Die Beschreibung ist vorläufig, sobald ich etwas mehr Zeit habe, werde ich sie überarbeiten. Um einen ersten Eindruck zu bekommen genügt sie allerdings.

Die beschriebene Modifikationan eines Microsizers Empfängers hat vier Ziele.

• Erstens ermöglicht es der Umbau bis zu drei Fahrzeuge unabhängig von einander auf der gleichen Frequenz zu steuern.
  
  
• Zweitens ermöglicht die Änderung die Regelung der Geschwindigkeit in 15 Stufen (Stehen plus 7 vorwärts und 7 rückwärts).
  
  
• Drittens erlaubt die Modifikation 7 verschiedene Kurvenradi zu benutzen. Sowohl der Sender als auch der Empfänger sind in der Lage die entsprechenden Signale zu senden bzw. zu empfangen, aber ich habe bisher noch keine "einfache" Lösung für die mechanische Komponente gefunden. Deshalb liegt diese Option zur Zeit brach.
• Viertens, verwaltet der Empfänger noch Ausgänge für Blinker, Fahrt-, Brems- und Rückfahrlicht. Die Blinker blinken, sobald in die jeweilige Richtung gelenkt wird (Natürlich wäre auch ein separates Schalten möglich). Das Bremslicht leuchtet kurz auf, wenn die Geschwindigkeit von einem beliebigen Wert auf 0 wechselt. Das Fahrtlicht wird über die FB geschaltet und das Rückfahrtlicht leuchtet, sobald das Fahrzeug rückwärts fährt.

Die Modifikation am Empfänger genügt nicht, es muss auch ein entsprechender Sender verwendet werden. Der entsprechende Sender ist hier beschrieben.

Wie es funktioniert

Der Empfänger besteht aus einer Stromversorgung, einem HF Teil, der die Funksignale empfängt, einer Verstärker/Filterstufe, die daraus die eigentlichen Befehle/Daten gewinnt, ein Controller, der die Befehle in Signale umwandelt, die die Treiber ansteuern, die widerum die elektromechanischen Teile mit Leistung versorgen.

Die Modifikation soll mit geringem Aufwand durchgeführt werden, weshalb nach Möglichkeit nur der Controller ersetzt werden soll. Der Betrieb verschiedener Fahrzeuge wird über eine Adresse ermöglicht, die den Befehlen hinzugefügt wird und im Controller mit der Fahrzeugadresse verglichen wird. Die proportionale Geschwindigkeitregelung wird über eine PWM (im Controller) realisiert, was bedeutet, dass die Motoransteuerung, die nur An und Aus kennt, nicht verändert werden muss. Der einzige Punkt der bisher nicht gelöst ist, ist die proprotionale Lenkung ohne die eingebaute Lenkung zu verändern. Deshalb lasse ich diesen Punkt aussen vor.

Der Sender schickt einen Befehl an den Empfänger. Es handelt sich dabei um Daten, die dem Empfänger mitteilen, was denn nun passieren soll. Die Anzahl der möglichen Befehle bei einem Microsizer ist sehr beschränkt. Der Leistungsumfang des Umbaus ist deutlich höher und deshalb muss die Fernsteuerung mehr "Innformationen" in einem Befehl an den Empfänger schicken, als es für einen Original Microsizer von Nöten ist. In Bits ausgedrückt (was um ehrlich zu sein wenig mit der jeweiligen technischen Realisierung zu tun hat, aber einen Vergleich der Informationsmenge zulässt) benutzt der Microsizer 5 Bit. Der modifizierte Sender/Empfänger aber 12 Bit. Trotzdem überträgt dieser die Informationen in der Regel schneller als der Microsizer. Der unterschiedliche Informationsgehalt erfordert ein eigenes Übertragungsprotokoll. Es wäre günstig ein bestehendes Protokoll zu verwenden um die zugehörigen Sender einsetzen zu können. Da aber der HF Teil und die Filterstufen bestehen bleiben, sind die Möglichkeiten deutlich eingeschränkt. Die Microsizer HF Stufe arbeitet mit Datensignalen von 1 kHz und 500 Hz. Da der Empfänger sich mit anderen Frequenzen sehr schwer tut, ist leider die Übernahme des Protokolls, z.B. von einem X-Trek oder X-Motor, selbst von einem 6-Tec nicht möglich, da diese alle mit deutlich höheren Frequenzen arbeiten. Somit ist dies der Grund, warum ein spezieller Fernsteuerungssender benötigt wird.

Eine Fernsteuerung schickt falls das Fahrzeug etwas machen soll einen Befehl an den Empfänger. Dieser Befehl wird ständig wiederholt. Dies erhöht zum einen die Wahrscheinlichkeit, dass der Befehl ankommt und erlaubt es andererseits dem Empfänger, das Auto anzuhalten, wenn es aus irgendeinem Grunde eine Zeit lang keinen Befehl erhält.

Will man nur ein Fahrzeug auf der gleichen Frequenz betreiben ist "eine langsame Übertragung (und eine Übnertragung, die auf einem 1 kHz Takt beruht ist langsam) " kein Problem. Denn man kann innerhalb einer Zehntel-Sekunde immer noch genug Befehle an das Auto senden, so dass es schnell genug reagiert auch wenn mal ein Befehl verloren geht (in unserem Falle 4 Stück). Will man aber mehrere Fahrzeuge auf der gleichen Frequenz betreiben, so müssen sich diese reihum "abschalten" um die anderen mal "ran zu lassen". Nun kann man die Pause in der eine Fernsteuerung stumm schaltet verlängern um sicher zu gehen, dass jeder Sender mal dran kommt, was aber zu Lasten der "Empfangswahrscheinlichkeit" jedes einzelnen Fahrzeuges geht oder man macht die Pausen kürzer, was wiederum zu Problemen führen kann, weil sich die Fernsteuerungen ständig gegenseitig stören. Der Fernsteuersender erlaubt es die Pausen der Stummschaltung einzustellen, so dass man die Dauer der Stummschaltung dem jeweiligen Falle anpassen kann.

Die Fahrzeugbeleuchtung wird mittels Leds realisiert. Diese benötigen eine Spannung von ca 2 V, weiße Leds sogar 3,2 V (je nach Typ). Deshalb muss auf der Platine eine Möglichkeit vorgesehen werden eine entsprechende Spannung zu erzeugen. Dies geschieht mit Hilfe eine Standard Boost Converters. Anstatt einen eigenen Baustein für die Takterzeugung und Regelung zu verwenden, soll dies in unserem Falle der Controller miterledigen. Die erzeugte Spannung beträgt 4,4V. Dies ermöglicht es 2 normale Leds in Serie zu betreiben oder aber eine weiße Led. Die Anode wird mit den 4,4V verbunden und die Kathode über einen Widerstand mit dem jeweiligen Ausgang. Da die Leds seriell betrieben werden kann benötigt man nur einen Ausgang pro Led Paar. Bei weißen Leds ist der Strom entsprechend zu limitieren oder die Leds müssen auf mehrere Ausgängen verteilt werden. In dem beschriebenen Falle, habe ich den Strom für die weissen Led auf jeweils 10mA beschränkt und für die anderen Leds habe ich low current Typen verwendet.

Der Original Controller hat vereinfacht gesprochen einen Eingang für die Daten und vier Ausgänge für die Treiber. Zwei steuern den Motor an, und je einer für die Lenkmagnete. Das sind 5 Signale, aber zur Steuerung der Leds werden noch 6 weitere Ausgänge benötigt (2 * Fahrlicht, linker Binker, rechter Blinker, Rückfahrlicht, Bremslicht). Darüber hinaus werden noch ein Ausgang und ein Eingang zur Spannungserzeugung für die Leds benötigt. Ein Microcontroller mit 16 Pins sollte also ausreichend sein. Ebenso muss der Chip zwei Hardware-PWMs haben, eine um die Motordrehzal einstellen zu können und eine für die Spannungserzeugung für die Leds. Ein schneller AD Wandler mit zwei Kanälen oder zumindest zwei Komperatoren (oder je einer), um das Eingangssignal kontrolliert analysieren zu können und um die Led Spannung zu kontrollieren. Auf der Platine befindet sich ein Spannungswandler der aus den 1,2 V Akkuspannung etwa 3,3V zum Betrieb von HF Teil, Filterstufe und Controller erzeugt. Der Microcontroller muss also mit 3,3 V oder besser mit 2,7 V funktionieren. Der ATTiny26 erfüllt alle diese Kriterien. Um den Akku zu schonen empfiehlt sich die L-8 Version. Ebenso sollte man den Prozessortakt nur so hoch wie nötig wählen um Energie zu sparen. Da der Chip 20 Pins hat (4 Versorgungsspannung + 16 I/Os) bleiben 3 Pins unbeschaltet.

Das ganze als Schaltplan (ohne Leds):

... und der Umbau

Es ist aus zwei Gründen nicht möglich den Original Controller zu entfernen. Zum einen enthält er Elemente der Verstärker/Filterstufe auf die man nicht verzichten kann und zum anderen ist er gebondet, was bedeutet man kriegt das Ding nicht von der Platine ohne sie zu zerstören. Also trennt man die Ausgänge des Original Controllers von den Treibern. Da vier Ausgänge Verwendung finden müssen vier Leiterbahnen gekappt werden. Anstatt Leiterbahnen zu trennen, kann man bei einigen Platinen auch die Vorwiderstände der Treiber entfernen. In diesem Falle muss man die Vorwiderstände natürlich am neuen Controller anbringen. Neben den Verbindungen zu den 4 Treibern wird noch das Eingangssignal mit den Daten benötigt und die Versorgsspannung. Dabei ist zu beachten, dass man die positive Spannung nicht vom Accu abgreift, sondern "hinter" dem Spannungsregler-Ausgang und über einen 47 Ohm Widerstand an den Controller führt. Die untenstehende Tabelle und das Bild zeigen, wo welche Schnitte zu machen sind. Es handelt sich bei der Platine um eine 2 Speed Platine. Bei der normalen Microsizer Platine liegen die Schnitte ähnlich. Im Bedarfsfalle, kann ich auch für diese entsprechende Bilder hochladen.

Treiber F	Motor vorwärts	Controller Pin 7
Treiber B	Motor rückwärts	Controller Pin 4
Treiber L	Lenkung links	Controller Pin 8
Treiber R	Lenkung rechts	Controller Pin 9
GND	Masse	Controller Pin 6, 16
Vcc	etwa +3,3V	Über einen Widerstand von 47 Ohm an Controller Pin 5 und 15
SIn	Daten	Controller Pin 11
	Led Spannung	Controller Pin 12
	Takt für Led Spannung	Controller Pin 2
	Rückfahrtscheinwerfer	Controller Pin 20
	Blinker links	Controller Pin 19
	Blinker rechts	Controller Pin 13
	Fahrtlicht (vorne)	Controller Pin 18
	Fahrtlicht (hinten)	Controller Pin 17
	Bremslicht	Controller Pin 14

Um die Kabel nach Oben zu führen, habe ich zwei Reihen Löcher in den Klarsicht-Deckel gebohrt. Die Kabel werden dann mit der Platine verbunden. Das Bild zeigt eine Prototypenplatine mit Programmiestecker. Im Normalfall, ist die Platine entsprechend kleiner (bis zum Einschnitt).

Zum Test habe ich die Leds mit ihren Widerständen nicht eingebaut, sondern auf eine extra Platine oben auf geklebt. Anderfalls, wäre das Testen und Neuprogrammieren eine zu aufwändige Angelegenheit. Bremslicht und Fahrlicht (hinten) teilen sich die Leds.

Bei Rückfragen mail an Stephan Hess