RC-Tinys: Mikrocontroller für Mikromodellbauer


Im Folgenden werden ein paar Elektroniken vorgestellt, die ich in meine 1:87 Fahrzeuge eingebaut habe. Man kann mit ihnen auf bequeme Weise die verschiedensten Lichtfunktionen im Modell schalten. Ein wenig Eigenwerbung darf sein: ich halte diese Elektroniken für das beste, was es an Beleuchtungselektronik für 1:87 RC-Fahrzeuge gibt. Umfangreiche Funktionen, einfache Inbetriebnahmen, zuverlässiger Betrieb sind die Stichworte. Zusammen mit www.mikroantriebe.de arbeite ich daran, sie allgemein zugänglich zu machen. Bis dahin sind die Tinys auch bei mir erhältlich.

DoppelBlitzTiny (4 Doppelblitzer und automatische Lichthupe), erhältlich bei www.mikroantriebe.de
LichtBlinkTiny (Licht, Blinker, Warnblinker, Rundumblitzlicht),  erhältlich bei www.mikroantriebe.de
LichtTiny
(für Scheinwerfer, Rücklichter, Nebelscheinwerfer)
BlinkTiny (für Blinker rechts,links, Warnblinker, ein Blitzlicht für das Fahrzeugdach)
BlaulichtTiny (Lichthupe, Frontblitzer (“Strassenräumer”), Blitzlicht für das Fahrzeugdach)

Tipp: Parallelschaltung von BlaulichtTiny und LichtTiny

Und warum heissen die Winzlinge eigenlich "Tinys"?? Ganz einfach: Herz einer jeden Elektronik ist ein Mikrocontroller, und zwar der ATtiny15L aus dem Hause Atmel. Das ergibt den einen Teil des Namens. Der andere Teil ergibt sich ganz einfach aus der Funktion der Schaltung. Und so weiss jeder eingeweihte, wass er von einem "LichtBlinkTiny" zu erwarten hat.

Die Platinen werden wie ganz gewöhnliche Servos am Empfänger angeschlossen und mit dem Steuerknüppel oder einem Schalter bedient. Die Betriebsspannung beträgt 3 bis 5 Volt. Jede der Elektroniken lernt in den ersten zwei Sekunden nach dem Einschalten den Nullpunkt. Daher muss vor dem Einschalten des Empfängers der Sender eingeschaltet sein, und er darf in den ersten zwei Sekunden nicht betätigt werden.

Die Software arbeitet meist als Memoryschalter, das heisst sie merkt sich, wenn der Steuerknüppel betätigt wurde. Dieses Funktionsprinzip macht sie etwas empfindlicher gegen Funkstörungen, als es ein normaler Schaltkanal ist. Ursache: die Memoryfunktionen „speichern“ die Störungen, so dass z.B. der Blinker ungewollt loslegt. Allerdings wurde einiges getan, um die Tinys unempfindlicher gegen Störungen zu machen, und das mit Erfolg. Die Software ist sehr robust gegen Störimpulse gemacht worden, und hardwaremässig ist ein Tiefpass mit auf der Platine.

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DoppelblitzTiny


Der neueste Baustein aus meiner Tiny-Reihe ist der DoppelblitzTiny. Die Schaltung erhielt diesen Namen, weil sie für jedes der vier anschliessbaren Lichter Doppelblitze erzeugt. Also die Art von Blaulicht, wie man sie auf modernen Fahrzeugen immer häufiger sieht. Die Schaltung wird wie alle anderen Tinys auch an einen Empfängerkanal angeschlossen und durch ein Auslenken des Steuerknüppels (oder eines Schalters) betätigt. Es ist diesmal aber keine Memoryfunktion, das heisst, das Blaulicht blitzt solange, wie der Steurknüppel ausgelenkt (bzw. der Schalter umgelegt) ist. Die vier Lichter blitzen unabhängig voneinander auf.

Funktionen des DoppelblitzTiny:
- Vier Doppelblitzer (z.B. drei auf dem Dach und einer für zwei LED im Kühlergrill gleichzeitig)
- Eine automatische Lichthupe.

Wie schon der LichtBlinkTiny ist auch der DoppelblitzTiny für Standmodelle geeignet. Wird der Impulseingang nämlich offen gelassen, dann arbeiten die Funktionen selbstständig, und so können auch Standmodelle ohne Fernsteuerung mit dieser Schaltung ausgerüstet werden.

Zu der automatischen Lichthupe gibt es zugegebenermaßen verschiedene Meinungen. Die einen finden sie toll, die anderen finden sie überflüssig. Manche sagen sogar, sie sei bei den "echten" Fahrzeugen verboten. Nun habe ich aber die Lichthupe schon häufig bei Einsatzfahrzeugen gesehen, sie existiert also in der Realität, und daher habe ich sie im DoppelblitzTiny integriert. Aber man kann sie wahlweise zuschalten: Knüppel nach vorn bedeutet Doppelblitz plus Lichthupe, Knüppel nach hinten bedeutet Doppelblitz ohne Lichthupe. Im Standmodell ist die Lichthupe immer aktiv. Hier wird einfach über die Verkabelung entschieden, ob sie dazu genommen wird.

Ein Tip noch an alle, die den DoppelblitzTiny zusammen mit einem LichtTiny im Modell verbauen wollen: Es macht Probleme, wenn sich beide Tinys um den Zugriff auf die Scheinwerfer LEDs streiten müssen. Daher ist es am besten,  normale Scheinwerfer plus Nebelscheinwerfer in das Modell einzubauen und dann jedem Tiny seine eigenen Lichter zu gönnen.

Bedienung:
Die Beleuchtung ist so lange aktiv, wie der Steuerknüppel ausgelenkt ist.
Knüppel nach vorn: 4 Doppelblitzer plus automatische Lichthupe
Knüppel nach hinten: 4 Doppelblitzer, aber ohne Lichthupe

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LichtTiny


Diese Schaltung ist dazu vorgesehen, bei einem 1:87 Modell die LED der Beleuchtung (Scheinwerfer, Rücklichter, Nebelscheinwerfer) zu schalten. Die Elektronik wird ganz normal wie ein Servo am Empfänger angeschlossen. Für die Scheinwerfer stehen Standlicht, Abblendlicht und Fernlicht zur Verfügung. Dazu benötigt man keine extra LED, da diese Funktionen über eine Dimmung der Scheinwerfer simuliert wird.  Im Normalbetrieb ist der Steuerknüppel in Mittelstellung. Zum Schalten muss er kurz nach rechts oder links (bzw. vorn oder hinten) bewegt werden. Diese Betätigung des Knüppels wird gespeichert und in Funktionen umgesetzt. Bitte nicht erschrecken vor der folgenden Beschreibung. In der Praxis hat sich das Ganze bewährt und als ausgesprochen praktisch in der Bedienung erwiesen. Wer mehr Bedienungskomfort möchte, kommt an aufwendigen Mulitschwitch-Modulen nicht herum.

Bedienung:
1x nach vorn: alles aus
2x nach vorn: Abblendlicht
3x nach vorn: Fernlicht
4x nach vorn: Standlicht
5x nach vorn: Nebellichter
6x nach vorn: Umschalten Anhängerkupplung oder Lichthupe
1x nach hinten und festhalten: Kupplung auf oder Lichthupe

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BlinkTiny


Mit dieser Schaltung können die Blinker-LED in einem 1:87 Fahrzeug betätigt werden. Möglich sind Blinken rechts, Blinken links und Warnblinken. Für das Fahrzeugdach steht noch ein Rundumlicht zur Verfügung. Die Elektronik wird ganz normal wie ein Servo am Empfänger angeschlossen. Wahlweise kann auch das Lenkservo mit angeschlossen werden, damit nach einer Kurvenfahrt automatisch die Blinker wieder ausgeschaltet werden. Im Normalbetrieb ist der Steuerknüppel in Mittelstellung. Zum Schalten muss er kurz nach rechts oder links bewegt werden. Diese Betätigung des Knüppels wird gespeichert und in Funktionen umgesetzt. Die Software erkennt beim Einschalten automatisch, ob ein Lenkservo angeschlosseni ist.

Bedienung:
1x nach rechts: Blinker rechts ein/aus
1x nach links: Blinker links ein/aus
Knüppel nach rechts und 2s festhalten: Warnblinker ein/aus
Knüppel nach links und 2s festhalten: Rundumblitzer ein/aus

Wenn das Lenkservo angeschlossen ist, wird es nach einer Kurvenfahrt automatisch den Blinker wieder ausschalten, eben so wie es im echten Fahrzeug auch passiert.

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BlaulichtTiny


Mit dieser Schaltung können „Blaulicht“-Fahrzeuge beleuchtet werden, es stehen Ausgänge für 4 LED und die Frontscheinwerfer zur Verfügung. Die Lichtfunktionen werden einfach durch Auslenken des Steuerknüppels eingeschaltet und bleiben solange eingeschaltet, bis die Auslenkung zurückgenommen wird.

„Strassenräumer“ zum Einbau im Kühlergrill:
Linke LED blitzt 6mal sehr schnell, 0.7 sec Pause, rechte LED blitzt 6mal sehr schnell, 0.7sec Pause, linke LED blitzt 6mal sehr schnell, usw.

Blitzleuchten für das Fahrzeugdach:

Zwei unabhängig blitzende LED. Frequenz: jede LED mit ca. 2 Hz

Automatische Lichthupe:

Hier werden die Scheinwerfer LED angeschlossen. Die Lichthupe blinkt ca. jede Sekunde einmal auf. Wer sich schon einmal die grossen Vorbilder angesehen hat, wird bemerkt haben, dass die Frontscheinwerfer nicht einfach „hart“ an- und ausgehen. Vermutlich weil die Glühfäden in den Scheinwerfern Zeit zum Aufheizen und Abkühlen brauchen, ist ein fliessender Übergang zwischen Ein und Aus zu erkennen. Dieses Verhalten simuliert der BlaulichtTiny, indem die Frontscheinwerfer über eine Dimmung ein- und ausgeschaltet werden. Meiner Meinung nach wirkt das Ganze sehr überzeugend!!

Bedienung:
Die Beleuchtung ist so lange aktiv, wie der Steuerknüppel ausgelenkt ist.

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LichtBlinkTiny


Ein bewährtes Mitglied meiner Tiny-Famile ist der LichtBlinkTiny. Wie der Name schon andeutet, kann er sowohl Licht als auch Blinker schalten. Damit kann er scheinbar das gleiche, wie LichtTiny und BlinkTiny zusammen, doch das täuscht. Der LichtBlinkTiny kann zwar die Scheinwerfer schalten, aber er beherrscht kein Stand- und Abblendlicht. Auch kann er Blinker und Warnblinker schalten, aber ein automatisches Rückstellen über das Lenkservo ist nicht möglich. Die Funktionen werden wie gewohnt wieder durch ein- oder mehrmaliges Auslenken des Steuerknüppels geschaltet:

1x nach links: Blinker links ein/aus
2x nach links: zwei Rundumblitzlichter ein/aus
3x nach links: alles aus
4x nach links: alle Funktionen ein
1x nach rechts: Blinker rechts/ein aus
2x nach rechts: Warnblinker ein/aus
3x nach rechts: Scheinwerfer ein/aus

Auf Anregung eines Modellbaukollegen hat der LichtBlinkTiny noch eine kleine Zugabe: wenn beim Einschalten der Impulseingang offen ist, oder im laufenden Betrieb das Impulskabel abgezogen wird, dann werden nach ca. 2 Sekunden alle Funktionen eingeschaltet. Das heisst, Licht, Warnblinker und die zwei Rundumlichter sind aktiv. Damit eignet sich die Elektronik ausgezeichnet auch für Standmodelle, oder man kann in Spielpausen die Lichtfunktionen vorführen. So macht es doch einen netten Eindruck, wenn auf einer Ausstellung die Lichtfunktionen laufen und die Aufmerksamkeit der Besucher auf sich ziehen.

Seit dem 1. März 2004 ist der LichtBlinkTiny im Handel zu erwerben: bei www.mikroantriebe.de.
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Parallelschaltung von BlaulichtTiny und LichtTiny

Ein besonderer Fall liegt vor, wenn man die Scheinwerfer per LichtTiny oder LichtBlinkTiny schalten möchte, und zusätzlich die automatische Lichthupe des BlaulichtTiny nutzen möchte. Diese Kombination ist nicht problemlos möglich. Der Grund: wenn der LichtTiny die Scheinwerfer eingeschaltet hat, dann sieht man die Lichthupe nicht mehr, die der BlaulichtTiny schalten möchte. Ein Kompromiss stellt der unter diesem Text dargestellte Schaltplan dar. Mit den zwei Widerständen schafft man es, dass ein sichbarer Unterschied zwischen "Abblendlicht" und "Lichthupe" besteht. Aber wie gesagt: es ist nur ein Kompromiss. Die zweite Möglichkeit ist, das Blaulicht nur dann einzuschalten, wenn der LichtTiny aus ist. Dann sieht man deutlich die Lichthupe, aber die Rücklichter sind auch abgeschaltet. Das beste wäre aber, dem Modell normale Scheinwerfer plus Nebelscheinwerfer zu gönnen. Dann hätte jeder Tiny seine eigenen LED und alles wäre problemlos.




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 BlinkTiny
Der BlinkTiny im Grössenvergleich. Es ist die kleinste Platine, da sich auf ihr kein Transistor befindet.

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LichtTiny
Alle anderen Tinys sind etwas grösser, wegen des Transistors auf der Platine: LichtTiny, BlaulichtTiny, LichtBlinkTiny, DoppelblitzTiny

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