Jens Mohr

Ingenieur  +  Betriebswirt
 

... das (H0) Modellbahnprojekt
St. Margareten 

 



 

 

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Copyright 2022
Jens Mohr
83224 Grassau
(Chiemsee/Achental)

 

 


Elektronik - Entwicklungen


Spezifische Entwicklungen, angeregt durch dieses Projekt

In diesem Register werde ich aufzeigen, welche spezifischen Entwicklungen sich aus dem Aufbau und der Inbetriebnahme ergaben.

Die verschiedenen Themenschwerpunkte werden im folgenden vorgestellt.

Das einzelne Entwicklungsprojekt ist im linken Register gelistet und kann bei Bedarf aufgerufen werden.

Die Ergebnisse können auch in anderen Projekten zur Anwendung gelangen; z.T. auch in solchen die NICHT auf SELECTRIX * basieren.


 

Besonderheit der Besetztmeldung für ein "SX - 3 Leitersystem"

Im klassischen Märklin - Gleissystem und digitaler Steuerung wird eine Besetztmeldung über das sog. "Massesystem" generiert.

Hingegen wird im 2 Leitersystem bei digitaler Steuerung das sog. Strommeßprinzip" eingesetzt.

Fachlich ist damit immer das gleiche verbunden, es wird ein Stromkreis geschlossen und der Stromfluß ausgewertet.

Jedoch ist die Anschaltung und der Dekoderaufbau für die beiden Systemvarianten unterschiedlich.

Das folgende Bild verdeutlicht das in diesem Projekt eingesetzte Verfahren
und die sich daraus ergebenden Dekoderanpassungen.
(Eigenentwicklungen von Elektronik-Karten)

 

               


Anmerkung

Der Besetztmelder von der Fa. LDT  (Littfinski Datentechnik) ist von LDT aus dem Programm genommen worden (Stand 5.2017).
Im Internet findet man auf der HomePage von Uwe Magnus einen kompatiblen Melder
im Selbstbau - Programm.
Von dort kann man auch das Firmware - Programm beziehen.
Ferner stellt Norbert Martsch entsprechende Melder zum Nachbau zur Verfügung.

 

Umbau einer analogen Drehscheibe zum Einsatz in das Selectrix - System

Für den Einsatz einer analogen Drehscheibe in ein von einem Software Programm gesteuerte Modelleisenbahn ist ein umfangreicher Umbau notwendig.
Für die verschiedenen digitalen Systeme gibt es auf dem Markt diverse "Umbausätze".
Neben dem Umbau des Antriebbereichs ist auch eine korrekte Erfassung der Lokposition auf der Bühne für den Erfolg ausschlaggebend.
Hier im "Umbauregister Drehscheibe" sind die von mir getroffenen Maßnahmen aufgezeigt.

Selectrix - Busse "ertüchtigen"

In umfangreicheren Modellbahnanlagen gibt es neben mehreren Zentralen auch entsprechend viele Dekoder zum Stellen von Weichen, Steuerung von Signalen, Erkennen von Besetztzuständen usw..
Es hat sich gezeigt, daß es dabei zu Situationen kommt, die eine Unterstützung des Selectrix - Bussystems verlangen.
Aus diesem Grunde wurden eine Reihe von Zusatzentwicklungen getätigt, um das gesamte System noch stabiler auszugestalten.

Signalisierungen - Beleuchtungen

Auch auf diesem Feld wurden einige Entwicklungen getätigt.

Entkuppler und Positionierungen

Das Rangieren gehört auf jede Modellbahnanlage.
Damit auch das Thema automatisches Entkuppeln.

Neben den Gleisentkupplern kann man auch Entkuppler an die Loks und Wagen einbauen.
Zu beiden Themen gibt es auch hier eigene Entwicklungen.

Bei Gleisentkuppler - Einsätzen ist das genau positionieren ein wesentlicher Faktor.
Auch in diesem Bereich wurde eine Lösung gefunden; die etwas versteckt in dem Optokoppler - Adapter für Besetztmelder versteckt ist.
 

Zustandserkennung mittels Phototransistor

Hier wird eine besondere Zustandserkennung dargestellt, die darauf beruht daß nur ein Phototransistor verwendet wird. Näheres im Abschnitt "Phototransitor".


Relative Fahrzeuggeschwindigkeiten einstellen

Mit einer Zentrale wird in Form von Fahrstufen an einen Fahrzeug - Decoder auf der Anlage die zu fahrende Geschwindigkeit übermittelt.
Jeder Fahrzeug - Decodertyp ordnet einer Fahrstufe einen anderen elektrischen Spannungswert zum Antreiben des Motors zu.
Jeder Motor reagiert auf den gleichen Spannungswert aber unterschiedlich in der Drehzahl.
Es ist leicht zu erkennen, daß bei der gleichen Fahrstufe jedes Fahrzeug mit einer anderen Geschwindigkeit unterwegs ist.

Um das Ziel zu erreichen, daß die Fahrzeuge für den Betrachter in einem angemessenen Geschwindigkeitsverhältnis untereinander auf der Anlage fahren, müssen in den Decodern Einstellungen an den sog. CV's vorgenommen werden.

Zur leichteren Durchführung solcher Arbeiten kann man einen Rollenprüfstand hinzuziehen.
Wenn jetzt die Umdrehungszahl eines Lokrades ermittelt werden kann und man aus Versuchen weiß, daß dies eine, für Lok und Anlage angepaßte Geschwindigkeit darstellt, dann lassen sich andere Decoder entsprechend "voreinstellen".

Rollenprüfstände gibt es auf dem Markt, ebenso z.T. auch noch Meßaufnehmer -- Rollen mit einem Magneten, der bei jeder Umdrehung an einem Hall Sensor vorbeigeführt wird.
Die Programme, die aus diesen Informationen eine Geschwindigkeitsangabe berechneten sind (Stand 01.22) vom Markt verschwunden. Aus Foren - Beiträgen ist zu entnehmen, daß die Ergebnisse dieser Programme nicht den Erwartungen der Anwender entsprachen.

Bei diesem Hintergrund habe ich mich an die Entwicklung einer "Impuls - Auswertung" gemacht.

 


Die einzelnen Entwicklungen

Im nebenstehendem Register können die einzelnen Moduln, welche im Laufe des Projektes entwickelt wurden betrachtet und auf ihre "Kopierbarkeit" ausgewertet werden.

Es wurde versucht, die Entwicklung so zu gestalten, daß eine direkte Übernahme in ein anderes Digital-System oder eine leichte Anpassung möglich ist.

 

Einsatz / Übernahme

Die vorgestellten Entwicklungen dienen ausschließlich der Information darüber was ich getan habe und was man machen kann.

Die Übernahme und der Einsatz, sei es direkt oder mittels einer Überarbeitung erfolgt durch den -- privaten Anwender -- auf eigenes Risiko und Verantwortung.
Von mir, als Entwickler, wird keinerlei Garantie übernommen. Diese Bereitstellung der Informationen ist für den privaten Modellbahnbauer kostenfrei.

Mit der Übernahme in Gänze oder in Teilen erkennt der Übernehmer an, daß er keinerlei Schadensansprüche, sei es in direkter oder indirekter, mittelbarer oder unmittelbarer Art und Weise an mich stellen kann und stellen wird.

Im Falle, daß gewerbliche Hersteller von Modellbahnanlagen und / oder auch Entwickler / Hersteller von Modellbahnartikeln die eine oder andere Idee / Ergebnis in ihr(e) Produkt(e) integrieren oder ihren Vertrieb übernehmen wollen, dann kann dies nur gegen eine Lizenzgebühr erfolgen.

--- weitere Informationen zur Nutzung von meinen Ideen findet der Leser hier ---
--- mit der Nutzung werden diese Regeln automatisch anerkannt ---

 


Geräte - Ausstattung für die Entwicklungen

Zur Durchführung von Hardware (HW) - Entwicklungen werden neben einem Lötkolben, Schraubenzieher, Seitenschneider, Abisolierzange, Spitzzange, Pinzette, etc. natürlich auch Meßinstrumente und Generatoren sowie Netzgeräte als "Labor-Ausstattung" benötigt.

Insbesondere auf den Meßinstrumentenpark bedeutet dies .....

  • es sollte ein zwei Strahl Oszilloskop zur Verfügung stehen
  • und ein TRUE - RMS  Multimeter, am besten auch mit einem auf "Oszilloskop-Schirm" umschaltbaren Display

Der Generator sollte Sinus- und Rechteck- Spannungen bei verschiedenen Frequenzen generieren können.

Ferner ist eine Konstant-Stromquelle / Spannungsquelle mit variabel einstellbaren Werten von großem Vorteil bei dem Aufbau von Labormustern.

       Einsatzbeispiel

Bei der Ergänzung der Besetztmelder war es interessant zu wissen, welche Ströme bei einer älteren H0 - Märklin Lokomotive auftreten und wie der Verlauf der Spannung am Gleis dabei ist.

Bild 1:  Messung und Anzeige des Motor - Stroms (beim noch mit abgebildeten Fahrzeug)

                     

Bild 2:  Messung und Anzeige der digitalen Gleisspannung (am Gleis gelb, an dem Adapter grün)

                       

 

 

Entwicklungsumgebung

Hardware (Elektronik)

Die Schaltpläne und Platinen Lay Outs wurden mittels des Programms EAGLE * (Einfach Anzuwendender Grafischer Layout Editor) in der Version 5.11 erstellt.

Es wird eine NON-PROFIT LICENSE benötigt, wenn die Schaltungen / Lay Outs gelesen und evtl. bearbeitet werden sollen.

Die Platinen Lay Outs können von professionellen Platinenherstellern eingelesen und verarbeitet werden.


Hardware (Mechanik)

Einige Module benötigen zur Handhabung eine Bedieneinheit. Zur Erstellung von mechan. Zeichnungen wurde das Programm Frontplatten-Designer * der Fa. Schäfer AG, Berlin * verwendet.
Die Fa. Schäfer übernimmt auch die Fertigung von mechanischen Baueinheiten, sofern diese mittels des oben genannten Programms erstellt wurden und ein Datensatz bei der Bestellung übermittelt wird.


Software

Bei einigen Modulen wurden µ-Prozessoren verwendet.
Zum Einsatz kamen ausschließlich Prozessoren von Microchip zum Einsatz.

Verwendet wurde die Software Sprache C und die Michrochip SW - Entwicklungsumgebung, hier in der kostenfreien "Studenten Version" zur Entwicklung und Compilierung sowie Test / Simulation der Programme (Firmware).

Zur Übertragung der auf dem PC entwickelten Programme auf den µ-Prozessor wurde das von Michrochip käuflich zu erwerbende Testboard / Brenner eingesetzt.

 

 


HINWEISE     zu mit  *  markierten Worten

Alle Firmenbezeichnungen / Firmennamen; Produktbezeichnungen / Produktnamen stellen keine Werbung oder Empfehlung dar, sondern beschreiben nur die in diesem Projekt individuell und subjektiv ausgewählten Produkt - Hersteller bzw. Lieferanten als auch deren verwendeten Produkte zur Anschauung, Darstellung und Beschreibung des eigentlichen Projekt - Inhalts.

Analoges gilt auch für die eingetragenen Links (s. hierzu Distanzierung auf der Link-Seite).

Der Leser soll selbst auf dem Markt recherchieren und für seine Bedürfnisse selbst entscheiden welches Produkt er einsetzen will und wo er sich dieses beschaffen möchte.

In dieser Veröffentlichung verwendete Produktnamen / Produktbezeichnungen sind von / durch den einzelnen Hersteller(n) geschützt. Ihre Nutzung dient lediglich zur Kennzeichnung / Beschreibung des Produktes selbst.
Analoges gilt für die erwähnten
Firmenbezeichnungen / Firmennamen.