PIC16F und Modellbahn-Weichenantrieb

L

Lennart Widhalm

Guest
Hallo !

Wir hatten das schon mal unter "PIC16F873 mit ungewollten Programmstart",
sowie "PIC16F873 Ausgangsleistung verstärken" diskutiert. Aber ich bin
mitlerweilen am verzweifeln. Mein PIC wird mit 5V betrieben. Das Programm
arbeitet einwandfrei. Mit den Ausgängen des PIC will ich einen
Weichenantrieb für meine Modelleisenbahn ansteuern. (Roco 40295). Das ist
ein Doppelspulenantrieb der einen gemeinsamen Anschluß für die "Masse",
sowie 2 weitere, einen für nach "rechts" schalten, den anderen für nach
"links" schalten hat. die Stromaufnahme liegt bei ca. 300mA. Ein kurzer
Impuls (ca.200mS) reichen aus, um den endabgeschalteten Doppelspulenantrieb
zu bedienen. Die Spulen benötigen eine Spulenspannung von ca.18Volt. Einfach
mit Transistoren in die "Höhe pumpen" ist zwar gut, aber trotz Schutzdiode
parallel zur Spule(1N4148 oder 1N4007) gibt es da immer wieder returschüsse
in den Pic, der dann einen verbotenen Neustart ausführt. Die galvanische
Trennung mit Optokopplern überleg ich gerade, aber muss der Aufwand wirklich
sein??? Ich habe auch schon den Vorschlag von
http://www.sprut.de/electronic/pic/grund/ioports.htm (das letzte Bildchen)
nachgebaut, aber festgestellt, das mit z.B. einer Lampe alles funktioniert,
aber mit Weichenantrieb (und Schutzdiode) trotzdem von mir so genannte
"retouschläge" in den Pic sind. Meine Frage an Euch Fachkundigen: Hat da
jemand wirklich selbst erprobte Erfahrung für mich ????

DANKE im voraus!!!!!!

Lennart (der frustrierte)
 
Lennart Widhalm wrote:
Hallo !

Wir hatten das schon mal unter "PIC16F873 mit ungewollten Programmstart",
sowie "PIC16F873 Ausgangsleistung verstärken" diskutiert. Aber ich bin
mitlerweilen am verzweifeln. Mein PIC wird mit 5V betrieben. Das Programm
arbeitet einwandfrei. Mit den Ausgängen des PIC will ich einen
Weichenantrieb für meine Modelleisenbahn ansteuern. (Roco 40295). Das ist
ein Doppelspulenantrieb der einen gemeinsamen Anschluß für die "Masse",
sowie 2 weitere, einen für nach "rechts" schalten, den anderen für nach
"links" schalten hat. die Stromaufnahme liegt bei ca. 300mA. Ein kurzer
Impuls (ca.200mS) reichen aus, um den endabgeschalteten Doppelspulenantrieb
zu bedienen. Die Spulen benötigen eine Spulenspannung von ca.18Volt. Einfach
mit Transistoren in die "Höhe pumpen" ist zwar gut, aber trotz Schutzdiode
parallel zur Spule(1N4148 oder 1N4007) gibt es da immer wieder returschüsse
in den Pic, der dann einen verbotenen Neustart ausführt. Die galvanische
Trennung mit Optokopplern überleg ich gerade, aber muss der Aufwand wirklich
sein??? Ich habe auch schon den Vorschlag von
http://www.sprut.de/electronic/pic/grund/ioports.htm (das letzte Bildchen)
nachgebaut, aber festgestellt, das mit z.B. einer Lampe alles funktioniert,
aber mit Weichenantrieb (und Schutzdiode) trotzdem von mir so genannte
"retouschläge" in den Pic sind. Meine Frage an Euch Fachkundigen: Hat da
jemand wirklich selbst erprobte Erfahrung für mich ????

DANKE im voraus!!!!!!

Lennart (der frustrierte)
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Hallo Lennart,

wie sieht denn Deine Stromversorgung für den PIC aus? Hast Du die auch
gut abgeblockt mit 0.1ľF Keramikkondensator und 10ľF Tantal direkt am
PIC-Versorgungspin? Wie sieht das Layout aus, gibt es dort
Übersprechen wegen Paralellführung empfindlicher Eingangsleiterbahnen
mit Schaltspitzen führenden Treiberausgängen?

Und das Wichtigste, sind die Betriebsspannungen für die Relais und dem
PIC getrennt? Wenn nicht, dann ,ußt du die gut über LC entkoppeln.

MfG MAnfred Glahe
 
Lennart Widhalm schrieb:

Wir hatten das schon mal unter "PIC16F873 mit ungewollten Programmstart",
sowie "PIC16F873 Ausgangsleistung verstärken" diskutiert.
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Und man hat dir gesagt, dass dein Problem an ungünstigem Layout liegt.
Stells doch wenigstens mal ins Web, mit der Kristallkugel klappt das
nicht so.


http://www.sprut.de/electronic/pic/grund/ioports.htm (das letzte Bildchen)
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Bleib beim ULN2003/2803.


Gruß Dieter
 
Hallo Lennart,


"Lennart Widhalm" <elektronik@gmx.at> schrieb im Newsbeitrag
news:44211e00$0$567$79720d31@newsreader.inode.at...

Die Spulen benötigen eine Spulenspannung von ca.18Volt. Einfach
mit Transistoren in die "Höhe pumpen" ist zwar gut, aber trotz Schutzdiode
parallel zur Spule(1N4148 oder 1N4007) gibt es da immer wieder returschüsse
in den Pic, der dann einen verbotenen Neustart ausführt. Die galvanische
Trennung mit Optokopplern überleg ich gerade, aber muss der Aufwand wirklich
sein??? Ich habe auch schon den Vorschlag von
http://www.sprut.de/electronic/pic/grund/ioports.htm (das letzte Bildchen)
nachgebaut, aber festgestellt, das mit z.B. einer Lampe alles funktioniert,
aber mit Weichenantrieb (und Schutzdiode) trotzdem von mir so genannte
"retouschläge" in den Pic sind. Meine Frage an Euch Fachkundigen: Hat da
jemand wirklich selbst erprobte Erfahrung für mich ????
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Hmm, wie sieht es mit den Config Bits in deinem PIC aus?
Brown Out eingeschaltet?
Dann könnte es durchaus sein, daß ein kurzer Einbruch der
Betriebsspannung zum Schaltzeitpunkt einen Reset auslöst.
Das wäre zumindest eine Idee. Denn daß die Schaltimpulse
"rückwirkend" in den I/O des Controllers einen Reset machen,
halte ich für nicht sehr warscheinlich.
Ich würde mal mit dem Oszi die Betriebsspannung abschnüffeln.
Evtl. ist das Netzteil so weich, daß die Einbrüche ausreichen den
Brown Out Reset oder gar einen vollen Reset auszulösen.

Gruß Ingo
 
Lennart Widhalm schrieb:
Mit den Ausgängen des PIC will ich einen
Weichenantrieb für meine Modelleisenbahn ansteuern. (Roco 40295). Das ist
ein Doppelspulenantrieb der einen gemeinsamen Anschluß für die "Masse",
sowie 2 weitere, einen für nach "rechts" schalten, den anderen für nach
"links" schalten hat. die Stromaufnahme liegt bei ca. 300mA. Ein kurzer
Impuls (ca.200mS) reichen aus, um den endabgeschalteten Doppelspulenantrieb
zu bedienen. Die Spulen benötigen eine Spulenspannung von ca.18Volt. Einfach
mit Transistoren in die "Höhe pumpen" ist zwar gut, aber trotz Schutzdiode
parallel zur Spule(1N4148 oder 1N4007) gibt es da immer wieder returschüsse
in den Pic, der dann einen verbotenen Neustart ausführt.
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Nun, normalerweise sollte das funktionieren.
Eine wichtige Rolle dabei spielt aber der
richtige Aufbau. Ich würde z.B. zwei getrennte
Spannungsquellen für uP und Spulen vorsehen,
und diese beiden Spannungsquellen nur an
einem Punkt miteinander verbinden. Ausserdem
solltest Du auch Deine Leitungsführung kritisch
überprüfen, vo allen den Abstand zwischen
Ein- und Ausgangsleitungen. Möglicherweise
musst Du den uP auch in ein abschirmendes
Metallgehäuse packen. Es gibt da viele Kniffe
und Tricks, die man meist erst im Laufe der
Jahre lernt. Es gibt eben doch einen Unterschied
zwischen "Schaltplan" und "Fertigem Gerät".
Dabei kann einem auch kein noch so raffiniertes
Schaltungssimulationsprogramm helfen.
Gruss
Harald
PS: Übrigens, sitzt die Freilaufdiode in der
Nähe der Spule oder in der Nähe des uP?
 
"Harald Wilhelms" <newsgroup@ich.ms> schrieb im Newsbeitrag
news:1143022771.491441.215940@t31g2000cwb.googlegroups.com...

PS: Übrigens, sitzt die Freilaufdiode in der
Nähe der Spule oder in der Nähe des uP?
Die sitzt auf der Platine, testhalber sind die Weichenanschlüsse aber nur
30cm
Gruß
Lennart
 
Lennart Widhalm schrub:

"Harald Wilhelms" <newsgroup@ich.ms> schrieb im Newsbeitrag
news:1143022771.491441.215940@t31g2000cwb.googlegroups.com...

PS: Übrigens, sitzt die Freilaufdiode in der
Nähe der Spule oder in der Nähe des uP?
Die sitzt auf der Platine, testhalber sind die Weichenanschlüsse aber
nur 30cm
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Das sind IMHO 29cm zu viel... die Diode gehört direkt an die Weiche.

Ansgar


--
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Ansgar Strickerschmidt schrieb:

die Diode gehört direkt an die Weiche.
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Aber nein, gerade dann gibts mehr EMV-Probleme.


Gruß Dieter
 
Lennart Widhalm wrote:
Hallo !

Mit den Ausgängen des PIC will ich einen
Weichenantrieb für meine Modelleisenbahn ansteuern. (Roco 40295).
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Hier am Institut ist eine Roco-Anlage mit 30 Weichen in Betrieb:

http://www.informatik.uni-kiel.de/~railway/index.html

Details der Weichenansteuerung finden sich hier:

http://www.informatik.uni-kiel.de/~railway/Leistungselektronik/weichentreiber.html
http://www.informatik.uni-kiel.de/~railway/Schaltungen/weichenfilter.html

Die Lösung basiert auf einem getrennten Netzteil für die Weichen und
Relais zur galvanischen Trennung zum PIC. Das funktioniert hier einwandfrei.

Die Spulen benötigen eine Spulenspannung von ca.18Volt.
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Hier werden einfach 12V verwendet.


Jan.
 
Dieter Wiedmann schrub:

Ansgar Strickerschmidt schrieb:

die Diode gehört direkt an die Weiche.

Aber nein, gerade dann gibts mehr EMV-Probleme.
Click to expand...
Wieso? Wir reden doch von der Freilaufdiode, oder?
Ich hätte jetzt gesagt, beim Abschalten der Spule entsteht doch die
Spannung an der Spule, und wenn die gleich lokal "getötet" wird, ohne lang
über die Leitung zu laufen, kriegt der Rest der Schaltung davon gar nix
mehr mit...

Oder ist es andersrum: die Diode sollte am Schaltelement sitzen, damit da
eintreffende Induktionsspannung nichts anrichtet, und die
Leitungsinduktivität hat noch einen positiven (dämpfenden) Effekt?

rätselnd...

Ansgar



--
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Ansgar Strickerschmidt schrieb:

die Diode gehört direkt an die Weiche.

Aber nein, gerade dann gibts mehr EMV-Probleme.

Wieso? Wir reden doch von der Freilaufdiode, oder?
Click to expand...
Ja.

Ich hätte jetzt gesagt, beim Abschalten der Spule entsteht doch die
Spannung an der Spule, und wenn die gleich lokal "getötet" wird, ohne lang
über die Leitung zu laufen, kriegt der Rest der Schaltung davon gar nix
mehr mit...

Oder ist es andersrum: die Diode sollte am Schaltelement sitzen, damit da
eintreffende Induktionsspannung nichts anrichtet, und die
Leitungsinduktivität hat noch einen positiven (dämpfenden) Effekt?

rätselnd...
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Dann denkt mal nicht über Spannung, sondern über Strom nach.


Gruß Dieter
 
Hallo Lennart,

Lennart Widhalm <elektronik@gmx.at> schrieb in im Newsbeitrag:
44211e00$0$567$79720d31@newsreader.inode.at...
"retouschläge" in den Pic sind. Meine Frage an Euch Fachkundigen: Hat da
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der von mir vertriebene Weichendecoder mit PIC16F627A hat diese Probleme
definitiv nicht.

Du solltest die Versorgung des PIC vom Weichenschaltstrom abkoppeln. Über
einen Schutzwiderstand 150R und eine Diode 1N4148 auf einen Elko 47uF und
den Spannungsregler LM317LZ. Wenn der Weichenschaltimpuls die
Versorgungsspannung einbrechen lässt, verhindert die Diode, dass der Elko
entladen wird. So bleibt immer für ausreichend lange Zeit die PIC Versorgung
gewährleistet. Der Widerstand in der Zuleitung begrenzt den Einschaltstrom,
der die Diode schrotten könnte.

Unter den PIC, direkt zwischen die Versorgungspins, gehört ein 100nF ker.
und parallel ein 1uF ker., beide in SMD.

Der PIC hat BOD (Broun out) enabled und macht bei dieser Beschaltung selbst
bei übelster Versorgung und Hochstrom-Weichenantrieben (z.B. Peco) keinen
Reset.

Die Magnetspulen schalte ich übrigens mit NPN Darlington BD681, dessen Basis
über 1k direkt an den Portpins hängt.


Viele Grüße
Klaus

--
Holtermann Elektronik
www.Holtermann-Modellbahntechnik.de
www.MoBaSchaZ.de
 
Dieter Wiedmann schrub:

Oder ist es andersrum: die Diode sollte am Schaltelement sitzen, damit
da
eintreffende Induktionsspannung nichts anrichtet, und die
Leitungsinduktivität hat noch einen positiven (dämpfenden) Effekt?

rätselnd...

Dann denkt mal nicht über Spannung, sondern über Strom nach.
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Also, Du meinst dann etwa folgendes: Wenn die Diode (hinter einer laaangen
Leitung :) ) direkt an der Spule säße, würde beim Abschalten der Spule
zwar die in der Spule gespeicherte Energie lokal über die Diode abgebaut,
gleichzeitig hätte man aber ein großes dI/dt an der
Zuleitungs-Induktivität (weil der Strom ja dann lokal in der
Spule-Diode-Masche weiterfließt und die lange Leitung praktisch schlagrtig
stromlos werden möchte), was entsprechende Störunge verursacht?

Ansgar

--
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Ansgar Strickerschmidt schrieb:

Also, Du meinst dann etwa folgendes: Wenn die Diode (hinter einer laaangen
Leitung :) ) direkt an der Spule säße, würde beim Abschalten der Spule
zwar die in der Spule gespeicherte Energie lokal über die Diode abgebaut,
gleichzeitig hätte man aber ein großes dI/dt an der
Zuleitungs-Induktivität (weil der Strom ja dann lokal in der
Spule-Diode-Masche weiterfließt und die lange Leitung praktisch schlagrtig
stromlos werden möchte), was entsprechende Störunge verursacht?
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Genau.


Gruß Dieter
 
Dieter Wiedmann schrub:

Ansgar Strickerschmidt schrieb:

Also, Du meinst dann etwa folgendes: Wenn die Diode (hinter einer
laaangen
Leitung :) ) direkt an der Spule säße, würde beim Abschalten der Spule
zwar die in der Spule gespeicherte Energie lokal über die Diode
abgebaut,
gleichzeitig hätte man aber ein großes dI/dt an der
Zuleitungs-Induktivität (weil der Strom ja dann lokal in der
Spule-Diode-Masche weiterfließt und die lange Leitung praktisch
schlagrtig
stromlos werden möchte), was entsprechende Störunge verursacht?

Genau.
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Aha. Hätte jetzt nicht gedacht, dass das ein Problem werden kann.
Aber man lernt ja (zum Glück) nicht aus.
Bei genauerer Betrachtung ist's mir jetzt schon klar: mit Diode am
Schaltelement wird einfach die *gesamte* induktiv gespeicherte Energie
(Spule + Zuleitung) in einem Aufwasch gekillt.
My apologies.

Ansgar

--
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Ansgar Strickerschmidt wrote:
Dieter Wiedmann schrub:

Ansgar Strickerschmidt schrieb:

Also, Du meinst dann etwa folgendes: Wenn die Diode (hinter einer
laaangen Leitung :) ) direkt an der Spule säße, würde beim
Abschalten der Spule zwar die in der Spule gespeicherte Energie
lokal über die Diode abgebaut, gleichzeitig hätte man aber ein
großes dI/dt an der Zuleitungs-Induktivität (weil der Strom ja
dann lokal in der Spule-Diode-Masche weiterfließt und die lange
Leitung praktisch schlagrtig stromlos werden möchte), was
entsprechende Störunge verursacht?


Genau.


Aha. Hätte jetzt nicht gedacht, dass das ein Problem werden kann.
Aber man lernt ja (zum Glück) nicht aus. Bei genauerer Betrachtung
ist's mir jetzt schon klar: mit Diode am Schaltelement wird einfach
die *gesamte* induktiv gespeicherte Energie (Spule + Zuleitung) in
einem Aufwasch gekillt. My apologies.
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Ich denke mal, Ihr beide habt eine falsche Vorstellung von dem
Weichenantrieb. Dieser ist nicht direkt mit einem einfachen Relais zu
vergleichen. Ein solches lässt sich recht einfach über eine
Freilaufdiode entstören. Beim (Roco-)Weichenantrieb gibt es jedoch noch
einen Endabschalter, der den entsprechenden Kreis auftrennt, wenn die
Endlage erreicht ist. Eine extern angeflanschte Freilaufdiode wird also
mit abgetrennt und kann damit nicht effektiv entstören! Deshalb sind
diese Weichen in der Praxis so fies. Man müsste also die Freilaufdioden
direkt im Weichenantrieb an die Spulen anschliessen. Das geht aber aus
Platzgründen nicht wirklich gut. Es bleibt nur ein externer RC-Filter
o.ä. an den Anschlüssen der Weiche als brauchbare Option. Dieser sollte
aber möglichst dicht an die Weiche, damit die HF gar nicht erst über
lange Zuleitungen abgestrahlt werden kann.


Jan.
 
Jan Lukoschus schrieb:

Beim (Roco-)Weichenantrieb gibt es jedoch noch
einen Endabschalter,
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Mist, das hab ich übersehen. Also noch zusäzlich RC-Glied an der Weiche,
für jede Spule eines.


Gruß Dieter
 
*Ansgar Strickerschmidt* wrote on Wed, 06-03-22 13:14:
HSigmtte jetzt nicht gedacht, dass das ein Problem werden kann. Aber man
lernt ja (zum Glnck) nicht aus.
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Wenn es denn wirklich so wäre: warum wirkt es sich nur bei Spulen und
nicht auch z.B. bei Glühbirnen mit gleichem Strom und gleich langer
Zuleitung aus?
IMHO ist das Problem des OP in der Versorgung zu suchen.
 
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