anoobys
04.03.2011, 16:33

9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo liebe AFOLs,

dies ist mein erster Beitrag hier bei 1000steine, deswegen kurz was zu mir:

Mein Name ist Steffen, bin 25 Jahre alt und ich habe durch die digitale Modelleisenbahn mit Selectrix nach Jahren der Abstinenz wieder zu LEGO gefunden, nicht zuletzt durch die AFOLs Lausitz.

LEGO ist toll, das ist klar. Jeder, der das 9V-System kennt, kennt auch das Problem, dass man keine 2 (oder mehr) Loks auf einem Gleis unabhängig voneinander fahren lassen kann - ein typisches Problem der Modelleisenbahner. Also haben die sich gedacht: Na da machen wir einfach alles digital...

So dachte ich mir das dann auch und habe mal einen LEGO Eisenbahnmotorblock aufgemacht und einen Lokdecoder eingebaut.
Nach einigen Tests mit verschiedenen Trafos (Spannungen) kann ich heute mein Ergebnis präsentieren: Es geht nämlich wunderbar.

Das Gleissignal wird von einer Selectrix Digitalzentrale erzeugt. Da ich selbst mit Urheber einer solchen bin und damit an der Quelle sitze, nehme ich die ZS1 von der Firma Stärz (so heiße ich auch mit Nachnahmen :blink: ... so weit, so viel Werbung, weiter mit den Fakten

Da die LEGO Motoren für 9V ausgelegt sind, musste ich nach Tests mit 15V-Standardmodellbahntrafos feststellen, dass die dann am Gleis anliegenden ca. 20V doch etwas zu viel sind (sprich: Motor wird sehr warm). Nach einem Wechsel auf einen 10V-Trafo (so wird er oft für die Spur N eingesetzt) war dieses Problem gelöst, jetzt liegen nur noch 13V am Gleis.
Dauertests von 2h und länger (natürlich unter Last) ergaben, dass dies für die Motoren sehr verträglich ist, vor allem auch, was die Wärmeentwicklung anbelangt.
Ein weiterer Knackpunkt war das Licht: Dies lief zuerst auch mit auf 13V was ich zuerst als unproblematisch ansah. Nachdem ich jedoch die erste LEGO Lampe zerschossen hatte, musste auch hier die Spannung auf 9V reduziert werden. So geschehen durch Vorwiderstand am Lichtausgang des Decoders.

Ob sich das Ganze sehen lassen kann, entscheidet selbst:
(In den Videos läuft das Licht noch auf 13V ... mit den 9V leuchtet es wieder so (dunk-)hell wie normalerweise)
http://wwwpub.zih.tu-dresden.de/~s2300537/

Alles ist ein Stromkreis (bei den LEGO Weichen gar nicht so einfach hinzubekommen) - die Einspeisung des Gleisstroms hat großen Einfluss auf Spannungsschwankungen und damit das Verhalten der Loks.

Und jetzt noch ein paar Fotos vom Einbauvorgang:

[image]


- 9V sollen anliegen laut Trafo -

[image]


- 9V liegen an -

[image]


- so sieht der modifizierte Motorblock mit Lokdecoder aus -

[image]


- so leuchtet dann das Licht in der Lok -

Unter http://www.firma-staerz.de/LEGO/ könnt ihr weitere Bilder sehen, die den Einbau des Lokdecoders (DHL210) dokumentieren.


Für die AFOLs Lausitz (und alle anderen natürlich auch): Fahren geht jetzt also, 10 Motorblöcke sind entsprechend umgebaut und stehen zur Verfügung.

Für Fürst von Noppenberg: Schaffen wir es in den nächsten Tagen mal, eine Teststrecke mit variabler Steigung aufzubauen und "schwere" Züge zu testen? (Für alle: In den Videos habt ihr ja gesehen, dass heftige Steigungen (1 Brick pro Schiene) überwunden werden können, aber irgendwo ist halt trotzdem Schluss, weil der Motor halt dicht macht. Das Optimum an Steigung gilt es zu finden.)

Für alle: Die Diskussion ist eröffnet. Über eure Kommentare, Fragen, Kritik und Anregungen freue ich mich jetzt schon.

PS: Zu digitaler Eisenbahn gehört nicht nur Fahren, sondern auch Schalten und Melden ... und deshalb werde ich als nächstes mal versuchen, die Weichen irgendwie zu motorisieren. Ich mach dann Meldung.


Kai
04.03.2011, 17:44

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo Steffen,

das sieht sehr gut aus. Ich überlege schon lange, ein paar Motoren umzurüsten - doch meine Löt- und Elektronikbastelzeiten sind sehr lange her...

Vielleicht können wir ja in Verhandlung treten!? Melde Dich mal!

Bei 6-breiten Zügen sollte eine Steigung von 2 Platten pro Schiene das Äußerste sein (Übergänge - Start/Ende - nur eine Platte).

In Köln auf der Lego-Fanwelt haben HoMa und ich mit 7/8-breiten Zügen eine Steigung von 1 Platte pro Schiene (6 m Rampe) sowie 1 Platte pro 1,5 Schienen (9 m Rampe) realisiert. Diese waren allerdings noch zu steil für lange, schwere Züge. 1 Platte pro 2 oder 3 Schienen wäre ideal aber auch ein Platzproblem.

Bei solchen Veranstaltungen könnte man eine Digitalsteuerung gut brauchen.

Erbauliche Grüße,

Kai


Fürst von Noppenberg
04.03.2011, 17:54

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo Steffen!

Geil, dass Du es geschafft hast Dich als + Mitglied anzumelden!
Aus Deinem Materialpool haben wir ja schon zum TSL2010 geschöpft.

Fein, dass Du Dich mit der Materie immer mehr beschäftigst, auch wenn Du damit und da beziehe ich mich immer noch mit ein, bei manchen Leutchen hier am puristischen Stil nagst und dahingehend durchaus Kritik bekommen wirst.

Na klaro werden wir das System trotz aller Vorbehalte hier austesten.

Zum anderen kann hier auch gesagt werden, dass es mit der Digitalsteuerung durchaus möglich ist, auf den Gleisen nunmehr mit mehreren Systemen gleichzeitig zu fahren.

Puristisch über Trafo, RCX, NXT, PF und eben wie von Dir beschrieben, digital.

Du hast uns hier schon in den letzten Monaten Möglichkeiten gezeigt die sowas von genial sind, wo ich womöglich mit Mindstormstechnik auch an eine gewisse Grenze kommen werde.

Ohne probieren wird nix.

Durch den Einbau von Deiner Steurungstechnik in den Motor ist es für alle Anderen hier auch möglich auf diesen entstehenden Anlagen digital mitzufahren. Der Antrieb braucht nur umgesteckt zu werden und fertig.

Noch einfacher gehts nicht!

Gruß
Andreas


Brickmiller
04.03.2011, 17:58

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo Kai,


» Diese waren allerdings noch zu steil fürlange, schwere Züge. 1 Platte pro
» 2 oder 3 Schienen wäre ideal aber auchein Platzproblem.
»
» Bei solchen Veranstaltungen könnte man eine Digitalsteuerung gut
» brauchen.

Die Digitalsteuerung bietet Dir noch folgenden nicht zu unterschätzenden Vorteil

Die Decoder steuern den Motor mit einer sog. Pulsweitenmodulation an,
d.h. der Motor bekommt ein Verhältnis aus voller Spannung und eben garkeiner
in Form von sehr kurzen on/off Impulsen. Durch die Massenträgheit der mech. Teile
des Motors integriert sich das zu einer mehr oder weniger hohen Drehzahl.

Das bedeutet das Dein Motor auch bei niedrigeren Geschwindigkeiten ein
fast volles Drehmoment besitzt.

Viele Grüße aus dem Süden

Ralf


Fürst von Noppenberg
04.03.2011, 17:59

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo Kai!

Mit den Bau von meinen Modulen lässt sich das Ganze halbieren!
Eine Streckenführung steigt an, die andere senkt sich ab.
So hätte man auf halber Strecke den gleichen Höhenunterschied und auch ne geile Landschaftsgestaltung als Effekt.

Wir probieren das mal hier und melden uns dann bei Euch.

Gruß
Andreas


Brickmiller
04.03.2011, 22:53

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert - auch Weichen

Hi Steffen,

prima, endlich wieder "einer"
willkommen im kleinsten LEGO-Sub-Club
im Club der Digitalfahrer

meiner einer hat (mit vielen Sachdienlichen Hinweisen von Robert aus Wien)
das Zimo-System als Digitalsystem für sich erkoren.
Hier läßt sich die Gleisspannung auch auf 11 oder 13 Volt einstellen

ja wenn das mal funzt, dann gibt´s kaum ein zurück

» PS: Zu digitaler Eisenbahn gehört nicht nur Fahren, sondern auch Schalten
» und Melden ... und deshalb werde ich als nächstes mal versuchen, die
» Weichen irgendwie zu motorisieren. Ich mach dann Meldung.

ok, dann meld mal

hier schon mal ein "sachdienlicher Hinweis":

eine brick-kompatieble Aluplatte gefräst
darauf einen Fulgurex-Antrieb geschraubt
einen hierfür geeigneten Zimodecoder gebaut
die Stromumschaltung in der Weiche gelöst
die Rastnasen des Schiebers entfernt


[image]



und verbaut dann so:

[image]



also dann mal viel Erfolg
und eine gute Nacht wünscht

Ralf


anoobys
04.03.2011, 23:18

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo zusammen,

@Kai: vielen Dank für die Tipps zu den Steigungen. Der Fürst rief mich auch gleich an um einen Termin anzuvisieren. Ich denke, bis Anfang April haben wir weitere Ergebnisse dazu - auch mit schwererem Ladegut.

@Fürst:
"Der Antrieb braucht nur umgesteckt zu werden und fertig." - So siehts aus, das ist das Tolle an LEGO!! Bei der "normalen" Modellbahn darfst du dann i.d.R. die ganze Lok auseinander nehmen.

"... auf den Gleisen nunmehr mit mehreren Systemen gleichzeitig zu fahren" - lässt sich falsch verstehen und ich möchte es vlt. anders formulieren: Es wird immer genau nur ein "System" auf dem Gleis gefahren, und zwar das, welches eben angeschlossen ist (wenn wir davon ausgehen, dass das Gleis auch die Fahrinformationen überträgt). Zur Auswahl stehen dabei der LEGO Trafo, also analoges Fahren; eine Digitalzentrale; oder ein anderes "System". Darunter verstehe ich jetzt, wie die Information zur Lok übertragen wird (analog: lokunabhängig, was drauf steht, fährt auch; digital: es fährt die (und nur die) Lok, die eine entsprechende Information dazu bekommt, egal wo sie steht; oder ganz anders. "Digital" hat prinzipiell den Vorteil, dass viele Loks auf demselben (elektrisch verbundenen) Gleis stehen, aber unabhängig voneinander gesteuert werden können. ...so weit so klugscheiß...

@Ralf:
"... bei niedrigeren Geschwindigkeiten ..." - Ja genau so ist es. Und es kommt noch viel besser (du hast es geschrieben): Es gibt dadurch tatsächlich niedrige Geschwindigkeiten ... und das Ganze noch lastgeregelt.
"... die Rastnasen des Schiebers entfernt." - Das versuche ich zu vermeiden um die Schienen im Originalzusand zu belassen. Ob es mir gelingt ... Jedenfalls danke für den "sachdienlichen Hinweis"! So ähnlich stelle ich es mir auch vor mit dem Stellhäuschen.

Frage dazu: Zimodecoder... die Schaltinfo und -spannung holst du vom Gleis?

Vielen Dank soweit für eure Rückmeldungen. Ich hoffe bald mit weiteren Resultaten aufwarten zu können.

Tschö,


Thekla
04.03.2011, 23:32

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert - auch Weichen

» eine brick-kompatieble Aluplatte gefräst
» darauf einen Fulgurex-Antrieb geschraubt
» einen hierfür geeigneten Zimodecoder gebaut
» die Stromumschaltung in der Weiche gelöst
» die Rastnasen des Schiebers entfernt

[image]




Thekla


Brickmiller
05.03.2011, 12:23

Re: Danke ....

Hallo Thekla

» » eine brick-kompatieble Aluplatte gefräst
» » darauf einen Fulgurex-Antrieb geschraubt
» » einen hierfür geeigneten Zimodecoder gebaut
» » die Stromumschaltung in der Weiche gelöst
» » die Rastnasen des Schiebers entfernt
»
»

[image]



diesmal hast Du Deine Gesinnung aber auf eine
sehr gelungene Art rübergebracht
»
Hallo nach Berlin

Gruß Ralf


Thekla
05.03.2011, 15:34

Gerne....

[image]



:blink:

Gruß
Thekla


anoobys
05.03.2011, 15:48

Re: Gerne....

Hallo,

ich wollte keine Diskussion über LEGO-Purismus lostreten. Und ich möchte eigentlich auch gar nicht, dass hier darüber diskutiert wird, weil es einfach keinen Sinn hat. Jeder hat seine Überzeugung und davon bringt man i.d.R. auch keinen von ab, oft unabhängig von Fakten. (Und das ist meine Meinung, die auch nicht zur Diskussion steht, aus selbigem Grund.)

Ich bitte euch also, beim eigentlichen Thema zu bleiben. Vor allem auch, weil ich neu hier bin - und ich danke nochmals für die sachdienlichen Hinweise. Es gibt sicher noch mehr davon (vlt. auch schon hier im Forum gepostet), die ich hier gerne zusammentragen würde um tatsächlich ein "Problem" zu lösen.

Und sollte sich herausstellen, dass es für dieses "Problem" mehrere Lösungen gibt (und davon gehe ich aus), dann darf bitte jeder für sich frei entscheiden, welche Lösung er als ideal empfindet.

Tschö,


Thekla
05.03.2011, 16:08

Re: Gerne....

Hi,

» ich wollte keine Diskussion über LEGO-Purismus lostreten.

Das bißchen Geflachse...Du hast hier noch keine Diskusion miterlebt...
Im Übrigen war das nicht bösartig, ich schätze, Ralf kann das sicher einordnen.

Und ich möchte
» eigentlich auch gar nicht, dass hier darüber diskutiert wird, weil es
» einfach keinen Sinn hat. Jeder hat seine Überzeugung und davon bringt man
» i.d.R. auch keinen von ab, oft unabhängig von Fakten. (Und das ist meine
» Meinung, die auch nicht zur Diskussion steht, aus selbigem Grund.)

Ich fürchte, dass Du mit Reaktionen, die Dir nicht gefallen, wirst leben müssen. Gerade bei derartigen Postings kann es schon vorkommen, dass nicht jeder sägen, schnitzen und löten klasse findet.

» dann darf bitte jeder für sich
» frei entscheiden, welche Lösung er als ideal empfindet.

Eben.:blink:

Gruß
Thekla


Brickmiller
05.03.2011, 17:10

Re: Gerne....

Hi zurück,
»
» » ich wollte keine Diskussion über LEGO-Purismus lostreten.

diese Gefahr lauert hier aber ständig
»
» Das bißchen Geflachse...Du hast hier noch keine Diskusion miterlebt...
» Im Übrigen war das nicht bösartig, ich schätze, Ralf kann das sicher
» einordnen.

Jou :wink:
(auch wenn ich nicht sooo viele geniale Smileys hab wie Thekla)

»
» Und ich möchte
» » eigentlich auch gar nicht, dass hier darüber diskutiert wird,

hmmm aber das wirst Du nicht verhindern können - andere konnten Dein
Posting ja auch nicht verhindern,


» » weil eseinfach keinen Sinn hat. Jeder hat seine Überzeugung und davon bringt
» man
» » i.d.R. auch keinen von ab, oft unabhängig von Fakten. (Und das ist
» meine
» » Meinung, die auch nicht zur Diskussion steht, aus selbigem Grund.)
»
» Ich fürchte, dass Du mit Reaktionen, die Dir nicht gefallen, wirst leben
» müssen. Gerade bei derartigen Postings kann es schon vorkommen, dass nicht
» jeder sägen, schnitzen und löten klasse findet.
»
» » dann darf bitte jeder für sich
» » frei entscheiden, welche Lösung er als ideal empfindet.
»
» Eben.:blink:

auch "Eben" aber eben manchmal anders - gefräst z.B.


Gruß Ralf
»
» Gruß
» Thekla


anoobys
05.03.2011, 19:16

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

So ... Problem gelöst! Der Rest ist trivial.

Hallo AFOLs,

ich hab mal grad etwas gebastelt (wenn man mal zu Hause ist und das LEGO einen anlacht...).

Herausgekommen ist das dabei:

[image]



Auf Funktion getestet wurde es auch - mit positivem Ergebnis, selbstverständlich.
Geht für alle Weichen, solange mindestens eine von den zwei Stellfedern dran ist. Kein Umbau der Weiche nötig und es ist auch nicht nötig, LEGO Teile zu bearbeiten (sonst wär ich jetzt noch nicht fertig).

Angetrieben wird das ganze von einem Servomotor. Dieser hing an unserem Servodecoder zum digitalen Stellen mittels Selectrix-Digitalzentrale.
Eine zusätzliche manuelle Stellmöglichkeit ist auch vorgesehen.

Der Servomotor passt ziemlich gut mit dem LEGO zusammen - man muss noch ein Stück Leiterplatte (irgend etwas Hartes mit etwa 1mm Dicke) auf die eine Seite des Servomotors kleben, damit er wirklich genau das LEGO Raster hat, aber das ist ja kein Problem.

Es wurde mit LEGO gebaut, das man bis 2004 bekam, also alles "normale Standardteile".

Ausführlichere Bilder gibst erst mal nicht. Erst muss noch etwas getunt werden.

Ich melde mich wieder, wenn das Ding in Serie gehen kann :blink:

Tschö,


TigarC
06.03.2011, 01:08

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

» So ... Problem gelöst! Der Rest ist trivial.
»
» Hallo AFOLs,
»
» ich hab mal grad etwas gebastelt (wenn man mal zu Hause ist und das LEGO
» einen anlacht...).
»
» Herausgekommen ist das dabei:
»
»

[image]


»

Hey !
Okay es geht zwar, aber es ist doch etwas "klotzig"

[image]


Ich hab eine RC-Doppelweiche, die ich für meine 12V Anlage anpassen will.
Abgesägt von der Elektrifizierung such ich noch eine Lösung für die Fernsteuerung. Im Prinzip wären natürlich die 12V Weichensteller toll. Wenn man damit auch diese Weichen bewegen könnt, gelle.

[image]


Hat einer von euch eine Idee wie es funktional und schick gehen könnt ?

Liebe Grüße

[image]


TigarC
06.03.2011, 23:40

Nachtrag Weichensteuerung

Juhu
Also meine "Wunschlösung" mit der 12V Weichensteuerung ist eine bei der die RC Weichen nur gering modifiziert werden müßten (z.B. mal ein Löchle bohren etc.) und immer ein Rückbau möglich wäre :blink:
Eine Brachiallösung hab ich schon.....
Wer hat eine Idee ?

Grüße

[image]


anoobys
07.03.2011, 23:45

Re: Nachtrag Weichensteuerung

Hallo TigarC,

kenne selbst nur das 9V-System (und das neue). Stell doch mal ein Foto von deiner Weiche ein, die du angesteuert haben willst. Respektive: Sag, wo man schauen kann. Unmöglich wird es doch nicht sein, auch dafür eine Lösung zu finden.

Tschö,


malvinas2
09.03.2011, 09:57

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo Steffen,

folgende Fragen habe ich zu Deinem Umbau:

- mit welcher Frequenz arbeitet die PWM ?
- ist der Umbau am Motor reversibel ?
- wieso überhaupt 12-13 V und nicht von Anfang an eine PWM mit 9V ?
- läßt sich der 9V-Motor überhaupt zerstörungsfrei öffnen und auch wieder schließen ?

Viele Grüße, Matthias


anoobys
09.03.2011, 10:41

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo Matthias,

» - mit welcher Frequenz arbeitet die PWM ?
Weiß ich nicht. Ich konnte diese Angabe auch nicht im Datenblatt des Lokdecoders finden.

» - ist der Umbau am Motor reversibel ?
Bedingt ja: Die Nasen auf der Unterseite müssen abgemacht werden, damit der Block aufgeht. Dies verschließe ich mit Heißkleber: Das hält super und ist aber auch wieder problem- und nahezu spurlos wieder ablösbar.
Im Inneren des Motorblocks habe ich keine Teile entfernt oder irreversibel bearbeitet, sodass ein Rückbar jederzeit möglich ist.
Für weitere Details benutze bitte den Link zur Doku, dort ist zu jedem Schritt ein Foto.

» - wieso überhaupt 12-13 V und nicht von Anfang an eine PWM mit 9V ?
Die Lokdecoder sind zwar laut Datenblatt dafür ausgelegt, auch mit 9V zu arbeiten, jedoch hat sich beim Testen gezeigt, dass dies nicht zu den gewünschten Fahreigenschaften führt. Deshalb Tests mit verschiedenen Modellbahntrafos. Bei dem benutzten 10V-Trafo war das (von mir persönlich sicherlich subjetiv eingeschätzte) Optimum erreicht.

» - läßt sich der 9V-Motor überhaupt zerstörungsfrei öffnen und auch wieder schließen ?
Wie oben beschrieben, werden die Nasen unwiderruflich abgemacht. Von daher ist der Vorgang nicht zerstörungsfrei. Schließen lässt sich das Ganze wieder, jedoch muss für die nun fehlenden Nasen, die für den Zusammenhalt von Ober- und Unterteil sorgten, Ersatz gefunden werden. In diesem Fall benutze ich Heißkleber. Nach Abkühlen wird der unterkantenbündig abgeschnitten, sodass man in Normallage des Motorblocks nichts davon sieht.

Falls noch Fragen offen sind, immer her damit :blink:

Tschö,


TigarC
09.03.2011, 20:28

Re: Nachtrag Weichensteuerung

» Hallo TigarC,
»
» kenne selbst nur das 9V-System (und das neue). Stell doch mal ein Foto von
» deiner Weiche ein, die du angesteuert haben willst. Respektive: Sag, wo man
» schauen kann. Unmöglich wird es doch nicht sein, auch dafür eine Lösung zu
» finden.
»
» Tschö,

Aloha,
Ich meine diese Weiche

[image]


mit dem Stellmotor der 12V Weichen steuern, aber so, das
1) schön aussieht,
2) Rückbaubar ist ohne Probleme



Grüße

[image]


anoobys
10.06.2011, 16:45

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo liebe AFOLs,

es gibt (relevante) Updates.

1) Ich habe es geschafft, den Motorblock zu öffnen, ohne die Nasen entfernen zu müssen. Der Vorgang ist also reversibel. Unendlich oft kann man es aber leider trotzdem nicht machen, da immer minimalste (teils nicht sichtbare) Eingriffsspuren bleiben.

2) Ein Härtetest mit u.a. einem 9-teiligen Santa-Fe (4-teilige Lok und 5 Waggons) auf einer großen 8 mit 2 Platten pro Schiene Steigung führten zu einem positiven Ergebnis. Dabei waren 3 digitalisierte Motoren notwendig. (3 nicht digitalisierte Motoren hätten es nicht geschafft.)
Bei mittlerer Fahrstufe kann die Geschwindigkeit bergauf von den Loks beibehalten werden. Bei zu großen Geschwindigkeiten kommen die Motoren an ihre Leistungsgrenze und der Zug wird langsamer.
Bergab regelt der Decoder auch nach, sodass es hier nicht zum massiven Beschleunigen kommt.
Danke an der Stelle nochmal an Fürst von Noppenberg für die Bereitstellung der Testumgebung.

3) An der Miniaturisierung des Weichenantriebs wurde auch gearbeitet. Über das Ergebnis wird auf dem nächsten Stammtisch der AFOLs Lausitz in 2 Wochen abgestimmt: 3 Versionen mit 9 bis 11 Platten Gesamthöhe stehen zur Wahl. Bilder dazu gibt es zu gegebener Zeit.
Für die Gleiswechselweiche ist der Antrieb jedoch nicht geeignet.

Als nächstes werde ich mir mal Gedanken zur besseren Stromeinspeisung machen, da die LEGO Gleise a) einen großen Übergangswiderstand besitzen und b) die LEGO Kabel (so weit ich das bei meinen gesehen habe) nur einen dünnen Alukern besitzen.

Das wars soweit erst mal wieder.

Tschö,


anoobys
22.10.2011, 19:08

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Hallo AFOLs,

lang ist es seit dem letzten Beitrag zur Digitalisierung her...

Aber es gab ja auch viel zu tun, schließlich wollte unsere erste große Ausstellung in Senftenberg vergangenes Wochenende für den Digital(test)betrieb vorbereitet werden.

Einen kurzen Abriss zu den Vorbereitungen hatte ich ja vorher schon hier im Forum gegeben.

Nun ist die Ausstellung vorbei und es ist an der Zeit für einen Erfahrungsbericht.

Über das Ausgehen der Ausstellung allgemein hatte Andreas hier im Forum bereits einen Bericht abgeliefert und auch schon kurz die benutzte Digitaltechnik bewertet (ich denke positiv :blink: ).

Ich will nun ein paar Einzelheiten der Digitaltechnik etwas näher beleuchten.
Vorweg muss ich (nochmals) betonen, dass ich persönlich Anwender und Entwickler der verwendeten Digitaltechnik bin. Es ist letztlich also auch indirekte Werbung für unsere Firma Modellbahn Digital Peter Stärz, es geht mir aber in erster Linie um einen sachlichen Erfahrungsbericht zur Ausstellung.
So weit, so Vorrede.


In der Planungsphase hatten wir uns die Option offen gelassen, parallel zur Digitalsteuerung auch die Standardsteuerung mit den LEGO 9V-Trafos anschließen zu können. Am Aufbautag hatte Andreas aber schon nicht mehr die Notwendigkeit verspürt, die LEGO Kontaktkabel zu verlegen...

Um das Resultat vorweg zu nehmen: Wir sind also die ganze Zeit erfolgreich mit der Digitalsteuerung gefahren.

Zum Gleisplan: Dieser, wie auch die darin eingebettete Gebäudeplatzierung wurde von MeckerMike (unter Absprache mit den anderen AFOLs Lausitz) im Trackdesigner geplant. Er kann hier als PDF runtergeladen werden (Die Monorailschienen dienen hier zur Abgrenzung der einzelnen Module).

Die gesamte Anlage wurde digital gefahren, d.h. dass nicht mehr eine Gleichspannung am Gleis liegt (beim 9V-System eben von 0 bis 9V), sondern eine konstante Spannung, die eine codierte Information enthält, die jede Lok einzeln ansprechen lässt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Information zu codieren - das macht die verschiedenen Digitalsysteme (-> Modellbahn) aus. Wir haben das Selectrix-System benutzt (weil unsere Komponenten...). Details zum Weiterlesen vlt. hier (Wikipedia).

Entsprechend wird anstelle der LEGO Trafos eine Zentrale benötigt, welche das Gleis- (und Bus-)signal erzeugt.
Bei verschiedenen Tests bei mir zu Hause habe ich die Verträglichkeit der 9V-Motoren mit verschiedenen Modellbahntrafos (= verschiedene Spannungen, die dann letztlich am Gleisausgang der Zentrale anliegen) geprüft und mir auch den (mittleren) Strombedarf pro Motor angeschaut.
Dabei kam raus, dass wir für unsere große Anlage mehr als nur eine Zentrale (vom Strombedarf kann hier eine etwa 3A) brauchen werden. Und wie es auch bei LEGO der Fall ist, setzt man halt einen 2. Trafo ein - dieser muss halt nur wieder das Gleissignal mit erzeugen. Zuerst dachte ich einfach an einen Booster (unser Power-Pack), was diese Aufgabe übernimmt.
Ich habe mich dann aber entschieden, einfach 2 Zentralen einzusetzen, um gleich mal den Master-Slave-Betrieb anzuwenden (man stecke 2 Zentralen zusammen, stelle eine auf Slave-Mode: diese erzeugt dann das Signal nicht mehr selber, sondern übernimmt es von der Master-Zentrale). Die Idee dahinter war, dass man dann gleich einen weiteren Drehregler zum Steuern der Loks hat (und auch gleich von einer zweiten Stelle die Weichen stellen kann ... aber dazu später).

Es wurde also im Bereich des 2x3-gleisigen Bahnhofs eine Digitalzentrale ZS2 (Master) und im Bereich des Flusslaufs eine Profizentrale ZS1 hingestellt, die die Anlage mit Strom versorgten. Jede Zentrale wurde von einem 10V-Modellbahntrafo gespeist.

Ein sehr kritisches Problem stellen, wie bei jeder Modelleisenbahn, die Gleisübergangswiderstände dar, die die Spannung von Schiene zu Schiene abfallen lassen. Damit fällt natürlich auch die am Motor ankommende Leistung ab. Dazu habe ich auch mal zu Hause Messungen durchgeführt, mit dem Ergebnis, dass etwa alle 28 Schienen (ca. 3,5m) eine neue Stromeinspeisung sein sollte.

Zu diesem Zweck habe ich ca. 30 "Stromschienen" gebaut: Von unten wurden 2 Kabel (Litze, je 0,75mm²) angelötet. Zur seitlichen Durchführung der Kabel musste der Schacht an den Schienen etwa um 2mm verbreitert werden.
Beide Kabel wurden dann an der nächstmöglichen Stelle auf die Unterseite der Anlage (bzw. der Module) geführt und so weit vorbereitet, dass zum Ausstellungsaufbau nur noch die Module untereinander verkabelt werden mussten.

Damit nun eine Lok auch fahren kann, muss ein Lokdecoder in jeden Motorblock eingebaut werden. Bis Ausstellungsbeginn habe ich ca. 15 Motorblöcke umgerüstet. Verbaut wurden hier DHL210, wie oben beschrieben.

Jedem Motorblock kann dann eine Adresse zugewiesen (programmiert) werden, über die er dann (eindeutig) ansprechbar ist.
Damit man sich das auch alles merken kann, hatte ich hier eine Zugübersicht vorbereitet (siehe vorletztes Bild unten).

Durch die Digitalisierung der Motoren lässt sich sofort eine Leistungssteigerung feststellen. Vor allem wird es möglich, auch mit sehr geringen Geschwindigkeiten zu fahren. Insgesamt gibt es 31 Fahrstufen.

Da es - vor allem für MODELLeisenbahner - vorkommen kann, dass 1 Motor allein den Zug nicht bewegt, können auch mehrere Decoder auf dieselbe Adresse eingestellt werden. Von dieser Option haben wir im Ausstellungsbetrieb auch für den Amtrak und den Chromkesselzug von Andreas, sowie meiner Biene Maja Gebrauch gemacht. Wichtig ist dann nur, dass beide (oder alle) Motoren richtig herum unter den Loks angebracht sind.

Wie wurden die Loks nun genau genau gesteuert:
Eine Möglichkeit ist, eine Lok über die Zentrale zu steuern. Diese hat einen Drehregler und die nötigen Tasten, um z.B. das Licht anzuschalten. Da diese aber in Schienbeinhöhe auf einem kleinen Podest hinter der Anlage (wo sich auch die AFOLs aufhielten) untergebracht und recht unbequem zu erreichen waren, haben wir 4 zusätzliche Handregler, 2 an der Master-Zentrale, 2 an der Slave-Zentrale, angeschlossen. Prinzipiell können beliebig viele an beliebiger Stelle angeschlossen werden.

Damit war es möglich, dass 4 Leute gleichzeitig jeweils Zugriff auf die Züge auf der Anlage hatten.
D.h. nicht, dass maximal nur 4 Züge gleichzeitig fahren können: Man kann auch einen Zug losschicken (man sollte dann darauf achten, dass man keinen Unfall baut :blink: ), dann eine andere Adresse auswählen um z.B. einen anderen Zug zu stoppen, usw.

Damit bei so einer großen (langen) Anlage der Zugverkehr einigermaßen geregelt abläuft, hatten wir verschiedene Verantwortungsbereiche und entsprechende Übergabegleise vereinbart: Soll ein Zug in den "fremden" Anlagenteil einfahren, so wird er auf das Übergabegleis gefahren und dort zwischengeparkt. Der "fremde" Lokführer (aus dem "fremden" Verantwortungsbereich) übernimmt dann den Zug (wenn er gerade nicht anders beschäfigt ist) und fährt ihn kontrolliert in seinem Bereich solange, bis er ihn wieder in sein Übergabegleis zum "nächst fremden" Bereich fährt und dort parkt.

Das hat super geklappt und allen (incl. mir) furchtbar viel Spaß gemacht, da der Gleisplan so einiges hergab.
Und wer sich nicht an die "Spielregeln" gehalten hat oder den Bremsweg der Lok falsch eingeschätzt hat, musste ggf. einen Unfall verantworten ... so z.B. Andreas passiert:

[image]


(Es gab aber keinen Personenschaden :blink: )


Neben dem Fahren wurden auch fleißig Weichen geschalten. Hier habe ich weiter an meinem vorgestellen Weichenantrieb (siehe oben) gebastelt.
Das Ergebnis ist dieses hier:

[image]



Diese Weichenantriebe (insgesamt hatte ich 12 gebaut) hatten wir vor Ausstellungsbeginn bei Andreas in der Werkstatt auf den Modulen vormontiert. Dies hat uns sehr viel Zeit beim Aufbau abgenommen, da nur noch, wie auch beim Gleisstrom, die verschiedenen Module verbunden werden mussten.

Zur Digitaltechnik, die dahinter (bzw. darunter) steckt:

[image]


In diesem LEGO Gehäuse (weder geklebt, noch geschraubt oder sonst wie LEGO Steine modifiziert) ist ein Servomotor verbaut. Dieser überträgt mittels einer geeigneten (LEGO-) Konstruktion seine Stellkraft auf die Weichenstellstifte.

Der Servomotor selbst wird über eine entsprechende Digitalkomponente, einen Servodecoder, angesteuert. (Pro Servodecoder können 3 Servos, also 3 Weichen angschlossen werden).

Wie bei den Loks auch, wird nun jeder Weichen ein Bit einer Adresse zugeordnet (wird im Servodecoder eingestellt, eine Adresse hat 8 Bit), sodass sich dann z.B. über die Zentrale die Weichen einzeln stellen lassen.

Die Anlage war von der Ansteuerung der Weichen her in 2 Teile geteilt: Der Bahnhofsbereich links wurde wie beschieben angesteuert, und für die Steuerung des Zwischen- und Schattenbahnhofs hatte Andreas eine voll-LEGO-kompatible Ansteuerung mittels LEGO Trafos ausgetüftelt.

Damit man auch weiß, welche Weiche mit welchem Bit gesteuert wird, hatte ich einen Stellplan vorbereitet, der dann bei den Zentralen mit auslag (siehe auch folgendes Bild).

Da sich am ersten Ausstellungstag abzeichnete, dass es unpraktisch ist, immer an der (Master) Zentrale die Adresse wechseln zu müssen (zwischen 85 und 86 in unserem Fall), habe ich mich entschieden, ein zusätzliches Stellpult zur Verfügung zu stellen. So blieb die Zentrale auf Adresse 86 und das Stellpult auf Adresse 85 eingestellt und ein Tastendruck genügte schließlich um die gewünschte Weiche zu stellen.

Insgesamt sah es dann beim Flusslauf (also auf Andreas' Seite) auf Schienbeinhöhe so aus:

[image]


links oben: Handregler; rechts oben: (Slave-) Zentrale, versorgt den Bereich mit Strom, der auf dem Weichenplan (links unten) nicht mit zu sehen ist; rechts unten: Zugübersicht mit den Adressen

Und auf Gesichtshöhe so:

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Koordination und Übersicht ist immer gefragt und der Lok ist es egal, welcher Handregler ihr sagt, dass sie fahren soll. So kann man schon mal Züge in fremden Anlagenteilen steuern. Das wäre eine Erklärung für das folgende Bild:

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Weitere Bilder der Ausstellung findet ihr in meinem Brickshelf Ordner.

Ich habe auch ein paar Videos gemacht, welche bei Youtube zu finden sind (Suche: AFOLs Lausitz) und die ganze Geschichte mal in Aktion darstellen:

Video Nr. 1 zeigt eine Doppelausfahrt, die dank Gleisplan möglich ist.

Video Nr. 2 zeigt Frieder, wie er die Einfahrtsweiche stellt und die Biene Maja in den Bahnhof einfährt.

Der Motorblock ist schnell umbesteckt: am letzten Tag fuhren spontan vorher unbekannte Loks (die also nicht auf der Zugübersicht standen) über die Anlage ... in Video Nr. 3 steuert Sven z.B. ein vorher nicht geplantes Krokodil.

Video Nr. 4 zeigt die Spielerei mit dem Licht: es kann unabhänig von der Geschwindigkeit der Lok an- und ausgestellt werden und brennt immer gleich hell, wenn es an ist.

Das letzte Video zeigt schließlich eine Weiche beim umschalten. Man hört deutlich das Klicken...

Abschließend bleibt noch zu sagen:
Die Weichenantriebe haben problemlos die ganze Zeit durchgehalten. Hier hatte ich anfangs Bedenken, was die Stabilität meines LEGO-Gehäuses angeht. Während es einen Andreas'schen Antrieb (durch inkompetente Bedienung des Stelltrafos meinerseits) mal zerlegt hatte, kann ich also von einem Erfolg sprechen.

Bei den Motorblöcken haben wir doch ein paar Einbußen hinnehmen müssen. Das Fehlerbild war aber recht eindeutig: Entweder liefen sie von Freitag bis Sonntag durch, oder sie stiegen nach wenigen Runden aus. Eine Vermutung für das Aussteigen habe ich schon: Ich habe beim Umbau bisher die "zu vielen" Kontakte im Motorblock mit Krepp-Klebeband überklebt (anstelle sie abzuknipsen) und bereits schon einmal bei einem Motor feststellen müssen, dass dieses sich durchreiben/drücken lässt ... und so ein Kontakt zustande kommt, der nicht soll ... und dann geht eben der Motor nicht. Hier muss ich aber erst mal wieder nach Hause in meine Werkstatt um dem Problem genauer auf den Zahn zu fühlen.

Ich freue mich schon auf die nächste Ausstellung...

So - ein länglicher Beitrag ist zu Ende.
Viel Spaß beim Bilder und Videos schauen!


anoobys
22.10.2011, 19:11

Re: 9V Eisenbahn digital gesteuert

Achso ... naja, die eine Anektode muss ich noch erzählen:

LEGO hat sich ja vom 9V-System getrennt und PF-Motoren (für Loks) rausgebracht. HoMa hatte neben seiner (ich studiere in Dresden und kann daher einen Vergleich wagen) bezaubernden Frauenkirche auch seinen PF-angetriebenen ICE mitgebracht. Zu steuern war dieser über die übliche Funkfernbedienung.

Bei einem Gleisplan von 20m Länge lässt sich leicht das Experiment durchführen, wie weit die Funkfernbedienung reicht ... und sie reichte natürlich längst nicht von einem zum anderen Ende, d.h. HoMa durfte fleißig seinem Zug hinterherlaufen...

Und über Bremsen oder Langsamfahrt hat sich scheinbar bei der Einführung der PF-Motoren auch keiner Gedanken gemacht: Entweder bretterte der ICE mit Affenzahn übers Gleis, oder er stand. Das fand ich persönlich etwas schade ... vor allem, wenn aufgrund der begrenzten Reichweite der Fernbedienung der Zug nicht mehr angehalten werden kann und so dem (langsamer) vorausfahrenden Zug auffährt... :blink:

Also an der Stelle Grüße nach Stuttgart an HoMa!


Gesamter Thread: