Ausgangssituation
Meine analoge Drehscheibe soll auf den digitalen
Betrieb umgestellt werden.
Auf dem Markt werden diverse
Drehscheibensteuerungen zur Digitalisierung einer Drehsscheibe
angeboten.
Sie unterscheiden sich in der mechanischen Adaption als auch in
den Bussystemen, die unterstützt werden.
Da ich mich in der Planungsphase für das
Selectrix System entschieden hatte, muß ich, ich wollte kein
weiteres Bussystem einführen, auch eine Steuerung mit SX
Anschluß auswählen.
Anmerkung
Von daher beschreibe ich hier die Umrüstung mit Hilfe der
Drehscheibensteuerung von Digirail * (Ehemals ein Produkt der
Fa. Müt, heute von Hr. Stollner vertrieben).
Diese Umrüstung ist (hier) nur als Beispiel gedacht, der Leser kann
sich Anregungen für seine Auswahl und den Einbau gem. seiner Steuerung
holen.
Die Umrüstung von seitens des mechanischen Teils ist im Register
Umrüstungen (s. linke Spalte oder
hier
klicken) dokumentiert.
In dieser Abhandlung fasse ich den
elektrischen Anteil der Umrüstung zusammen, inkl. aller
zusätzlichen
elektrischen Schaltungen zur Erreichung eines sicheren Einsatz -
Ablaufs, gem. meinen Vorstellungen.
Hinweis
Wie ich im Laufe des Projektes gelernt habe, gab es bei der
großen Bahn einen großen Freiraum in der Gestaltung der Abläufe
in einem Bahnbetriebswerk (BW).
Meine Vorstellungen nutzen diesen Freiraum.
Aufgabenstellungen / Funktionen
Aufgaben
Erkennung der Lokposition
Die von mir ausgewählte Steuerung kann im
Zusammenhang mit einem Besetztmelder den Belegungszustand der
Bühne erkennen; die genaue Lokposition aber nicht.
Die genaue Lokposition wird aber bei
Loklängen benötigt, die nur wenig kürzer sind als das
Bühnengleis, damit die Bühne bei einem "Überhang" nicht dreht.
Um dies über das PC Programm TC*
(Train Controller) steuern
zu können, sollen Bühnen - Belegungs- und Ablauf- Situationen an
einen Besetztmelder ausgegeben werden, die dann abgefragt werden
können.
"Bühnenverriegelung"
Die Ursprungsidee war, die Bühne an den
verschiedenen Gleispositionen mechanisch zu verriegeln.
Mittels eines Servos habe ich dieses auch bewerkstelligen
können.
Mittels eines µ-Schalters wollte ich diesen Zustand an die
Steuerung melden.
Leider reichten mir die Anzahl der
Schleifringe nicht aus, um diese Zustandsmeldung umsetzen zu
können.
(siehe
auch den Bericht über den mechanischen Umbau)
Die Bühne selbst bleibt
aufgrund der Übersetzungsmechanik fest an der angefahrenen
Position stehen, so daß eine mechansiche Verriegelung nicht
notwendig ist.
Als Ersatz nehme ich die Auswertung der
Infrarot-Transitoren (IRT), die bei Erkennen einer Belegung am
Bühnenende das Drehen der Bühne verhindert.
Funktionen
Erkennung der Lokposition
Lösungsweg
Zustandserfassung auf der Bühne
- Die Gleisversorgung (Stromfluß) wird
über einen Besetztmelder geführt; wie bei allen Gleisen
üblich. Damit wird eine Belegung über den Motorstromfluß
erkannt. (frei <> besetzt)
- Zur Ermittlung der korrekten Position
der Lok und dem Einleiten der Halt- und Brems- Aktionen kann
keine Gleistrennung eingesetzt werden, da es eine Reihe von
Loks gibt, bei denen die Räder der ersten Achse mit
Haftreifen versehen sind und deshalb keinen Kontakt
auslösen.
Ich setze hier Phototransistoren (IRT) zur Positionserkennung ein.
Jeweils einen an den Enden der Bühne und einen in der Mitte.
Die Phototransitoren werden vom Tageslicht
oder der Raumbeleuchtung beleuchtet.
Aufgrund der ausgewählten Wellenlänge steuert der
Phototransistor bei genügender Helligkeit durch. Überfährt
eine Lok diesen Phototransistor, so erfolgt eine Abdeckung
und der Phototransistor sperrt.
Diese Lösung kommt ohne "Sende - Diode" aus, hat allerdings
den Nachteil, daß ab einer bestimmten Dämmerung sich der
Phototransistor wie bei einer Abdeckung verhält.
Hallsensoren mit Magneten an den Loks
können auch verwendet werden. Ich habe aber Bedenken, daß
beim Mittelleiter die Magnete an den Loks das Gleissignal
negativ beeinflussen könnten.
Magnet und Mittelleiter können als Generator wirken.
Die Bühnen - Belegungs- und Ablauf-
Situation ,,,.
- Ausgangslage > Bühne frei
- Auffahren und damit > Bühne belegt
Bremsen kann eingeleitet werden
- Halt (möglichst
Mitte Lok == Mitte Drehscheibe per TC* erreichen)
Die Haltefunktion wird ausgelöst, wenn der IRT in
der Bühnenmitte eine Belegung registriert und beide, am
Bühnenende befindlichen IRT den Status frei melden.
- Zurück, falls zu weit gefahren wurde
-- dies kann zu einem iterativen Ablauf bis
zur korrekten Haltposition bei langen Loks führen >
TC* gesteuert --
- Abfahren und damit Rücksetzen der
vorher gespeicherten Einstellungen;
Übergang in die Ausgangslage
Übermittlung und Auswertung der
Informationen im Steuerungsprogramm
Die obigen Positions - Zustände 1 .. 4 werden mittels
eines Stromflusses an einen
Besetztmelder ausgegeben und zwar mit den logischen Bedeutungen ..
Mit dem Programm TC* ist der
Besetztmelder auslesbar und damit die Zustandsinformationen
auswertbar und in die Betriebsabläufe koordinierbar.
Desweiteren werden die Bühnen - Zustände
- "drehen"
und
- "verriegelt / gesperrt"
an den Besetztmelder übermittelt
Für sonstige Anforderungen, die der Leser
noch mit einbinden möchte, stehen zusätzlich "frei wählbare
Zustandsinformationen" zur Übermittlung an den Besetztmelder zur Verfügung.
"Bühnenverriegelung"
Lösungsweg
In der Zusatzschaltung wird überwacht, ob der Step-Motor von der
Drehscheibensteuerung angesteuert wird.
Ist dies der Fall, dann wird die Information "Bühne dreht" an
den Besetztmelder gegeben.
Zeigt einer der beiden IRT am Bühnenende
eine Belegung an, dann wird der Stromkreis zum Step-Motor
unterbrochen und die Information "gesperrt" an den Besetztmelder
gegeben.
Einsatzbereich
Dieser selbst entwickelte Steuerungszusatz ist abgestellt auf den
Selektrix - Drehscheibendekoder der ehemaligen Fa. Müt
(Müt - Drehscheibensteuerung).
-- In wieweit Hr. Stollner unter Digirail*
dieses Produkt weiter anbietet muß der Leser bitte bei Hr.
Stollner erfragen -
Grundsätzlich kann der Steuerungszusatz bei Bedarf auch an
andere Bühnen und Drehscheibendekoder angepaßt eingesetzt werden.
Spannungsversorgung / Schnittstellen
Eingang
Angeschlossen wird der Steuerungszusatz an eine AC Spannungsquelle
(Trafo) mit max. 17 V oder eine entsprechende DC Versorgung.
Platine
Gleichrichtung (AC / DC Wandlung) und
Spannungsregelung stellen 1,5 A
bei 12 V DC zur Verfügung.
Bühne - Beleuchtung
Über Vorwiderstände ist die Spannung an
die jeweiligen LED Verhältnisse anzupassen.
Bühne - Servo
Spannung vom Servo - Decoder
-- Der Servo - Motor wird zum Drehen des Gleissperrsignals
eingesetzt --
Bühne - IR - Transistoren
Max. Spannung der Transistoren ist den Datenblättern zu
entnehmen
Ausgang an Besetztmelder
Die Höhe des Stromflusses ist dem Besetztmelder - Eingang
mittels Widerstand anzupassen.
Einsatz sowie Ausschluß von Haftung und sonstigen Ansprüchen
Die folgenden Darstellungen dienen zur Information, wie in
meinem Projekt spezielle Aufgabenstellungen gelöst wurden.
Diese Informationen und Arbeitsergebnisse sollen ausschließlich
private Modelleisenbahner in der Durchführung ihres Hobbies
unterstützen.
Die Schaltungen sind NUR für den Einsatz auf Modelleisenbahnen im
Niederspannungsbereich und für temperierte, trockene Wohnräume
ausgelegt.
Allerdings kann ich keinerlei Gewähr für die
Funktionsfähigkeit in allen Situationen und Einbauvarianten
übernehmen. Ferner kann ich auch keine Haftung übernehmen, die aus
der Verwendung / Einsatz der Ideen bzw. Arbeitsergebnisse
ableitbar sind. Analoges gilt für alle sonstigen möglichen
Ansprüche, die in direktem oder indirektem Zusammenhang mit dem
Betrieb stehen.
Der Nutzer dieser Informationen akzeptiert diesen Ausschluß und
trägt alleine das Risiko einer Verwendung auf seiner
Modelleisenbahn.
Eine Verwendung dieser Ideen bzw. von Arbeitsergebnissen, in
Gänze oder Teilen, ist für jegliche Art von kommerziellen Zwecken
nicht gestattet.
--- weitere
Informationen zur Nutzung von meinen Ideen findet der Leser
hier ---
---
mit der Nutzung werden diese
Regeln automatisch anerkannt ---
Prinzipdarstellung über das Zusammenwirken der Komponenten
Hinweis
Auf der Zusatzschaltung ist
die Auswertung der IR Transistoren in Bezug auf die
Beleuchtungsstärke mit Comparatoren (Vergleichern) realisiert.
Dieses Prinzip funktioniert auch, setzt aber eine höhere
Helligkeit als von mir erwartet voraus.
Auf der Anlage führte dies durch die örtliche Platzierung der
Drehscheibe dazu,
daß das Raumlicht schon sehr früh eingeschaltet werden mußte --
was nicht befriedigend war.
Das liegt am Bauteil: Comparator und kann durch Beschaltung
nicht verbessert werden..
Aus diesem Grunde entwickelte ich einen
neuen Zusatz mit µ
Processor für einen Besetztmelder, der eine bessere Einbindung
des IR Transistors erlaubt.
Dieser neue Vorsatz, zusammen mit einem
Besetztmelder, der grundsätzlich eine IR - Positionserkennung
ermöglicht, wird in das Zusammenwirken Bühne <> Steuerung mit
eingebunden.
Bei einer Neuauflage des Zusatzes zur Drehsscheibensteuerung
läßt sich diese Erkenntnis mit integrieren, so daß "Umwege"
erspart bleiben.
--- Anmerkung --
Dieser neue IR Zusatz "IR
Positionserkennung" wurde von mir deshalb entwickelt, weil ich
diesen auch für den Einsatz von IR Transistoren an anderen
Stellen (Gleisentkuppler, Bekohlung, Wasserkran, DKW Belegung,
...) zur Positionsbestimmung benötige.
Ein Nachbau ist nur für private Zwecke
gestattet.
Hinweis!!
Die hier eingezeichnete Leitung zur "Kontakt-Verriegelung" wurde
umgeschaltet und jetzt als weitere Leitung für "IR-Bühne-Ende"
verwendet. D.h. jetzt hat jeder IR Sensor seine eigene Leitung
von der Bühne zur "IR--Positionserkennung"
Die beiden IR Sensoren am Bühnenende werden auf dem Modul "IR -
Positionserkennung" logisch zusammengefaßt und das Signal über
einen gemeinsamen Releaiskontakt, wie eingezeichnet, an den
Drehscheiben - Steuerungszusatz geleitet.
Drehscheibensteuerung
(Zusatz)
Schaltung - Bühne
Ein Nachbau ist nur für private Zwecke
gestattet.
zum
Vergrößern bitte anklicken
Drehscheibensteuerung
(Zusatz)
Schaltung - Platine
Ein Nachbau ist nur für private Zwecke
gestattet.
Die Schaltung wurde mit dem Programm EAGLE * erstellt. Bei Bedarf
kann die Schaltung privaten Modelleisenbahnern auf Anfrage als
Datei zur Verfügung gestellt werden.
Es wird allerdings eine lizenzierte EAGLE* Version 5.11.oder höher
benötigt.
zum
Vergrößern bitte anklicken
Drehscheibensteuerung
(Zusatz)
Platinen-Layout
Ein Nachbau ist nur für private Zwecke
gestattet.
Das LayOut wurde mit dem Programm EAGLE * erstellt. Bei Bedarf
kann das LayOut privaten Modelleisenbahnern auf Anfrage als Datei
zur Verfügung gestellt werden.
Es wird allerdings eine lizenzierte EAGLE* Version 5.11.oder höher
benötigt, wenn Änderungen vorgenommen werden sollen.
Aus dieser Datei lassen sich durch professionelle Anbieter direkt
Platinen (Leiterplatten) fertigen.
zum
Vergrößern bitte anklicken
Drehscheibensteuerung
(Zusatz)
Platine
