Eigentlich betreibe ich keinen Modellbau. Ich wurde aber gebeten, einige Komponenten für Modellbau-Elektronik zu entwickeln bzw. die Programme für die dabei verwendeten AVR-Mikrocontroller zu schreiben. Eines dieser Projekte ist der:

Modellbau-Fahrtregler für Brückenbetrieb...

Die Schaltung ist recht einfach. Herzstück ist ein ATMEL-AVR vom Typ Tiny15L. Seine Anschlusspins sind wie folgt belegt:
  • Pin 1: Widerstand 3k3 nach Pin 8 (Reset auf H.)
  • Pin 2: Fahrtrichtung Rückwärts der H-Brücke (positive Impulse).
  • Pin 3: Fahrtrichtung Vorwärts der H-Brücke (positive Impulse).
  • Pin 4: GND.
  • Pin 5: Ausgang Widerstand zu NPN-Transistor (gegen GND) für Bremslicht. Falls kein Bremslicht benötigt wird, ist statt des Transistors eine LED gegen GND zu schalten, diese wird zum Dialog während der Parameterprogrammierung gebraucht. Zusätzlich ist ein Pull-Down-Widerstand von etwa 3k3 gegen Masse zu schalten, damit der im AVR enthaltene hochohmige Pull-Up-Widerstand den Transistor bzw. die LED nicht ansteuern kann.
  • Pin 6: Ausgang Widerstand zu NPN-Transistor (gegen GND) für Rückfahrlicht sowie Eingang für Programmiertaster, der gegen Betriebsspannung (Pin 8) des Tiny12 zu schalten ist. Zusätzlich ist ein Pull-Down-Widerstand von etwa 3,3k gegen Masse zu schalten.
  • Pin 7: Eingang Kanalimpuls.
  • Pin 8: Plus 5...5,5V
Zum Test wurde eine Testplatine angefertigt, die LEDs bzw. eine externe H-Brücke ansteuern kann. Das Schaltbild zeigt die Testplatinen-Schaltung.

Der Aufbau der Transistorbrücke bleibt dem Anwender überlassen, es steht ein PWM-Impulsausgang für Vorwärtsfahrt und ein PWM-Impulsausgang für Rückwärtsfahrt zur Verfügung. Die PWM-Impulse sind dabei positiv, die PWM-Frequenz beträgt etwa 400 bis 720 Hz.

Die Testplatine wurde für Oberflächenbestückung der gefrästen Platine konzipiert. Das linke Bild zeigt die Leiterzüge, das rechte die zu fräsenden Trennlinien.

Einige Bauteile standen als SMD zur Verfügung, andere wurden trotz bedrahteter Bauform auch auf die Oberfläche gelötet. Das ergibt einen soliden Aufbau, der an der Unterseite nicht isoliert werden muss, da dort weder Bauteile, noch Leiterzüge oder Lötstellen sind.

Software:


Parameterprogrammierung:

Da die Impulsbreiten verschiedener RC-Anlagen etwas unterschiedlich sind, bietet der Fahrtregler die Möglichkeit, an die Anlage angepasst zu werden. Dazu werden Parameter wie Neutralpunkt, Vollgas und Fahrtrichtung als numerische Werte im EEPROM gespeichert.

Es lassen sich bisher also nur die Neutralstellung, das maximale Tempo vorwärts und die Polung des Motors einstellen. Stellt man "Neutral" auf die eine Endstellung des Steuerknüppels und "Voll voraus" auf die andere, so hat man feinere Fahrstufen, aber keinen Rückwärtsgang und auch eine langsamere PWM-Frequenz.
Gibt man sinnlose Werte ein (z. B. beide gleich), so trägt man selbst die Schuld, wenn der Steller streikt. Durch erneute Programmierung sinnvoller Werte macht man ihn wieder funktionsfähig...


Das Programm darf nicht ohne meine schriftliche Einwilligung kommerziell benutzt werden. Gegen Nutzung in Einzelstücken Marke Eigenbau habe ich nichts einzuwenden.

Die Benutzung geschieht auf eigene Gefahr. Es wird also keinerlei Haftung für Schäden übernommen, die durch den Einsatz dieses Mikrocontroller-Programms entstehen könnten.


Inzwischen gab es auch einige Feedbacks, die zu Varianten des Programms geführt haben.

Einen Modellbauer hat das Pfeifen der PWM unterhalb der Ansprechschwelle seines Motors gestört, worauf eine Variante entstand, bei der die PWM bei einem Tempo unterhalb einer im Quelltext einstellbaren Konstante deaktiviert bleibt. Einzelheiten sind den Kommentaren des Quelltextes zu entnehmen.

Ein weiterer Modellbauer bat um eine niedrigere PWM-Frequenz, da er keine Glockenanker-Motoren verwendet. Daraufhin entstand die Variante mit drosselbarer PWM-Frequenz. Auch hier werden die Einzelheiten im Kommentar des Quelltextes erklärt.

Auf der Webseite von Reinhold Schmidt ist ein interessanter Artikel zu finden, in dem auf die Nutzung dieses Programms im 1:87-Modellbau hingewiesen wird. Dort wird auch eine Miniatur-Platine von 9 mal 10 mm Größe in SMD-Technologie zu diesem Fahrtregler vorgestellt. Ein Besuch lohnt sich.

hannes@hanneslux.de