In diesem Thema wird beschrieben, wie man eine auf Schrittmotor umgebaute Drehscheibe mit dem BiDiB-Knoten StepControl betreibt.

Drehscheibensteuerung per Fichtelbahn StepControl

Wie bereits an anderer Stelle erwähnt, bin ich mit dem sogenannten Hardware-Prototypen OneStep ca. 2016-2017 in Berührung gekommen. Es dauerte noch bis zum Jahreswechsel 2019/2020, bis der Nachfolger namens StepControl von Fichtelbahn bei mir eingetroffen ist. Seither erfolgen diverse Tests von dutzenden BETA-Testern. Bei der Fichtelbahn StepControl handelt es sich um einen Fertigbaustein der ReadyLine-Serie.

Bezugsquellen und Kontaktaufnahme

Die Fichtelbahn StepControl gab es lange Zeit nur für BETA-Tester, seit Dezember 2023 ist diese nun offiziell bei Fichtelbahn erhältlich. Auf der Fichtelbahn-Website gibt es diverse Informationen und bestellt werden kann diese über den Fichtelbahn-Shop.
Technische Fragen bitte im OpenDCC-Forum stellen. Dort ist für die StepControl und Drehscheibenthemen ein extra Bereich eingerichtet.

Funktionsprinzip

Bei der Fichtelbahn StepControl handelt es sich um einen BiDiB-Knoten, der mittels Schrittmotortreiber TMC2130 einen Schrittmotor im Microstepping-Betrieb ansteuern kann. Sie hat zudem eine SUSI-Schnittstelle, um ein externes Soundmodul anzusteuern, welches es ebenfalls schon mit passendem Sound bei Fichtelbahn gibt. Anschlussmöglichkeit für ein Relais ist vorhanden, um die Bühne zu polarisieren und noch weitere Anschlüsse, um später optional eine sogenannte Bühnenplatine einbauen zu können (für mehrere Belegtmelder, Beleuchtung, ...)

Von Fichtelbahn wird neben einem Schrittmotor auch eine Sensor-Platine TLE4905 mitgeliefert, die an HOME 0 der StepControl angeschlossen und unter der Grube montiert wird. Wird ein Magnet detektiert, so leuchtet die LED auf der Sensor-Platine.

Für die Inbetriebnahme der StepControl benötigt man neben einem Netzteil noch einen BiDiB Master (IF2, GBMboost Master, Tams mc², ...), sodass man diesen per USB bzw. Ethernet an einem PC anschließen und die StepControl per Software BiDiB-Wizard konfigurieren kann.

Video

Die StepControl wurde in dem folgenden Video per Software BiDiB-Wizard angesteuert.
Beim Betrieb mit einem Soundmodul gab es teils in diesem alten Video noch Soundaussetzer, was schon länger behoben wurde.

Inbetriebnahme/Anwendungsbeispiel

Als Beispiel möchte ich den folgenden Aufbau mit einer Fleischmann N-Drehscheibe zeigen, die in 48 Segmente eingeteilt ist.
Wir haben hier ein Einfahrgleis, welches mit * markiert ist. Zu Verständlichkeit habe ich alle Gleisanschlüsse grün markiert, die befahren werden können. Die rot markierten Gleisanschlüsse sind die Gegenseiten dazu.

Im Beispiel steht die Bühne bei Gleisanschluss 1 (Einfahrgleis), wobei das zunächst nicht relevant ist. Schaltet man die StepControl ein, so dreht sich die Bühne gegen den Uhrzeigersinn (falls die Drehrichtung nicht stimmt, ist der Motor falsch angeschlossen).
Dabei wird das sogenannte Homing (Referenzfahrt) durchgeführt. Die StepControl dreht die Bühne solange, bis der Hallsensor ein Signal liefert. Das ist der Fall, wenn der Magnet sich ca. über dem Hallsensor befindet. Diese Position ist der absolute Nullpunkt, ab dem letztendlich gezählt wird.

Wir haben in diesem Fall einen Schrittmotor mit 400 Vollschritten bezogen auf eine Umdrehung (360°). Die StepControl steuert diesen Motor im Mikroschrittbetrieb an.
Bei der Standardeinstellung sind das i.d.R. 64 Mikroschritte, sodass das insgesamt 25600 (400*64) Schritte für eine Umdrehung ergibt. Bei einer 180° Drehung muss die StepControl also 12800 Schritte ausführen, um z.B. eine Lok zu wenden.

Auf dem o.g. Bild kann man erkennen, dass der Hallsensor und der Magnet nicht exakt am Gleisanschluss 1 liegen, sondern noch etwas gegen den Uhrzeigersinn versetzt sind. Man kann den Hallsensor auch komplett an eine andere Stelle einbauen.
Ich habe es hier so umgesetzt, dass nach dem Homing (Referenzfahrt) mit relativ kurzem Weg der Gleisanschluss 1 angefahren werden kann.

Hiermit stelle ich eine Excel-Datei zu Verfügung, die das mit den Gleisanschlüssen für dieses Beispiel verdeutlichen soll. Wer eine Drehscheibe auf einer Anlage einbaut, der sollte natürlich die Gleisanschlüsse per BiDiB-Wizard entsprechend anlernen. In meinem Fall war z.B. die Position des Gleisanschlusses 1 bei Wert 285 (Home 0 Offset), was bei jeder Drehscheibe anders ist. Das in der Excel-Tabelle sind nur theoretisch berechnete Werte und auch hier sollte man nicht davon ausgehen, dass das in der Praxis 100% stimmt.

FAQ

An dieser Stelle möchte ich Anwenderfragen beantworten, die bei mir bzw. der StepControl eingetroffen sind.

• Welche Steuerungssoftware unterstützt diese Lösung?

  Da es sich bei der StepControl um einen BiDiB-Knoten handelt, muss die Steuerungssoftware das Modellbahnbussystem BiDiB unterstützen, sowie die Drehscheibenansteuerung über BiDiB.
  Nähere Angaben zu den Programmen und Einstellungen findet man im BiDiB-Wiki.

• Ich habe von Fichtelbahn zwei Hallsensoren erhalten, wofür braucht man diese?

  Für Drehscheiben genügt ein Hallsensor, um beim Start eine Referenzfahrt durchzuführen. Da die StepControl auch für Schiebebühnen geeignet ist, kann es sein, dass zwei Hallsensoren mitgeliefert werden.

• Ist die optionale Bühnenplatine empfehlenswert?

  Pauschal kann ich die Frage nicht beantworten, zumal ich noch keinen Prototypen habe und nicht weiß, ob diese dann von den Platzverhälnissen nur für H0 geeignet ist, oder auch für N. Prinzipiell gibt es bereits Anwender, die stattdessen einen oder mehrere DCC-Funktionsdecoder unter der Bühne verwenden. Neben klassischen Ausgängen z.B. für Beleuchtung haben diese mittlerweile auch oft schon Servoausgänge.