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Multischalt (Nautic) Sender Modul für Graupner Fernsteueranlagen

Foto: Multischalt Modul
Vorderseite des Schalt Moduls

Urheberrecht:

Alle Rechte für die hier beschriebene Schaltung inklusive Software liegen bei mir.
Ich gestatte die Verwendung der Schaltung, des Layouts sowie der Software ausschließlich für private Zwecke.
Eine kommerzielle Nutzung der Schaltung, des Layouts sowie der Software untersage ich hiermit ausdrücklich.
Jeder Privatanwender hat das Recht die Schaltung, das Layout sowie die Software seine eigenen Bedürfnisse anzupassen. Dabei sollte der verwendete Quellcode aber immer frei bleiben. Eventuelle Softwareänderungen -erweiterungen -verbesserungen können Sie mir zur Bereitstellung auf dieser Page gerne per E-Mail zusenden.


Einsatzbereich:

Das Modul ist zum Ein- und Ausschalten von 16 Funktionen in Auto- und Schiffsmodellen gedacht.
Das Modul entspricht in der Funktionsweise dem Nautic Sende Modul der Firma Graupner/JR. Es ist mit den von Graupner vertriebenen Nautic Sendermodulen größtenteils kompatibel.
Dieses Multischalt Sende Modul wird an einem freien Geber, auf dem von Graupner vorgesehenen Einbauplatz im Fernsteuer Sender eingebaut. Auch die Steckverbindungen sind wie beim Original Modul herzustellen.

Auf dieser Platine befindet sich eine ISP Schnittstelle. Das bedeutet, das man das Modul ohne es auszubauen im Fernsteuersender mit neuer Software versorgen, und somit ohne großen Aufwand eigene Programme oder Updates einspielen kann.
Zur Programmierung des Controllers sind die Anschlüsse +5V, MISO, MOSI, SCK, RESET und GND auf die integrierte 6polige ISP Buchse geführt.


Der aktuelle Entwicklungsstand:

Zur Zeit sind ca.10 Module, von denen Ich weiß im Einsatz. Diese wurden in einer FM414, MC 16/20 erfolgreich getestet.
Das Modul sollte für fast alle Graupner Sender funktionieren, für die auch das Original Modul geeignet ist.

Allerding muss vor dem Einsatz unseres Moduls zwingend getestet werden, ob an den Stromversorgungsanschlüssen des Gebereingangs zwischen 3 und 5,5V anliegen.
Ist die Spannung hier niedriger oder höher, kann unser Modul nicht eingesetzt werden!
Tests mit original Graupner Empfängermodulen stehen noch aus ! Graupner hat da immer noch Lieferprobleme - Wir haben mit unserem Nautic Empfängermodul bzw. einem ähnlichen Modul getestet.

Update am 23.10.2009

Ein User hat unser Sende Modul in seine MC 19 eingebaut. Da hat es aber nicht funktioniert.
Die ersten 8 Kanäle funktionierten nur rudimentär, ausserdem beeinflusste die Stellung der Kanäle 1...8 die Funktion der Kanäle 9...16.
Die Fehleranalyse ergab, das die MC 19 nicht 8 Impulse als Framekenner ausgibt, wie üblich, sondern 10. Ausserdem ist der Servoweg der verwendeten Kanäle zu kurz.
Nachdem der Framzähler in der Software auf 10 hochgesetzt und der Servoweg des verwendeten Kanales auf 110% eingestellt wurde läuft das Sendemodul nun auch hier.
Wir möchten nun noch ein paar Original Module vermessen und dann geänderte Softwarevarianten für die MC 19 und die anderen Graupner Fernsteuersender hier einstellen.

Update 03.06.2010

Ich hatte heute mal die Gelegenheit, eine MC22 mit unserem Modul auszumessen. Die maximale Impulslänge von 2128µs ( Syncimpuls ) konnte mit R2 = 220Ohm und R3 = 1k nicht erreicht werden. Auch andere Messwerte lagen geringfügig daneben.
Deshalb wurde der Wert für R2 auf 47Ohm verringert und der Wert für R3 auf 1,8k erhöht.
Dadurch war auch eine Änderung der Grenzwerte in der Software nötig, die in den aktuellen Software Dateien enthalten ist
Auf dem Bild oben ist noch die "alte" Hardwareversion zu sehen. In den neuen Eagle Dateien sind die Layouts mit dem Jumper für 8 oder 10 Impulse pro Frame enthalten ( für MC19, MC22 usw. )
Die neue Soft wurde noch nicht in der MC 16/20 getestet. Wenn das mal jemand machen will und mir Feedback gibt wäre das schön.


Die Hardware:

Schaltplan des Multischalt Moduls

Die Hardware besteht im Wesentlichen aus dem Microcontroller ATMEGA 8L 8 der Firma Atmel und dem digitalen I²C Poti DS1803.
Die Schaltplanbeschreibung:
An den Pin 1 des Steckverbinders SV1 gelangen die Impulse der Nautic Buchse aus dem Graupner Sender.
Diese werden zur Buchse SV2 durchgeschleift um ein weiteres Sendemodul betreiben zu können.
Gleichzeitig gelangen diese Impulse an den INT0 Eingang des Microcontrollers, der diese Impulse zählt und nach 8 Impulsen auf den Wert des nächsten Schalters zum digitalen Poti übermittelt.
Nachdem alle 8 möglichen Impulse ( = 16 Schalterstellungen ) ausgegeben wurden, werden noch 2 extra lange Impulse zur Synchronisation des Empfängers übertragen.
Im Prinzip kann man sich das so vorstellen, als wenn nach 8 Nautic Impulsen ein Poti ganz schnell in eine neue Position geschoben wird.
Dieses virtuelle Poti kann 4 Stellungen annehmen:
1. Maximale Stellung = Kanal 1 ( ...8 ) sind nach oben geschaltet.
2. Mittlere Stellung = Weder Kanal 1 (...8) noch Kanal 9 ( ...16) sind eingeschaltet
3. Minimale Stellung = Kanal 9 (...16) ist eingeschaltet.
4. Sync = Maximal mögliche Spannung höher als Maximalstellung wird eingestellt. Dadurch wird ein sehr langer Impuls im Sender generiert.

Softwarekurzbeschreibung:
Die Software ist sehr schnell erklärt und auch nicht Umfangreich.
Der Microcontroller fragt ständig die Schalter an seinen Eingängen ab. Die dazugehörigen Einstellwerte werden als Variable in einem kleinen Array gespeichert.
Die ersten beiden Speicherstellen in diesem Array sind durch die Einstellwerte für die Sync Impulse vorbelegt.
In der INT 0 Routine werden die 8 Nautic Impulse der Nautic Sync Buchse abgezählt und nach dem 8ten Impuls der Einstellwert ( 0...255) an das digitale Poti mittels I²C Schnittstelle übertragen.
Wurde das komplette Array nach ca. 200ms übertragen, beginnt der Zyklus von vorne.
Im Programm befindet sich noch eine kleine Zeitüberwachung, die nach 5ms den Multiframe Zähler auf 0 setzt.
Damit soll vermieden Werden, das eine fehlerhafte Synchronisation des Microcontrollers eine Umschaltung des digitalen Potis während einer Werteermittlung des Senders durchführt. Das würde fehlinterpretationen im Nautic Empfänger hervorrufen.


Die Software:

Zum Ändern der Software benötigen Sie das Programm "Code Vision AVR" (C Compiler), das es in einer Test Version bei hp info tech kostenlos zum Downloaden gibt. Ob die Testversion für die Größe des Files ausreicht haben wir noch nicht getestet, wir haben die Vollversion des Programms.
Auch ohne Code Vision kann das .hex File in den Controller eingespielt werden, allerdings sind dann eigene Änderungen am Programmcode fast nicht mehr möglich.
Außerdem benötigen Sie noch eine Software zum Einspielen des Programmes in den Microcontroller. Wir benutzen dafür PonyProg das ebenfalls kostenlos bei http://www.lancos.com/ heruntergeladen werden kann.
Des Weiteren wird noch ein Programmieradapter für die in System Programmierung des Microcontrollers benötigt. Hiervon gibt es unzählige im Netz, zu kaufen, sowie auch zum Selberbauen. Der einfachste den ich gefunden habe ist von S- Huehn, allerdings wäre es besser einen mit gepufferten Schnittstellen (74LS244) zu verwenden.


Updates!


Alle Programm Files - als "C" Quellcode und .hex File direkt zum Flashen. Fuse Bits nicht vergessen!!:

Einstellung der Fuse Bits
Der Quellcode in "C" für CodeVision AVR (03.06.2010)
Das dazugehörige .prj File (Codevision - 03.06.2010)
Das .hex File zum direkten Flashen des Controllers (03.06.2010) Werteänderung von R2 und R3 im Schaltplan beachten!


Benötigte Unterlagen:

Schaltplan im EAGLE .sch Format (03.06.2010)
Layout im EAGLE .brd Format ( 03.06.2010)
Bauteileliste


Bezugsquellen:

Reichelt Elektronik
Nessel Elektronik
Conrad Elektronik
Farnell in One
ATMEL: Software "AVR Studio 4", sowie die Datenblätter des Microcontrollers
hp info tech: Software "Code Vision AVR" als kostenlose Test und kostenpflichtige Vollversion
http://www.lancos.com/: Software "Ponyprog" sowie diverse Programmieradapter
Seite von S- Huehn: Sehr einfacher Programmieradapter für AVR.
EAGLE 4.xx: Leiterplatten Layoutprogramm in der Light Version kostenlos!


Weitere Links:

Link zu unserem 16K Empfänger Modul


Die Firma Bruckner hat sich bereit erklärt die Beschaffung von Platinen zu übernehmen. Allerdings müssen schon ein paar Platinen zusammen kommen damit eine Nachbestellung lohnt. Deshalb kann eine Platinenbestellung auch etwas dauern.
Ausserdem wird Herr Bruckner auch Abdeckplatten für die Schalterabdeckung herstellen und vertreiben.
Die Adresse lautet:
Klebetechnik Bruckner
Angelbergerstr. 2A
92345 Dietfurt/ Töging
Tel. 0 84 64/ 60 57 46

Eine E-Mail Adresse wollte die Firma Bruckner wegen großer Probleme mit SPAM- Mail nicht veröffentlichen.


Wenn noch jemand eigene Ideen oder Verbesserungsvorschläge hat, kann uns gerne eine E-Mail schicken. Wir werden dann diese Vorschläge gerne mit einfließen lassen.

update 03, Jun. 2010