Design af Fremo moduler

Jeg har lavet en side her på denne webserver, hvor man kan designe sine Fremo kurve moduler. Lige moduler kan de fleste klare med papir og blyant, mens en kurve kræver at man har styr på sin trigonometri.

På første niveau kan man vælge sin skala og radius fra 1 – 5 meter. Siden tegner så alle elementer du skal bruge med mål.

Med disse valg kan man hurtigt se hvor lange ens moduler bliver. Siden forsøger at ramme en længde lige omkring en meter, så der de lette at transportere og sætte op.

Du kan navigere rundt i tegningen og zoome ind hvis der er interessante detaljer.

Under modules dele, er der en visning af hvordan disse sættes sammen. Ved siden af denne vises hvor mange moduler der skal til for at opnå en kurve på 90 grader.

Ønsker man lidt mere kontrol, kan man i næste niveau vælge mellem flere skalaer, f.eks. N skala American. Man kan også sætte den ønskede radius i 50cm intervaller og forskellige vinkler mellem 10 og 45 grader (alle med mulighed for at ramme 90 grader)

Til dem der ønsker fuld kontrol, kan man åbne niveau 3. Her kan man sætte tykkelsen af de plader som man vil anvende til modules forskellige dele, samt sætte modulet højde, bredde og radius i millimeter – hvis man altså lige står og mangler et modul med radius 3.142 m…

Har du ønsker eller andet, så send en besked. Det er selvfølgelig en ide med en udskrivnings funktion, så det må jeg kigge på ved lejlighed.

Du finder siden her: https://lokalbanen.com/modules/

Endnu et år er gået

2024 blev heller ikke året hvor der skete ret meget med min hobby. Ikke fordi lysten ikke er der, men det var tiden desværre ikke.

Dog har der været lidt fremdrift, den sparsome tid har jeg brugt til at arbejde vidre på mit s-togs projekt. Sidst jeg arbejde på det (2018) var ideen jo at 3D printe så meget som muligt, selv om det gav nogle udfordringer. Største problem var den manglende vægt af den 3D printede model, som forårsagde problemer med at få modellen til at køre. Jeg måtte derfor gentænke opbygningen, og dette har så resulteret i et helt nyt design.

Basen bliver en bund fræset ud af messing. Selve forbindelsen mellem vognene bliver også messing, og den synlige samling bliver 3D printet.

Den synlige del af bunden bliver 3D printet, og denne fastgøres til messing bunden. Motor og hjul monteres i messing blokken, og sidst kan overdelen fastgøres til bunden.

Da overdelen nu er delt i to, vil det også blive lettere at få malet indvendigt, trukket ledninger til belysning, samt at montere vinduer. Vinduerne er planlagt til at blive fræset ud af en plade i stedet for at 3D printe dem.

Nu da det grundlæggende design er klar, skal jeg bare lige finde tid til at bygge det…

Genstart

De sidste par år har min modeltogs hobby ligget helt stille, og jeg har måtte bruge alt min tid på andre projekter. Men, endelig ser det ud til at der er lys for enden af tunnelen – så må jeg jo bare håbe på at det ikke er et modkørende eksprestog 🙂

Planen er at starte stille med at melde mig ind i Fremo, og tage på besøg ved et træf for at samle indtryk og inspiration.

Næste skridt bliver at lave et modul, et simpelt strækningsmodul uden nogen funktioner, sporskifter eller anden teknik. I forbindelse med modulet laves, vil jeg sørge for at dokumentere alle dele, lave skabeloner og tegninger, så jeg i fremtiden let vil kunne lave de moduler jeg ønsker.

Modulet skal sikre at jeg har styr på alle de praktiske dele der høre med til et fremo modul, som ben, elektrisk tilslutning til andre moduler, landskabsbygning, samt transportkasser til beskyttelse af modulet.

Blink

Non blocking Blink

Jeg har eksperimenteret med programmet “blink”, som i alt sin enkelthed tænder og slukker en lysdiode med 1 sekunds mellemrum. Dette er vist “Hello World” programmet for Arduino, og kan anvendes til at verificere at man har fået installeret IDE, compilers og drivere rigtigt. Man får testet hele kæden af fra kodeeditor til kørsel af programmet på enheden, så nu har jeg både en Esp32 og Arduino Nano der blinker…

Jeg har eksperimenteret med forskellige blink, f.eks to hurtige og derefter en længere pause, for at finde ud af hvor let det er at skelne, så man kan anvende forskellige blink to success og fejl.

Som man kan se af billedet, har jeg også lavet en non-blocking version af blink uden timer, så jeg kan se hvor meget jeg belaster mit loop. I dette tilfælde er det kun en increment og to if statement, så den når alligevel ca. 32.000 loops i sekundet.

Jeg har også fået oprette git versionskontrol til sourcekoden for Arduino klienterne, så kan udveksle den mellem mine maskiner og ikke mister noget undervejs. Indtil nu har jeg anvendt Arduino IDE både på PC og Mac, men skal på Martins anbefaling også have teste Platform IO.

Jeg er også begyndt at dokumentere den indsamlede information, og som altid giver det anledning til at man finder nogle mangler, så nu har jeg bestilt en logikanalyser til test og dokumentation, samt level shifter der kan sikre master nodens EPS32 på 3.3V mod de 5V TTL signaler der anvendes til RS485 bussen.

Så er der kommet stumper hjem

Arduino Nano, Esp32, Esp8266, interface moduler og servo’er…

De mange stumper er kommet løbende over de sidste måneder, og nu skal jeg så småt i gang med at fået overblik og begynde at sætte dem sammen. Alle pakker er bestilt til under 80 kr, så der ikke løber ekstra udgifter på.

Esp32, Esp8266 og Arduino Nano’er er alle sammen til styring og kommunikation.

PWM modulerne er i to versioner, en til styring af mange (12) Servoer, og en til styring af mange (16) LED’s. Modulerne til LED’s har indbygget strømstyring så der ikke skal anvendes formodstande, og sikre at alle LEDs lyser lige meget. Disse moduler skal anvendes hvor der er mange LEDs, f.eks. i forbindelse med signaler, og belysning i huse hvor man kan styre lyset individuelt i opgangen og lejligheder.

Micro Servo’er er til styring af sporskifter, og moduler med relæ’er er til styring af polaritet af strømmen i sporskifterne. Da jeg vil lave Fremo moduler, er det vigtigt at styring og kontrol er helt adskilt fra kørestrømmen (DCC) og kørekontrollen (Loconet)

IR modulerne og modulerne til måling af strøm kan anvendes til at finde ud af om spor eller områder er besat eller frit. Disse er igen valgt så der ikke er nogen elektrisk forbindelse mellem kørestrøm og modulernes styring.

CAN modulerne skal anvendes til LCC kommunikation, og de er købt i to versioner, da Esp32 har indbygget CAN controller, mens dette ikke er tilfældet i Arduino Nano.

RS485 modulerne er købt til kommunikation mellem Controllerne, hvor LCC ikke er anvendt. Ideen er at anvende en eller flere Esp32 som LCC noder, der giver adgang til en række moduler baseret på Arduino Nano, så prisen samlet holdes nede.

Layout Command Control

I forbindelse med mine planlagte FREMO moduler, vil jeg gerne have noget styring af lys, sensorer, sporskifter og signaler.

Da man i forbindelse med samkørsel i FREMO anvender LocoNet, ville dette jo også være det naturlige valg. Men da dette LocoNet er reserveret til styring af tog, skal jeg jo alligevel selv levere styringen til sporskift og signaler, og disse to systemer skal være helt adskilt.

Ligesom DCC er blevet den fælles protokol for styring af tog, og anvendes af alle leverandører, er der også lavet en LCC standard. Man håber på at den kan opnå samme udbredelse for kontrol af alt det andet på en modelbane. Der er dog ikke den store opbakning fra leverandørene til dette, da de med en standard mister den binding kunden har til leverandøren, når kunden anvender netop deres teknologi.

Derfor findes der ikke meget udstyr til LCC endnu, og de fleste forbrugere kender heller ikke til standarden, så de efterspørger det heller ikke hos leverandørene. Hvis man kan anvende udstyr sammen fra forskellige leverandører uden problemer, vil det alt andet lige gøre det lettere for os kunder, så spørg efter LCC support næste gang du skal på indkøb.

Det lette valg ville være at købe noget LocoNet eller XpressNet udstyr og begynde at sætte det sammen. Jeg synes dog at det hurtigt bliver til mange penge, rigtig mange penge. Jeg har derfor gået med tanken om at gøre noget selv. Jeg ved godt at det nok kommer til at koste det samme, men så kunne det jo være at man havde det sjovt og lærte noget undervejs… og måske man kunne gøre det billigere.

Jeg har derfor bestilt en del stumper i Kina, som kommer hjem i løbet af sommeren.

Jeg forstiller mig at anvende Esp8266 eller Esp32 til at lave nogle få LCC noder, som jeg kan forbinde til med Wifi eller CAN net. Ved at anvende LCC sikre jeg mig at de kan anvendes samme med andet udstyr og at de er lette at tilslutte til kontrol eller sinkringsprogrammer.

Esp32 kan også laves til en LCC bridge mellem LCC og et RS485 net af Arduino boards, så de billige Arduino boards præsenteres som LCC noder. RS485 gør det muligt med et enkelt kabel at placere Arduino’er der hvor der er behov for kontrol eller styring, selv over meget store afstande.

Yderligere kan man tilslutte LED, relæ eller servo driver boards via I2C til Arduino’erne. Dette vil gøre det let og billigt at tilslutte selv rigtig mange enheder eller sensorer.

Det var teorien, når delene kommer hjem må vi se om praksis også vil lege med.

Hus projekter

Som skrevet tidligere er jeg i fuld gang med at lave hus, og gæstebadeværelset er undervejs.

Gulvet i stuen skal også hakkes op, ny isolering og vandbaseret gulvvarme skal installers og der skal støbes ny gulv. Det skal ske før medio august hvor det nye køkken bliver leveret…

Så modeljernbanen må ligge stille indtil efteråret.

Ny webside

Så fik jeg endelig gang i flytningen af websiden.

Det nye site anvender WordPress, som er enkel at anvende, har masser af design templates og moduler. Alt hvad jeg har haft brug for har været let at finde, selv opgraderinger af programmet, moduler og templates kan gøres direkte fra brugerfladen.

Jeg forsøger at gøre det så minimalt som muligt, så jeg anvender en af de standard designs der følger med, og jeg anvender så få moduler som muligt osv. Dette er for at jeg ikke i fremtiden står med et CMS der ikke kan opgraderes fordi moduler ikke understøtter nyeste version eller omvendt.

Det gamle website var et google site, og havde rigtig mange begrænsninger, – den største var at jeg hele tiden var ved at løbe tør for plads. Og så trængte designet også til en opdatering.

Nu er jeg gået i gang med at flytte data over, det kommer nok til at tage lidt tid…

Printerrummet

Mit rum for 3D print har efterhånden fundet sin form, og det er begyndt at fungere med print, vask og afrensning med ultralyd.

En led-liste giver et godt lys i rummet, og plastdøren holder på varmen og man kan kigge ind uden af åbne.

Efteråret skal bruges udendørs med husprojekter, og foråret næste år skal bruges til at lave et gæstebadeværelse. Derfor går projektet i stå det næste års tid.

3D Printede vinduer

Mine 3D print med glat overflade til venstre, Shapeways til højre med riller

Så kom der gang i 3D printeren, og jeg fik testet print af vinduer til S-Toget. Disse vinduer skal i modsætning til dem fra Shapeways ikke have noget særlig efterbehandling.

Min 3D print øverst, nederst er det fra Shapeways

Gennemsigtigheden er tæt på at være det samme.

3D printeren har fået sit eget lille isoleret rum i garagen, så jeg kan holde en nogenlunde konstant temperatur til printeren. Flydende resin er ikke så glad for kulde.

Endnu en pakke fra Shapeways

Så fik jeg endelig de sidste dele hjem, efter at Shapeways ikke ville printe dem første gang. Så nu måtte jeg betale fuld pris og en extra gang fragt (som jo næsten er dyrere end printene). Jeg er nød til at finde på noget andet.

Delene er pakket godt ind
Delene ser fine ud
Første samling af en undervogn med det nye design og en større motor
Nu med kabel og lidt ekstra vægt
Testkørsel…

Autodesk Fusion 360

Finally I found a 3D design application that provides me the options that I need. The reuse and linking between parts are perfect, and it keeps track of all the versions and informs if something is not up to date.

Shapeways levering

Så kom endnu en pakke hjem fra Shapeways.

Det er altid spændende at få en kasse hjem fra Shapeways, sandhedes øjeblik hvor man finder ud af om man har designet det godt nok, eller man igen skal justere…

Vinduer printet i transparent plastik

Vinduerne har desværre en del flere riller end forventet. Det kræver altså en del efterbehandling at få vinduerne klar til brug.

Endnu en version af SA med de seneste rettelser
Første version af SC

Samlinger mellem vognene, rillerne er bedre end forventet.

Vognene SA og SB er her samlet

Samlingen mellem vognene virker perfekt, og tillader vognene at dreje i kurver som designet. Dog er samlingens fastgørelse i vognene for tynde, så de vil nok knække ved brug, så de må designes noget kraftigere. Det kan dog heldigvis sagtens lade sig gøre uden af de bliver mere synlige end de allerede er.

Undervognene ville Shapeways ikke printe (selv om de var gået igennem det automatiske check) da de stave som bandt dem samme som en del var for tynde. Igen er det ikke den del man vil have printet der er problemet, men de dele man er nød til at tilføje for at få prisen lidt ned. Det er virkelig irriterende at skulle bruge så meget tid på at tilpasse alt for at passe ind i deres mærkelige måder at beregne priser på.

Det hele er nu pakket ud og jeg skal i gang med at teste.

Det største problem med Shapeways, er at de bliver ved med at hæve prisen. I en verden hvor man forventer at ting bliver billigere, er det lidt frustrerende at det konstant bliver dyrere.

Hvis jeg ønsker at have en del S-Tog på mine moduler, så er jeg nok nød til at finde på noget andet.

Alt modeltog pakket væk

Der er andre og for mig vigtigere ting der skal passes som familiefar med kone og 2 børn. Derfor har jeg pakket alt modeltog sammen på lageret.

Jeg vil i det næste år eller to bruge den sparsome fritid jeg har til at arbejde lidt videre på s-togs projektet og 3D printning.

Afprøvning af Litra SA S-Tog

Litra SA monteret med mini motor

Så blev det tid til endnu en test af mit s-tog. Designet virker fint, men det hele er for let. For at få hjulene til at få fat i skinnerne skal der meget mere vægt til.

Motoren virker desværre for lille, da der skal en del strøm til for a den kan trække. Det er helt klart at en 3V motor ikke er ideel, da området hvor den kan reguleres er ret lille.

Testkørsel af Litra SA – S-Tog med overdel og ekstra vægt

Status for 3D print

Nu har jeg fået et par versioner hjem af designet og det er bestemt en måde at lave Litra SA på.

Men da jeg endelig havde fået samlet SA vognen, ramte virkeligheden hårdt. Vognen printet i plast er meget for let, trykket på akselerne er så lille at motoren trækker hjulene rundt uden at det giver nogen form for fremdrift. Kun ved at lægge noget tungt ovenpå kunne jeg få det til at køre – ikke videre kønt 😉

Jeg skal derfor til at undersøge om jeg kan indbygge noget vægt, eller printe undervognen i metal.

Metoden til at fremstille toget som 3D print er dog stadig valgt 😉