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 / Download / Firmware / Variations-Möglichkeiten / Montage Hall-Sensor / Fehlersuche / Motoren

 
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

Einbau-Anleitung für DSD2010
Hier wird der Einbau und damit der Anschluss der Bühnen-Platine des DSD2010 Systems beschrieben
adobe Einbau-Anleitung

 
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. Bei uns im Shop finden Sie fertig konfigurierte SUSI Module und auch die passenden Lautsprecher.
In der folgenden Übersicht finden Sie die passenden SUSI Module. Bitte beachten Sie, dass diese Module mit dem Drehscheiben-Sound bespielt sein müssen. Zudem wird in der Regel noch der passende Lautsprecher benötigt.
 
buehne Anschluss

Download

adobe Reflektorscheibe 4er - 3er - 6er

Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Bühne
Pixel
adobe PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.51
 
Stückliste Detail (Website) 		Änderungen: V1.51, Okt. 2016:
  1. R2 von 22k auf 1k5
  2. C4 von 47pF auf 1nF

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Download Firmware

Über den 5-poligen Stecker X1 kann die
bestückte Bühnen-Platine programmiert werden.
 
siehe arrow PICs programmieren
DSD2010 Bühne Programmierstecker X4

 
Firmware Download für 16F690
Pixel
disk Protokoll DSD2010 Projekt
Name dsd2010_buehne_041.hex
Version V0.41
Prozessor PIC 16F690

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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.
 
Bei diesem Motor sitzt das Antriebs-Ritzel nur Lose auf der Welle (»Rutsch-Kupplung«), daher kann es passieren, das sich die Bühne nicht bewegt obwohl sich er Motor dreht. Ich empfehle daher, das Ritzel mit einem kleinen Tropen Sekundenkleber zu fixieren.

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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 bis 40 mA
Kurzschlusstrom (@ 15V): 80..90 mA
Induktivität: ca. 40 mH
Vorkommen: in Märklin- und Fleischmann 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.

 

Alternative 1: SB-Elektronik 14050 (Glockenanker-Motor) - Neu ab ca. 2015

Motor#SB_2

Leerlaufstrom (@ 15V): ca. 4 mA
Kurzschlusstrom (@ 15V): 100..120 mA
Induktivität: ca. ?? mH
Motor-Art: Glockenanker-Motor
 
Der Überarbeitete Motor von SB hat eine geringe Stromaufnahme und einen sehr ruhigen und leisen Lauf. Er arbeitet gut mit dem DSD2010 zusammen. Die Einstellung der Lastregelung ist etwas tückisch, daher sollte sie bei freilaufendem Antrieb vorgenommen werden. In der aktuellen Bedienungsanleitung wird beschrieben, wie dieser Motor einzurichten ist.

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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.
Der Motor ist offenbar nicht mehr lieferbar!

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Alternative 3: Mashima M20K

Motor#Mashima

Leerlaufstrom (@ 12V): ca. 60 mA
Kurzschlusstrom (@ 12V): ca. xx mA
Induktivität: ca. ?? mH

Leider ist dieser Motor nicht so leicht zu bekommen. Es handelt sich um einen sehr kraftvollen 5-poligen DC-Motor. Länge 20mm, Höhe 9.3mm, Breite 13.1 mm (also schmaler als der Fleischmann Motor!), 12V mit 17.000 U/Min. Beim Einbau muss aufgrund der etwas geringeren Breite etwas improvisiert werden.
Mir sind bislang 2 Umbauten bekannt, die sehr erfolgsversprechend sind! Die Kraft ist auch im unteren Drehzahlbereich sehr gut.
 
Benötigt wird auch noch eine passende Schnecke, sofern diese nicht vom alten Motor abgezogen und auf die Welle des neuen Motors gesteckt wird. Die Daten der Schnecke:
Außen-D = 4 mm
Innen-D = 1.5 mm
Länge = 6 mm
Modul = 0.4, eingängig

 
Bezugsquellen:
 
M20K bei www.sehling.de
 
Schnecke MO04R4,0-POM bei www.sehling.de POM (Schnecke Modul 0,4 Rechts d=4,0mm - Bohrung = 1,48mm - L =6,0mm)
 
Schnecke MO04R4,0-6 (Messing) bei www.sehling.de (Messing - Schnecke Modul 0,4 Rechts d=4,0mm - Bohrung = 1,49mm - L =6,0mm)
 

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