C-Wissel, stepper

C-Wissel van Märklin aandrijven met een mini-actuator en StepperDriver

Op de foto hierboven zie je een gewone Märklin C-wissel, een populair railsysteem. Prima spul maar, om het voorzichtig te stellen, zijn de wisselaandrijvingen op basis van een elektromagneet wel een beetje van vroeger en kunnen ze misschien beter.
Motortjes worden tegenwoordig steeds kleiner, het op de foto hiernaast getoonde motortje is een hele kleine bi-polaire stappenmotor. Diameter van het motortje is slechts 8mm. De motor laat een schroefdraad draaien, daarop zit een moertje en een schuif die door het draaien van de schroefdraad heen en weer wordt bewogen. Zo een inrichting heet dan een actuator.

Een bi-polaire stappenmotor (=stepper) heeft best wel een ingewikkelde aansturing nodig, gelukkig zijn hiervoor kant en klare microcontrollers te koop die dit prima kunnen afhandelen met maar een paar zaken die je als gebruiker zelf moet regelen. De A4988 is hiervan misschien wel de meest gebruikte variant, je vindt deze microcontrollers echt overal in, denk aan CNC machines, (3D)printers, laserssnijder en dus nu ook in wisselaandrijvingen voor C-wissels.
Er zijn kleine, de rode op de foto, printjes te koop waarop zo een A4988 is geplaatst samen met alle overige componenten die nodig zijn om die A4988 zijn werk te laten doen. Daaromheen heb ik dan een eenvoudig printje gemaakt met een voeding, een pulsgenerator en twee opto-couplers. Met de pulsgenerator kun je de snelheid van de motor regelen. Met de schakeling van de optocouplers kun je de motor rechts of linksom laten draaien. Ook met een 'gewone' wisseldecoder of twee extra drukknoppen op je bedienpaneel kan de motor en daarmee de wissel worden aangestuurd. De twee drukknopjes op de print zelf hebben ook die functie.

Monteren van de mini-actuator aan de C-wissel

Hiervoor zijn veel manieren te verzinnen, tot het maken van een fraaie 3D geprinte houder tot gewoon met een lijmpistool de actuator in de wissel plakken. Het laatste heb ik met het getoonde demomodel (wat ik ook altijd op de Houten modelspoorbeurs laat zien) gedaan.

Aanpassen C-wissel. Haal voorzichtig het afdekplaatje aan de onderzijde los. Zit ingestoken in 3 positie gaatjes en met 4 klemmetjes. Verwijder het 'omklap' veertje. Wissel ziet er nu uit zoals de foto.
Neem een stuk 4 delig flatkabel (of iets anders met 4 aders) lengte als van de wissel naar StepperDriver. Zet aan een kant een 4-pins female dupont stekkertje, passend op de 4 delige male connector op StepperDriver. De andere kant van het snoertje op de 4 aansluitingen op de mini-actuator. Het motortje heeft twee meetbare spoelen, de twee bovenste vlakjes is spoel 1 de twee onderste vlakjes is spoel 2. De aansluiting op StepperDriver: pinnen 1&2 zijn voor spoel 1, pinnen 3&4 voor spoel 2.
Let op! Die aansluiting op de motor zijn heel erg teer. Lijm de actuator met lijmpistool op de bodem van de C-wissel, zo dat de schuif in lijn ligt met de nokjes op het ronde 'dingetje' die de wisseltongen omlegt.
Lijm de bedrading goed vast. Zodat dit niet meer kapot kan gaan.
Sluit aan op StepperDriver en test of de schuif mooi heen en weer gaat.
Nu komt het moeilijkste deel. De slag die de schuif maakt komt ongeveer overeen met de slag die het ronde dingetje nog heeft voor het omleggen van de wissel. Maak van een stukje verenstaal, ik gebruik hiervoor een elektrische gitaarsnaar 011 dik, een vormpje die je vastmaakt aan de schuif en aan het nokje op het ronde dingetje. De vorm van dit 'drijfstangetje' is cruciaal voor de werking. Proberen totdat het is gelukt.
Nu nog zorgen dat het drijfstangetje op zijn plaats blijft. Gedaan met superdun koperdraad (wrapwire) op het schuifje. Om te voorkomen dat het stangetje van het nokje op het rode dingetje gaat, een stukje evergreen styreen lijmen op het rondje en daar weer op een dun plaatje styreen die het stangetje belet van het nokje af te schieten. Inderdaad een hoop gepriegel maar prima resultaat.
Met een beetje geluk heb je het kapje er heel af gekregen dan kun je die nu weer terug plaatsten. Of laat het gewoon open. Afdekken door er plaatje dik papier overheen te lijmen in ook een optie.

Bedienen

Een gewone commerciele wisseldecoder kun je gebruiken om de wissel om te leggen. Bij voorbeeld met een ESU switch pilot. (alle andere merken werkt ook) Deze heeft 4 aansluitingen voor 4 wissels. Iedere aansluiting heeft een blokje van 5 connectors. Van zo een blokje zijn de buitenste bedoeld voor de terugmelding naar de centrale, die laten we in dit verhaal even buiten beschouwing. De middelste is de positieve pool deze moet je met de twee plus-aansluitingen op StepperDriver verbinden. De twee connectors direct naast de middelste op het blokje verbinden overeenkomend met de beide min-aansluitingen op dat 4 pins blokje op StepperDriver. Met 'gewoon' driedelig modelspoor wisseldraad gaat dat dus prima. De decoder wel een gelijkspanning geven (geen wisselstroom van een 'oude' Märklin trafo of een PWM uitgang van een ROCO regelaar) op de daar voor bedoelde connectors. (ook niet doorverbinden met de DCC ingang)
Die wisseldecoder staat standaard zo dat het niet een constante stroom geeft bij het omleggen van een wissel maar het geeft alleen een puls. De lengte van die puls kun je instellen met CV3 voor uitgang 1, CV4 voor 2, CV5 voor 3 en jawel CV6 voor de uitgang 4.
Nu even spelen en experimenteren met de lengte van de puls uit de decoder en de snelheid van de motor die je kunt instellen met de trimmer op StepperDriver zodat de wissel mooi wordt omgelegd.

Op dat blokje van 4 pinnen kun je ook drukknoppen aansluiten die je wil plaatsen op je bedienpaneel. Wanneer er een positieve spanning ergens tussen de 5V ~ 18V op de plus en de min pinnen van een van de twee kanten komt gaat de motor draaien.

Page updated

Google Sites

Report abuse