mnop VSP Umschalter

Wichtiger Hinweis !

Für dieses Projekt wurde die Entwicklung und der Support eingestellt.
Der Shop existiert nicht mehr !

Weitere Informationen

Beleuchtungsumschalter
für Schiffe mit VSP Antrieb

In SchiffsModell 3/2002 hatte ich einige Schaltungen zum vorbildgerechten Schalten der Lichterführung vorgestellt. Zwischenzeitlich habe ich dazu auch schon einige Sonderwünsche erfüllt. Kürzlich kam nun die Anfrage, ob ich eine Schaltung für die automatische Richtungsumschaltung für Modelle mit "VSP-Antrieb" ergänzen könnte. Dazu wurde ich auf eine Veröffentlichung in SchiffsModell 1/98 bzw. 6/98 hingewiesen. Eigentlich braucht man das ja nur nachbauen.... Ein Griff ins Archiv förderte die entsprechenden Hefte zu Tage und ich begann mit dem Studium der Pläne. Prinzipiell erfüllt die Schaltung durchaus ihren Zweck, jedoch musste ich feststellen, dass die verwendeten Fahrtreglerbausteine nur noch zu Liebhaberpreisen zu bekommen waren. Dies würde die Kosten deutlich nach oben treiben.
So machte ich mir auch Gedanken über eine Neukonstruktion auf Mikrocontroller Basis. Hier hat man durch das Programm (das ja letztlich die Arbeitsweise der Schaltung bestimmt) auch die Möglichkeit weitere Funktionen einzubauen. Bei näherer Beschäftigung mit dem Thema entschied ich mich, Folgendes zusätzlich einzubauen:
- Zeitverzögertes Umschalten (einstellbar)
- Unterstützung von Reverse betriebenen Servos
- Separate Umschaltung des Topplichtes

Werfen wir zunächst einen Blick auf der Anforderungen. Viele Modelle mit Voith Schneider Antrieb haben keine Vorzugs-Fahrtrichtung. Daher ist es erforderlich, dass diese Fahrzeuge für die jeweilige Richtung einen entsprechenden Lampensatz an Bord haben und diesen je nach Fahrtrichtung einschalten.

Die Schaltung soll für die Umschaltung die Knüppelsignale für 'Vorwärts-Rückwärts' auswerten. Werfen wir dazu einen Blick auf das folgende Bild . Interessant für uns sind die beiden Knüppel in ihren Stellungen V und R - entsprechend einer Vorwärts- und Rückwärtsfahrt. Die Elektronik soll nun erkennen, ob beide Knüppel in der gleichen Stellung sind. Sind beide Knüppel auf V wird auf Vorwärtsfahrt geschaltet. Nehmen wir beide zurück schaltet die Elektronik dann auch 'rückwärts'. Ein kurzes Bremsmanöver soll nun aber nicht gleich zum Umschalten auf 'rückwärts' führen. Daher wurde eine einstellbare Zeitverzögerung eingebaut. Nur wenn die Knüppel für die eingestellte Zeit in ihrer Position bleiben, wird auch umgeschaltet. Die Schaltschwellen sind durch Nullpunkt und Hysterese (Abstand vom Nullpunkt) einstellbar.

Wie die Lampen angeschlossen werden, können wir der Beispielverkabelung im folgenden Bild entnehmen. Wir erkennen den doppelten Lampensatz. Die Lampen sind hier einseitg gemeinsam an Plus angeschlossen. Seitenlichter und Hecklicht sind je Lampensatz parallel geschaltet. Die kleinen Buchstaben an den Lampen helfen, diese in der Anordnung auf dem Modell (siehe Bild 'Beleuchtungschema'-am Anfang).Das Topplicht kann separat geschaltet werden. Dies ist notwendig, wenn wir Manövrierunfähigkeit anzeigen wollen und das Schiff dabei noch 'Fahrt durch Wasser' macht. Da werden Seitenlichter, Hecklicht und zwei rote Rundumlichter (im Schaltplan nicht dargestellt) gezeigt. Das Topplicht ist in diesem Fall aus ! Die konventionellen Lichtschalter sind hier als einfache Schalter dargestellt. In der Praxis hat man hier ein Relais oder eine Transistorschaltung verbaut. Über die Umschaltkontakte U1 und U2 wird nun zwischen den Lampensätzen umgeschaltet. Die Nummerierung der Klemmen korrespondiert mit den Anschlussklemmen der aufgebauten Schaltung. Eingangsseitig ist die Schaltung direkt mit den Servokabeln verbunden. Von dort kommt neben den Impulsen auch die Versorgungsspannung für die Schaltung.

Schaltungsbeschreibung
Werfen wir nun einen Blick auf den Schaltplan.

Durch den Einsatz eines Mikrocontrollers gestaltet sich die Schaltung recht übersichtlich. Die Schaltung wird aus dem Empfängerakku gespeist (4,8...6V). Der Quarz Q1 bildet zusammen mit C2 und C3 die Oszillatorbeschaltung. Mit diesen Bauteilen beschaltet, ist der Controller grundsätzlich betriebsfähig. Die Einstellung der Schaltschwellen und der Zeitverzögerung geschieht mit Trimmpotis die auf die Analogeingänge des Controllers wirken. Für die Auswahl des Reversebetriebs sind die Steckbrücken J1 und J2 vorgesehen. Zur Anzeige der Schaltzustände werden 4 LEDs über Vorwiderstände direkt vom Controller angesteuert. Eine weitere LED zeigt, ob das Relais angezogen ist. Sie liegt samt Vorwiderstand parallel zur Relaiswicklung. Das Relais selbst wird über einen Transistor angesteuert.

Schaltungsaufbau
Zum Aufbau der Schaltung bieten sich mehrere Lösungen an. Neben dem von mir gewählen Aufbau auf Lochrasterplatte kann man an Hand des Layoutvorschlages auch eine Platine ätzen und die Schaltung darauf aubauen. Für den Quarz Q habe ich eine kleine Bauform gewählt, die so bequem unter dem IC (das ja auf einer Fassung sitzt) Platz findet. Bitte darauf achten, dass der Quarz sorgfältig ausgerichtet wird und keinen Kontakt mit den Pins der IC-Fassung bekommt. Auch das Relais wurde auf eine Fassung gesetzt. Hier kommt ein so genanntes DIL Relais zum Einsatz. Die Belastbarkeit der Kontakte beträgt gut 1 A und ist somit für die Beleuchtung sicher ausreichend. Für eingangsseitigen Anschluss wird man vielleicht seine Servokabel direkt anzapfen oder aber ein so genantes V-Kabel zwischenschalten. Auf jeden Fall ist auf korrekte Polarität und korrekte Spannung (max. 6V) zu achten.

Einstellungen
Für die Einstellarbeiten ist der Anschluss der Eingänge (Servosignale) ausreichend. Vorbereitend stellen wir die Potis P1 und P3 (Nullpunkt) in Mittelstellung. Alle anderen Potis stellen wir auf Linksanschlag. Nun schalten wir alles ein - die Knüppel bitte in Mittelstellung. Mit P1 stellen wir nun den Nullpunkt ein. Dazu verstellen wir P1 bis zum Umschaltpunkt rot/grün von LED1 und LED2. Schieben wir nun den Knüppel am Sender vor, sollte die grüne LED1 leuchten, ziehen wir den Knüppel zurückt, sollte die rote LED2 leuchten. Ist dies genau anders herum so stecken oder entfernen wir die Steckbrücke J1 (Servo-Reverse). Als nächstes verschieben wir die Schaltpunkte (Hysterese) in dem wir P2 etwas aufdrehen. In Knüppelmittelstellung sind nun beide LEDs aus. Wenn wir den Knüppel vor wärts bewegen, wir die grüne LED leuchten, zurück die rote. Mit dem zweiten Knüppel verfahren wir entsprechend (P3,P4, LED3, LED4,J2). Bringen wir nun mit unseren Knüppeln beide rote LEDs zum Leuchten, so wird Rückwärtsfahrt erkannt und folglich das Relais anziehen. Angezeigt wird uns dies durch die gelbe LED5. Diese LED erlischt erst wieder wenn wir vorwärts fahren - also die grünen LEDs zum Leuchten bringen. Wie eingangs schon erwähnt, kann man auch eine Zeitverzögerung einstellen. Zur Zeit steht diese auf Null - es wird sofort umgeschaltet. Mit P5 kann man nun eine Verzögerung von bis zu 4 Sekunden einstellen. Die Umschaltung erfolgt erst dann wenn das entsprechende Signal für den eingestellten Zeitraum anliegt. Wenn übrigens beide LEDs für den jeweiligen Kanal gleichzeitig leuchten, bedeutet dies, dass der Servoimpuls fehlt.

Hinweis für den Einsatz der Schaltung
Wer bei seinem Modell ganz hohe Ansprüche an den vorbildgerechten Betrieb stellt - vielleicht sein Modell und dessen Betriebsfunktionen gar einer hochkarätigen Bewertungskommission vorstellt... -, sollte prüfen ob eine automatische Lampenumsteuerung allen Betriebssituationen gerecht wird. Unter Umständen kann eine manuelle Umschaltung dann sinnvoller sein.

Bausatz

Projekt eingestellt !!!

Layout
Wer die Controllerschaltung nachbauen möchte, kann das folgende Layout als Ätzvorlage verwenden. Auch die Freunde der Lochrasterplatten können den Layoutvorschlag als Hife bei der Aufteilung der Bauteile nutzen.

Bestückungsseite

Lötseite