterschätzt werden: Nur eine gute Positionierung in der Halterung führt zu einem runden und zufrieden stellenden Lauf der Drehscheibe. Dies ist nicht ganz ohne, und wenn die Halterung erst einmal für die Abmaße des Tillig-Motors bearbeitet worden ist, gibt es kein Zurück mehr!
 
Der Motor ist als Einzel- / Ersatzteil mit der Art. Nr. 270025 von Tillig bezeichnet.

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