Multiswitch-System selbstgebaut - Teil I

Dies ist eine Anleitung zum Selbstbau eines 16-Kanal Multiswitch-Systems. Alle Unterlagen zum Nachbau können kostenlos heruntergeladen werden (Bestückungspläne, Schaltpläne, Belichtungsvorlagen für die Leiterplatten, .hex Datei für die Mikrocontroller (Firmware)).

Das Multiswitch-System ist geeignet für die 8-Kanal Version der F-14 Fernsteuerung sowie den Sendertyp FC-16. Diese Sendertypen sind herstellerseitig schon für den Ausbau mit Multiswitch-Modulen vorbereitet.

Die ältere 7-Kanal Version der F-14 hat mit der 8-Kanal Version leider nur das Gehäuse gemeinsam, der Sender ist intern vollkommen anders aufgebaut. Daher funktioniert der hier vorgestellte Encoder in dieser Form nicht mit einem 7-Kanal F-14 Sender.

Abgesehen von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Kanäle lassen sich die beiden Versionen mit einem Blick in das geöffnete Sendergehäuse leicht unterscheiden:

7-Kanal Version

  • bietet 7 Stecker zum Anschluss von Potis, Knüppeln etc. an ("EXT" Stiftleiste)
  • ein IC vom Typ NE5044 auf der Hauptplatine
  • 4-poliger Stecker mit der Bezeichnung "MULTI-OP"

8-Kanal Version

  • bietet 8 Stecker zum Anschluss von Potis, Knüppeln etc. an ("EXT" Stiftleiste)
  • ein IC mit der Aufschrift "Futaba" auf der Hauptplatine
  • 3-poliger Stecker mit der Bezeichnung "MULTI-OUT".

Für einen erfolgreichen Nachbau sollten folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

  • Grundlagenwissen über Elektronik
  • Möglichkeit, Leiterplatten nach einer Belichtungsvorlage zu ätzen
  • Verfügbarkeit eines Programmiergeräts für PIC Mikrocontroller
  • ein wenig Übung im Löten

Das Multiswitch-System besteht aus dem Encoder mit acht Schaltern, der im Sender eingebaut wird, sowie dem Decoder mit 16 Ausgängen für Verbraucher (Lampen, kleine Elektromotoren, Relais, etc.), der wie ein Servo am Empfänger angeschlossen wird.

Ein Hinweis vorweg: am Besten läuft das Multiswitch-System mit den "klassischen" PPM Sendern im 35 oder 40 MHz-Band. Viele der beliebten 2,4 GHz Fernsteueranlagen basieren auf einem völlig anderen Prinzip, so dass das Multiplex-Protokoll der Schaltkanal-Erweiterung hier leider oft nicht funktioniert.

Erläuterungen zum Funktionsprinzip des Multiswitch-Systems sowie Hinweise zur Anpassung an andere Sendertypen als die F-14 findet man in den FAQ auf diesen Seiten.

16-Kanal Multiswitch Encoder für F-14

Der Encoder ist auf einen F-14/FC-16 Sender zugeschnitten.

Liste der Bauteile

 
Anzahl BezeichnungBauteilBezugsquelle, Bestell-Nr.
 1 C2Keramik-Kondensator 100 nF, Bauform SMD 1206Reichelt, KEM X7R1206B100N
 1 IC1PIC 16F627A, programmiertReichelt PIC 16F627A oder 16F628A; der Mikrocontroller muss noch progammiert werden!
 1 18-pol. IC-Fassung für IC1Reichelt, GS 18
 8R1, R4-R10Kohleschichtwiderstand 1/4 W, 47 kΩ, Bauform 0207Reichelt, 1/4W 47k
 1R2

Widerstand 1/4 W, 82 kΩ, SMD 1206 (F-14) bzw. Widerstand 1/4 W, 12 kΩ, SMD 1206 (FC-16)

Reichelt, SMD 1/4W 82k bzw.
Reichelt, SMD 1/4W 12k

1R3Widerstand 1/4 W, 1 kΩ, SMD 1206Reichelt, SMD 1/4W 1k
1R11

Widerstand 1/4 W, 47kΩ, SMD 1206

Reichelt, SMD 1/4W, 47k
8S1-S8

Kippschalter oder -taster mit Mittelstellung, gerade Lötstifte (Schalter mit Lötösen sind für die Leiterplatte nicht geeignet!)

Pollin, 70-420 432 (Schalter) oder 70-420 443 (Taster)

 1 

 Anschlusskabel f. Multi-Out und Geber ("Wake-on-Lan"-Kabel)

 
 1  Leiterplatte Encoder F-14 

Link zu den Bezugsquellen:

Reichelt: www.reichelt.de

Pollin: www.pollin.de

Auf der Lötseite unter dem Mikrocontroller befinden sich ein paar SMD Bauteile, anders ging es bei den Platzverhältnissen leider nicht, denn praktisch die gesamte Fläche wird von den acht Schaltern belegt.

Der PIC Mikrocontroller Typ 16F627A wurde ganz am Rand platziert. Die Platine ist so ein paar mm länger als das Original, passt aber noch gut in die Optionsplätze des Senders. Mit der gewählten Lösung ist der Encoder nicht zu groß, lässt sich aber noch relativ einfach nachbauen (einseitiges Layout).

Auf der Platine ist auch eine zweite Anschlussmöglichkeit für einen weiteren Encoder vorhanden, so dass auch mehrere Encoder in einen Sender eingebaut werden können.

F-14 Sender mit eingebautem Multiswitch-Encoder


Blick in das geöffnete Gehäuse des Senders:

eingebauter Multiswitch-Encoder, Blick in das geöffnete Sendergehäuse

Anschlussbelegung für den Encoder:

Anschlussbelegung des Multiswitch-Encoders
 

Einbau des Encoders in den Sender

Im Sender stehen drei Optionsplätze zur Verfügung (oben links, oben rechts und über dem Akku). Die F-14 kann so mit max. 48 Schaltkanälen aufgerüstet werden.

Unter den Optionsplätzen befindet sich ein Abstandshalter aus Kunststoff, der als Hilfe zum Ausrichten der Schalter beim Einlöten verwendet werden kann, der Abstandshalter sollte dann wieder in den Optionsplatz montiert werden.

Aus der transparenten Schalterabdeckung auf der Aussenseite werden die notwendigen Durchbrüche für die Kippschalter vorsichtig herausgetrennt.

F-14 Sender, Optionsplatz für 16-Kanal Multiswitch Encoder

Alle Muttern, Sicherungsringe und Fächerscheiben auf den Gewinden der Kippschalter werden entfernt, der Encoder wird eingesetzt und von außen wird eine Mutter je Schalter wieder angeschraubt. Die transparente Schalterabdeckung wird wieder angebracht. Der mechanische Einbau ist damit abgeschlossen.

Anschluss im Sender

Der Encoder wird mit insgesamt vier Kabeln mit der Senderplatine verbunden. Diese sind:

  • positive Betriebsspannung (rotes Kabel)
  • GND (Masse) (schwarzes Kabel)
  • Synchronisationssignal (weißes Kabel)
  • Gebersignal (gelbes Kabel)

Die angegebenen Farben entsprechen den Farben der Kabel auf den folgenden Bildern. Abhängig vom verwendetem Anschlusskabel können die Farben im konkreten Fall abweichen! Die Farben der Kabel auf den folgenden Bildern sind nur exemplarisch!

Gebersignal

Zunächst wird das Gebersignal an einen der Gebereingänge angeschlossen. Das Gebersignal ist das einzelne Kabel, das am Encoder zwischen den beiden oberen Schaltern angelötet wird und mit "OUT" bezeichnet ist.

Das folgende Bild zeigt die Geberanschlüsse auf der Senderplatine:

Geber-Anschlüsse im F-14 Sender

Die Stecker 1-4 sind mit den Anschlüssen der Kreuzknüppel verbunden, die Stecker 5-8 sind in der Grundausbaustufe nicht belegt. Im Bild liegen auf den Anschlüssen 5 und 6 die Ausgänge von zwei Linearreglern. Die Anschlüsse 7 und 8 sind noch frei. Die Nummer des  Geberanschlusses mit dem der Encoder verbunden wird bestimmt den Kanal am Empfänger, an dem der Decoder angeschlossen werden muss. Im folgenden Bild ist der Geberausgang des Encoders (gelbes Kabel) mit dem Gebereingang auf Kanal 8 verbunden worden. Bitte beachten, dass nur der mittlere Stift genutzt wird, die beiden äußeren Stifte bleiben frei!

F-14 Sender mit Geberanschluss auf Kanal 8

Spannungsversorgung und Sync.-Signal

Die Spannungsversorgung sowie das Synchronisationssignal erhält der Encoder über einen 3-pol. Stecker der Senderplatine, der mit "MULTI OUT" gekennzeichnet ist. Das folgende Bild zeigt die aufgesteckte Buchse auf den MULTI OUT Stecker, die Farben haben die oben genannten Funktionen:

  • weiß: Sync.-Signal, mittlerer Anschluss
  • rot: Plus, Richtung IC mit der Aufschrift "Futaba"
  • schwarz: Minus, Richtung Geber-Anschluss

Abhängig vom verwendetem Anschlusskabel können die Farben im konkreten Fall abweichen! Die Farben der Kabel auf den folgenden Bildern sind nur exemplarisch!

Anschluss des MULTI-OUT Steckers im F-14 Sender

Test des Encoders

Mit einem Standard-Servo kann man ganz groben testen, ob der Encoder richtig im Sender angeschlossen ist und funktioniert. Dazu wird an den für den Decoder vorgesehenen Empfängerausgang testweise ein Servo angeschlossen. Das Sync-Signal ist besonders lang und daher sollte der Servo rhythmisch zucken. Wer über ein Oszilloskop verfügt, kann dem Servo diese Tortur natürlich ersparen und sich das gemultiplexte Empfängersignal auf dem Bildschirm ansehen.

Datei

Multiswitch Encoder F-14/FC-16Download80.96 KB
  • Firmware für den Mikrocontroller (.hex Datei)
  • Belichtungsvorlage Leiterplatte
  • Bestückungspläne
  • Schaltplan