Самодельный поворотный круг

[Gematogen]

А, скажем, в рамках данной программы можно сделать просто блок управление сервоприводом?
Что бы он помнил состояние при выключении (или считывал текущее при включении) и не дёргал серву при подаче питания?
И что бы можно было настроить крайние положения, за которые нельзя вывести серву ручкой управления?

Эта приблуда была бы полезна при управлении всякими автономными объектами не завязанными на автоматику макета.

Второй вопрос: на базе сервопривода можно соорудить маленький поворотный круг.
Было бы интересно иметь заготовку для него. Я имею в виду систему датчиков и управление сервой.
Как фишка было бы полезно иметь возможность задавать точность позиционирования угла поворота не механически, а электронно, системой управления. Если это возможно, то и физические датчики не нужны. Правда, нужно будет предусмотреть выдачу сигнала о занятии позиции в систему обратной связи. Может быть для этого нужно применить цифровую серву. Тут нужно мнение специалиста.

[Равнодушный кот]

Gematogen, Есть сервы постоянного вращения. есть инструкции по переделке в такие (тех же китайских SG-90). Из можно теоретически под поворотный круг. Сервы с обратной связью дорогие; Запоминать положение и не дергать при включении-  тут никакой сложности нет. Просто подал питание и пока не пришла команда на перевод сервы - серву не включать.
С поворотным кругом - можно в контроллер сохранить значения сервы для каждого сектора. Но, что-то кажется, точность позиционирования тут простыми средствами не получишь. Скорее всего точнее будет шаговый двигатель и какие-то датчики полождения

[Gematogen]

Есть сервы постоянного вращения.

В ряде случаев будет достаточно сервы на 270 градусов.

Сервы с обратной связью дорогие

Если это позволит исключить датчики, то игра стоит свеч.

Прозрение наступило внезапно...
Если у нас есть микроконтроллер и нам нужна серва с обратной связью, но таких нет, то зачем нам серва?
Нужен мотор с редуктором, драйвер для управления и в качестве ОС - энкодер с высоким разрешением (правда, штука недешёвая ни разу).
И редуктор нужен со сквозным валом - для прямого подключения энкодера.
Требуемое разрешение зависит от габаритов и требуемой точности позиционирования. Например, для круга диаметром 100 мм при требуемой погрешности не хуже 0,3 мм нужен энкодер на 1000 шагов.

[Gematogen]

А вот и подходящий мотор с редуктором.
Жаль, энкодер встроенный не поможет.

[Alexandro]

Второй вопрос: на базе сервопривода можно соорудить маленький поворотный круг.
Было бы интересно иметь заготовку для него. Я имею в виду систему датчиков и управление сервой.
Как фишка было бы полезно иметь возможность задавать точность позиционирования угла поворота не механически, а электронно, системой управления. Если это возможно, то и физические датчики не нужны. Правда, нужно будет предусмотреть выдачу сигнала о занятии позиции в систему обратной связи. Может быть для этого нужно применить цифровую серву. Тут нужно мнение специалиста.

я не спец,но сделал довольно топорный сервотестер с  lcd экраном,на экран показывается считываемое положение сервы( изменение позиции сервы энкодером - запись положения - считывание - индикация ).С запоминанием положения после выключения  -  я наконец доделал вариант управления сервами без предварительной установки углов - 2 крайних положения каждой сервы настраиваются потенциометром и отправляются в ЕEPROM после.Возможно так же реализовать и память положения после обесточивания макета,но на деле насколько оно необходимо - на настоящей железке у стрелок есть положения "по умолчанию" - например сбрасывающая перед переездом )

[Gematogen]

экран показывается считываемое положение сервы

Чем считывал положение?
Если задействовать встроенный переменный резистор, то нужен отвод от него.
Какая точность считывания/установки угла возможна и достаточно ли стабильно работает источник питания, что бы не было дрейфа?

[Alexandro]

Чем считывал положение?
Если задействовать встроенный переменный резистор, то нужен отвод от него.
Какая точность считывания/установки угла возможна и достаточно ли стабильно работает источник питания, что бы не было дрейфа?

  считывание - функция servo.read() - на деле показывает последнее записанное сервой значение.Если серве ничего не мешает занимать крайние положения ( кстати те же микрики или др.посторонние детали ) то после отключения она вряд ли изменит свое положение,запозший случайно в макет таракан вряд ли сможет изменить положение сервопривода).Точность установки - до градуса ,но на деле,в Nашем масштабе достаточно точности +/-5 градусов.Дрейф не замечал в процессе использования - пришла команда измнить угол - серва подключилась ( программно ) - перевелась - пауза - отключилась,состояние ( физическое ) сохранилось.Глюки были только програмные при запуске искрящих локов из-за импульсных помех.
про встроенный потенциометр - не совсем понял.

[Gematogen]

про встроенный потенциометр - не совсем понял.

Если вскрыть серву и подпаять провод к бегунку сервы, на нём будет напряжение, пропорциональное углу поворота. Но это уже вмешательство в устройство.

[Bobby56]

Нужен мотор с редуктором, драйвер для управления и в качестве ОС - энкодер с высоким разрешением (правда, штука недешёвая ни разу).

Все эти навороты хороши. А если попроще? Я в смысле позиционирования. Ферму круга сделать "слегка подпружиненную" в горизонтальной плоскости. Прецессия порядка +/- 0,4-0,5мм. Такая точность позиционирования может быть обеспечена даже микриками. А дальше механически двухсторонним клином или конусом Морзе, который размещается в теле поворотной фермы, более точно доводить каретку (ферму) до нужного положения. Может быть это старомодно, но не менее точно чем

для круга диаметром 100 мм при требуемой погрешности не хуже 0,3 мм нужен энкодер на 1000 шагов.

.
И уж точно не нужно никаких хитрых программ и драйверов управления дорогими шаговиками. В конце концов мы ведь обсуждаем аналоговую схему ... или все-таки цифру?

[Кёф]

Меня давно интересовала реализация существующих кругов с инженерной точки зрения.
Мой интерес проснулся, когда я увидел фото внутренней платы поворотного круга KATO (сейчас не смог найти это фото).
Там плата предназначена для чёткого определения позиции на круглой фольгированной плате, помимо передачи питания рельсов и сигналов электронике.

По той плате ползало  похожее устройство:

https://www.digital-bahn.de/bau_ds/ds_umbau_c.htm

Конечно, самое простое - серва. Есть варианты  промышленной реализации с сервой.
http://www.modellbahnshop-lippe.com/produkt/FALLER/39-2-0-188789-004014-0-0-0-2-0-0-grp-de-p-0/ein_produkt.html

Что можно сделать самостоятельно.
Если использовать мой скетч - то можно крутить любую серву - там предусмотрено 2 кнопки на 2 положения:
https://forum.nscaleclub.ru/index.php?topic=3562.msg97774#msg97774

Или-же можно использовать просто серво-тестер или специальный готовый аналоговый модулёк:
https://forum.nscaleclub.ru/index.php?topic=4800.msg109837#msg109837

Намного интереснее сервы выглядит шаговый двигатель. Это и сила и точность и предсказуемость.
Для особо влюблённый в инженерные изыски, вот такой вариант подключения ШАГОВОГО двигателя без контроллера вообще:


Кстати сервы бывают разные по мощности


Заводской поворотный круг. Это прекрасное законченное изделие с массой продуманных деталей.
http://www.katousa.com/N/Unitrack/Turntable.html

Более продвинутый, со счётчиком угла тут:

В приведённой реализации, кстати обозначен самый минимальный минимум именно для автоматизации т.к. серва, это всё-таки грубовато для оценки текущего положения.

В любом случае, сейчас есть способы сделать хорошо меньшими силами, чем ещё 10-15 лет назад:
http://www.tslrr.com/turntabl.htm

А с редуктором возникает тот же вопрос с определением точного положения круга. И привод тут уже не важен.

Совершенно верно!

Далее, я просто рассуждаю, чтобы просто не забыть...

Спойлер (кликните для показа/скрытия)

Но тут много способов. Самый простой, который вы и предложили - датчики на валу двигателя.
1. Допустим, что тот редуктор даст 1 угловой градус на 10-15 оборотов двигателя (ну от балды).
2. Контроллер примет на вход от энкодера каждый оборот, а значит сможет вычислять относительное движение (относительно начала работы).
3. Останется только добавить точку "0" (верхняя мёртвая точка ), каким-то любым доступным способом.

Посложнее - энкодер на валу двигателя т.к. всё зависит от возможностей энкодера, но это точно не тот случай, чтобы добиваться n-разрядного кода положения поворотного круга.
А по сути, те-же 2 датчика на валу дадут программе информацию о количестве оборотов, но при каждой остановке нужно записать значение вычисленных градусов в EEPROM (что будет иметь свои нюансы).
Таким образом в EEPROM всегда будет некое значение, однако все нюансы вместе всегда будут давать ошибку и без обратной связи всё равно не обойтись.

В серийных поворотных кругах в качестве обратной связи, как я понял, выступает большое контактное колесо и там (у KATO точно но не могу найти фото этого колеса) есть фиксированное число позиций, которые пляшут от рельсовых адаптеров к мосту поворотного круга (стандарт UNITRACK).

Скорее всего, чтобы не городить огород, нам нужно смириться с тем, что после включения поворотный круг будет ехать с текущего положения Х в положение "0" и там останавливаться, а потом будет спокойно крутиться весь сеанс командами - "на 30 градусов через правое плечо КРУТИСЬ", "на 45 градусов через левое плечо КРУТИСЬ" пока не накопится ошибка.

Вывод:
Для покатушек обратная связь от круга не нужна - достаточно самому вручную ловить нужный путь и достаточно реализовать схему хоть с бутылкой (вместо бутылки просто нужно применить что-то поприличней).
Для макета лучше всего организовать датчики, отличающие каждый путь по идентификатору, тогда это будет легче интегрировать с автоматикой (например каждый путь на отдельную кнопочку).

[Gematogen]

Кстати сервы бывают разные по мощности

Это не шаговые двигатели?

Допустим, что тот редуктор даст 1 угловой градус на 10-15 оборотов двигателя

К сожалению, редуктор обычно имеет передаточное отношение с дробной частью. Это даст ошибку при каждом полном обороте. Не факт, что датчик в нулевой зоне позволит её компенсировать.
Так же надо будет корректно прописать место остановки - это будет не точка, а интервал. Иначе замучаешься двигатель дёргать туда-сюда (я про мотор постоянного тока).

В серийных поворотных кругах в качестве обратной связи, как я понял, выступает большое контактное колесо

У фляйша, ЕМНИП, кастомный энкодер.

[Кёф]

Конечно это шаговики!
Но сервы тоже разные бывают!

[Gematogen]

Хотел спросить - какие возможны варианты по датчикам обратной связи?
1 - оптопары с щелевыми экранами - много работы по монтажу механизма, негибко.
2 - энкодер на валу двигателя - нужен двигатель со сквозным валом. Погрешности пересчёта в обороты вала круга. Нужно компенсировать зазоры в редукторе и инерционность двигателя программным расширением "мёртвой зоны".
3 - энкодер на валу круга - нужен редуктор со сквозным валом и энкодер с высоким разрешением - дорого и громоздко.
4 - резистор на валу круга - непонятна точность, рабочий сектор ме больше 330 градусов. В принципе, для маленького круга - достаточно. Есть резисторы с отверстием под вал.
5 - энкодер подключённый к шестерне на круге. Менее точно, чем 2, но компактнее.

И ещё вопрос по энкодерам - я правильно понимаю, что максимальная точность - половина шага энкодера?

[Кёф]

Хотел спросить - какие возможны варианты по датчикам обратной связи?
...

Михаил!
Я не гуру, но кое-что паял и программировал.
Изобретать что-то принципиально новое смысла не имеет. Единственное чем имеет смысл заниматься-это использовать то, что доступно нам в виде более-менее законченных блоков и грамотно это интегрировать, получая удовольствие от процесса.

Вот пример. Детали от струйного принтера (валялся он долго - неисправный и ненужный, наконец с подачи Bobby разобрал):
Механизм позиционирования листа.


Обратите внимание на считыватель внизу и что-то вроде метки на диске.
Периметр диска весь в микрорисунке "расчёска".


Двигатель обычный DC:


Этого хватает, чтобы сделать принтер 600 точек на дюйм на 600 точек на дюйм.
Неужели нам не хватит этого для поворотного круга?

Или механизм позиционирования головки:


Та-же расчёска и внутри на платке считыватель:

[4887]

Я пытаюсь электрифицировать поворотный круг Arnold 6388 и даже спаял декодер для управления. К сожалению, пока нет фото, но завтра попробую это исправить.