Akku und Fernsteuerung mal anders

  • Liebe Steinchenfans,


    heute möchte ich meine Ideen zu alternativen Antrieben von Legobahnen zum Besten geben.

    Es ist ja inzwischen kein Geheimnis mehr, dass manchmal Waggons als Antrieb für einen Zug eingesetzt werden. Es gibt eben Lokomotiven, in die kein Powerbrik reinpasst. Manchmal ist es auch schwierig, einen Standardantrieb einzusetzen. Wie gesagt, werden hierfür manchmal Waggons eingesetzt. Alternativen zum Antrieb sind im Internet zu finden, also setze ich den Standardmotor mit dem üblichen Drehgestell ein.

    Für manche Anwendungen ist der Powerbrik nicht so praktisch, weil er Batterien frisst. Es gibt auch von anderen Herstellern Alternativen mit Akku. Diese zeichnen sich allerdings nicht gerade durch eine hohe Laufzeit aus. Die Krönung war eine Lok, die ich bei einem asiatischen Hersteller gekauft hatte. Diese konnte man nur ein- und ausschalten. Also volle Kanne oder stehen. Geht gar nicht.


    Mein Ansatz ist eine Alternative Elektronik. Ich sage es gleich: ich bin ein Vollblutelektroniker. Also nichts für Anfänger in Sachen Elektronik. Ich habe die erste Leiterplatte so gemacht, dass man sie noch mit der Hand löten kann, trotzdem sich wenige SMD-Bauelemente darauf befinden.

    Die Idee war handelsübliche Akkus einzusetzen, die auch austauschbar sind. Modern sind Li-Ion-Akkus von der Größe 18650, die es in verschiedenen Stärken bzw. Kapazitäten gibt.


    Als Erstes gibt es ein Blockschaltbild mit den Modulen:


    Nach mehreren Experimenten mit verschiedenen Modulen fiel die Wahl auf folgende Module:

    Lademodul: Micro USB Lademodul 1A 5V

    Steuerung: ESP32 Entwicklungsmodul NodeMCU mit 30 Pins

    Spannungswandler: Step-Up Spannungswandler 1,5 A (5 V, 8 V, 9 V oder 12 V)

    Motortreiber: TB6612FNG-Modul


    Hier einige Impressionen von den ersten erfolgreichen Versuchen. Teilweise noch mit anderen Modulen. Aufgebaut auf Steckbrettern. Träger ist ein modifizierter Autotransportwaggon von BlueBrixx. Im unteren Deck sind 2 Akkus 18650.

                     

    • Offizieller Beitrag

    Das Löten habe ich auch mal gelernt. Ich bin Fernmeldeelektroniker. Allerdings noch mit so richtigen Bauteilen. Kondensatoren so groß wie Duplosteine🤣

    Bißchen kleiner waren sie schon, aber nicht viel.

    Vielen Dank für die Einblicke 😃

  • Ich hatte auch mal überlegt fürs Lademodul + Akku das Drohnenzubehör zweckzuendfremden, aber irgendwie bin aus den Bastelalter raus. Ich habe noch mit Röhren gebastelt, später natürlich auch noch mit Schaltkreisen, aber SMD hatte ich nie.

  • Liebe Steinchenfans,


    hier sind ein paar Fotos von den benutzten Modulen.



    Lademodul 1A



    Spannungswandler auf 9 Volt max. 1,5 A



    Mikroprozessor ESP32



    Motortreiber TB6612FNG

  • So stelle ich mir die Leiterplatte für die Batteriehalter vor.

    Es ist so konstruiert, dass pro Seite eine Doppelhalterung bestückt werden kann. Aber auch die einfache Halterung kann verwendet werden. Natürlich kann auch kombiniert werden. Die Akkus werden parallelgeschaltet. Es ist zu empfehlen, nur schwach geladene Akkus einzusetzen, um gegenseitige Ladung und Entladung zu vermeiden. Des Weiteren habe ich auch Lötaugen vorgesehen, damit diese Module stapelbar sind. Dafür kann handelsüblicher Kupferdraht aus NYM-Kabel mit 1,5 mm2 verwendet werden.


    Die Leiterplatte ist 4 2/2 Steinchen breit und 13 Steine lang. An den Enden sind Löcher, die zu Klemmbausteinen kompatibel sind.


  • Hallo,


    danke, für die Frage.


    Der Sinn hinter der Schaltung ist, die Stromversorgung ein und auszuschalten.


    Wenn der Taster betätigt wird, leuchtet die LED in OK2 und lässt den Transistor in diesem leitend werden, was ein LOW am Gate der MOSFET bedeutet und dessen Durchschalten zur Folge hat. Wenn ich die Taste loslasse, wird der Stromfluss wieder unterbrochen. Um dies zu verhindern, kommt OK1 ins Spiel, der vom µC gesteuert wird. Wenn der µC eine "1" an POWER_SE ausgibt, steuert der Transistor von OK1 durch und realisiert eine Selbsthaltung. Folge: Stromversorgung bleibt an und der µC kann seine Arbeit verrichten.

    OK3 steuert ebenfalls durch, wenn der Taster betätigt wird. Er gibt sein Signal an den µC als LOW weiter, der dann durch einen Interrupt darauf reagieren kann. Zum Beispiel Ausgang POWER_SE auf "0" und damit Stromversorgung auf AUS stellen.


    Mir ist durchaus klar, dass man diese Schaltung auch mit Transistoren realisieren kann. Ich habe mich für Optokoppler entschieden.

    Beim ESP32 gibt es auch einen Sleepmode, mit dem man eine minimale Stromversorgung realisieren kann. Da ist dann die Frage, wie schalte ich den Rest der Schaltung ab. Und wie bekomme ich sie wieder an. Der ESP32 sieht einen Touch-Sensor vor, welchen ich für ungünstig halte. Wie setzt man stattdessen einen Taster ein?


    Ich bin offen für Verbesserungsvorschläge, die ich gerne in folgende Versionen einfließen lasse. Dies ist Version 1 und die funktioniert mit 3 Optokopplern. Sie funktioniert wirklich. Ich habe die Leiterplatte fertig bestückt und die ersten Probeläufe durchgeführt. Fotos kommen in den nächsten Tagen. Leider kann ich hier keine Filmsequenzen einstellen, da dieses Portal es nicht zulässt.


    Gute Nacht!

  • Nun geht es weiter. Jetzt wird die Leiterplatte für die Steuerung vorgestellt. Wie ich schon schrieb, habe ich SMD-Bauelemente verwendet. Dies betrifft aber nur die Widerstände und den MOSFET. Wer dies nachbauen will, muss sich vorher Gedanken machen, in welcher Reihenfolge er dies tut, weil manche Bauteile andere verdecken. Vor dem Einbau des Step-Up-Wandlers muss dieser durch eine Lötbrücke auf 9 Volt eingestellt werden. Der Step-Up-Wandler wird komplett vom ESP32 verdeckt. Damit entsteht die Reihenfolge: Header für Step-Up-Wandler, TB6612FNG, Step-Up-Wandler, die diskreten Bauelemente und erst zum Schluss das Lademodul und der ESP32.


    Die Leiterplatte für die Steuerung ist 11 Steine lang und 4 Steine Breit. Auch an dieser Platine sind Löcher für Klemmbausteine, um sie befestigen zu können.


  • Die Leiterplatte ist inzwischen industriell hergestellt worden.

    Hier ein Bild davon. Es ist noch eine Vorversion, die abweichende Bauelemente hat, was die Bauform betrifft.

    Es sind eigentlich zwei Leiterplatten, die verbunden sind. Die Stege müssen getrennt und geglättet werden. Der Grund dafür ist, Kosten für Prototypen einzusparen.


    steinchenfans.de/wcf/index.php?attachment/64133/      steinchenfans.de/wcf/index.php?attachment/64134/

    • Offizieller Beitrag

    Das ist ja bedauerlich.

    Hast du mal STRG-F5 versucht, sollte bei gängigen Browsern gehen?

    Aus meiner Sicht ist alles OK.

    Auch bei beim erneuten Laden kommt da nichts. Ich vermute du hast das Zeitlich länger gebraucht beim erstellen des Beitrages. Durch deinen Chace siehst du das dann aber wir nicht.

  • Hier sind nochmal Bilder:

    Die Leiterplatte mit einer doppelten Akkufassung. Bei dem rechten Bild sind die Klemmbausteine zu erkennen.