Lok24
19.06.2018, 15:30

+52Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hallo zusammen,


Heute möchte ich meine komplett automatisierte Eisenbahnanlage vorstellen, die ich in Rüsselsheim und St.Augustin vier Tage lang betrieben habe. Das wird ein wenig länger dauern, ich bitte um Verständnis. Insgesamt hat alles so funktioniert wie geplant, zu den kleinen „Störungen“ später mehr.

Die Idee

Es sollte eine Anlage werden, die exemplarisch zeigt, wie man alle Komponenten, also Weichen und Signale, aber auch die Züge, Entkuppler und den Sound automatisieren kann. Alles sollte so weit wie möglich mit LEGO gebaut werden, einfach, preiswert und funktional. Die Anlage besteht aus Komponenten, die ich hier fast alle schon mal vorgestellt hatte (Bahnhof, Wismarer, Schranken, Weichenantriebe usw.).

Die Ausführung

Entstanden ist eine ca. 2,60m lange Anlage, der vordere Teil ist durchgestaltet, das Fahroval (mangels Platten) nicht. Das Bild zeigt den LEGO Teil mit 3 Weichen, 2 Signalen und einem Bahnübergang, insgesamt werkeln hierfür sieben Motoren, drei weitere sind in den Zügen eingebaut.

Alle Komponenten werden mit einfachen Bindfäden angetrieben, das kostet nix, und es gibt keinerlei „Kästen“ mit Motoren o.ä. auf der Anlage und auch keinen Kabelsalat. Alles liegt plan auf den Baseplates, nur für die Schienen ist ein Unterbau von zwei Plates erforderlich.

[image]


Im Hintergrund die zwei Lautsprecher, der Subwoofer liegt auf dem Stuhl. Ganz links im Bild der Verstärker. Die Steuerung ist nicht im Bild, dazu gibt es einen extra Post.

Wie immer gibt es für die Ungeduldigen hier schon mal ein Video* (2:36) :



Unter dem Bahnhof

Hier verbirgt sich ein alter 9V-Motor mit Schnecke und Gummi als Rutschkupplung, er stellt die mittlere Weiche im Vordergrund der Anlage (Gütergleis)

[image]



Und natürlich ist hier auch der Antrieb für den Bahnhofsvorsteher mit seiner Kelle.
Ein Micromotor und auch ein Gummi (das blaue Seil, das schwarze gehört zu dem 9V-Motor)

[image]



Und hier das ganze Geheimnis: Das Fädchen ist an der Hand fest, geht dann um den Hals und das Männlein steht ein wenig schräg, damit das Seil hinter dem Bein im Boden verschwindet.

[image]



Der Bahnhübergang
Hier eingebaut….

[image]


… und hier der Antrieb:

[image]


Das Kabel läuft nach hinten unter den grünen Plates.

Weichen und Signale

Die kleine Feldscheune…

[image]


und ihr Innenleben, ein Motor für eine Weiche und einer für ein Signal.

[image]


Das Kabel läuft auch hier unter den grünen Plates.

Die Weichen sind mit ihrem Hebel auf „gerade“ gestellt, dann wird mit dem Seil und dem Winkel die Zunge nach außen gezogen, das braucht sehr wenig Kraft. Der schwarze Rundeiner sitzt auf einer Plate, Modified 1 x 4 with 2 Studs

[image]



Kabeliges

Ganz ohne Kabel geht es dann doch nicht.
Graue Litze (wie die aus dem 12V-System) ist in zwei kleine 2mm Messingröhrchen gelötet, die etwas zusammengedrückt und einfach in die 9V-Stecker geklipst.

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Alle Motorkabel führen auf einen kleinen Steckverbinder, der Einfachheit halber geht es dann hier in ein 9-poliges Kabel (oben rechts), daneben der Steckverbinder für die Melder (die zwei Stifte).

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Die Melder

Um zu wissen, wo die Loks gerade sind, wurden Melder untern den Gleisen eingebaut. Es handelt sich um Reed-Kontakte, das sind einfache Schalter, die durch einen Magneten an der Lok betätigt werden. Sie liegen unter dem Gleis

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und sind über eine Leitung alle miteinander verbunden, wo die einzelnen Bahnhofsmodule aneinanderstoßen sind kleine Steckverbinder angebracht.

[image]



Zuverlässigkeit

Alle Fäden stecken an der Antriebsseite in blauen Technik-Pins und sind aufgewickelt, sodass man – wie bei einer Gitarre die Saiten – sie durch Drehen justieren kann.
Ich habe weder beim Aufbau noch an den vier Ausstellungstagen nicht einmal daran gedreht.
Unfälle gab es gar keine.
Ein Ärgernis sind allerdings die immer schlafengehenden LEGO Batteriekästen, lästig.

Loks

In den Loks werkeln (mangels Powered Up) zwei SBricks.
Dazu später mehr im Technik-Post.

Fremdteile

Natürlich. Aber in Maßen, alle zusammen vielleicht Händchen voll...
- Magnete
- Reed-Kontakte
- Kabel
- Stecker/Stiftleisten
- Messingröhrchen
- Faden
All diese Teile hätte man auch durch LEGO Teile ersetzen können!
Aber so verbissen wollte ich das dann doch nicht sehen.

Credits

Danke für die guten Ideen an

Michael Brandl für den Linearantrieb
Thomas Selander für den Entkuppler
monteur für die Idee mit den beweglichen Figürchen
tmctiger für den Weichenantrieb
asper für ein entscheidendes Stück Python-Programm


So, dann „Danke“ für das rege Interesse auf den Ausstellungen und an alle, die mit dem Lesen hier noch dabei sind.

Vielleich ist das ja für eine Anregung, mal mit Schnüren zu experimentieren.
Offene Fragen werden gerne beantwortet.

Grüße

Werner

* die Videos sind am Ende der Ausstellung entstanden, da war manches schon ein wenig derangiert, und der Ton ist mit Rücksicht auf die Nachbarn eher leise….



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tmctiger
19.06.2018, 17:10

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Editiert von
tmctiger
19.06.2018, 17:13

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hallo Werner,

phu da bin ich jetzt sprachlos. Neben den tollen MOCs, noch so eine Automatisierung umzusetzen, ist genial. Von den Socken hat es mich gehauen, als dann da auch noch der richtige Ton rauskam ...

Super tolle Arbeit!

Viele Grüße,
Günther

Edit: habe auf "Gefällt mir" geklickt, nur scheint es dem Forum herzlich egal zu sein --> also hier ein ganz aufrichtiges fast analoges "Gefällt mir!"


Mein Bricksafe: https://www.bricksafe.com/pages/tmctiger
Mein aktuelles Layoutprojekt: https://www.bricksafe.com...es/tmctiger/layout/wip 1000SteineThread dazu: https://www.1000steine.de...y=1&id=399371#id399371
Mein Youtube Kanal: https://www.youtube.com/c...gish5lKqS0dYnSd4ECEewQ


LouisB
19.06.2018, 17:15

Als Antwort auf den Beitrag von IngoAlthoefer

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

IngoAlthoefer hat geschrieben:

Lieber Werner,
Ingo (kennt fast nur AFoLs, die zu viel LEGO haben)


Sowas wie "zu viel LEGO" kann es gar nicht geben.
Allerdings gibt es "zu wenig platz fürs LEGO".



jopiek
19.06.2018, 17:32

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Sieht sehr schön aus Lok24, Ich automatisiere meine Weichen mit dieselbe Trick.



Lok24
19.06.2018, 18:38

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Editiert von
Lok24
19.06.2018, 19:12

Vollautomatische Eisenbahnanlage – die Steuerung

Hallo zusammen,

hier also wie versprochen die Beschreibung der Technik.
Die Anlage ist fertig, welche Möglichkeiten gibt es?

- 2 EV3, Motoren und Melder können mit Adapterkabeln direkt angeschlossen werden
- PF IR Empfänger in den Loks, über der Anlage werden dann einige LEDs angeordnet, die vom Mikrokontroller die erzeugten Signale übertragen
- Bluetooth mittels SBrick (oder Powered Up) via Mikrokontroller

Ich habe mich für 2 SBrick und einen Raspberry Pi als Mikrokontroller entschieden.

Die Hardware

Hier das Prinzip:

[image]





Und der reale Aufbau:

[image]


Oben links der Controller mit den Anschlüssen für Video, Audio und Netzteil, das orangefarbene USB-HUB für Tastatur und Maus sowie das BT-Dongle und rechts in Reihe die blauen Blöcke sind die Relais. Das 8er Relais-Set kostet unter 8,-- €, der komplette Controller 27,95 €.

Der Raspberry startet bei Bedarf mit einer kompletten grafischen Bedienoberfläche und einem Python-Programmiertool.

Das Programm war eine Herausforderung, da ich überhaupt kein Python kannte, aber egal.
Es hat zwei externe Module, eins für das Senden der Befehle im SBrick-BLE-Protokoll und eines für die Wiedergabe der Sounds.

Ablauf

Gesteuert wird die Anlage dann über einfache Befehlsketten.
Es gibt sechs Befehle, hier mit Beispielen:

[image]



Die Teilfahrt “WI1” lautet dann zum Beispiel:

[image]



Es werden Weiche und Signal gestellt, dann 3sec gewartet, der Sound „Motorstart“ gespielt und die Lok 1 mit Stufe 1 nach rechts gefahren, am 1 Melder gestoppt.
Im Video besteht eine „Runde“ z.B. aus fünf solchen Teilfahrten.

Die Loks fahren in 3-5 festen Fahrstufen, die einzelnen Geschwindigkeiten sind in einer Liste festgelegt.
z.B. starte mit 45, Stufe 1 = 60, Stufe 2 = 90 usw.

Dabei wird schrittweise von 45 auf 60 beschleunigt, wie schnell kann man einstellen.

Probleme im Betrieb

Tja, ganz so einfach war es dann doch nicht.
Die gute Nachricht: Es funktioniert.
Außerdem: die Motorsteuerung machte null Probleme, außer wenn der zugehörige LEGO Batteriekasten sein „AutoSleep“ aktiviert hat. Dann stellt es natürlich nix mehr. Aber: das hätte man auch über den Controller prüfen können.

Eigentlich war geplant, die Loks nachzuregeln. Mit nachlassenden Akkus fahren die ja nicht mehr z.B. bei 45 an, sondern erst bei 55 an. Obwohl beide SBrick HW 5.1 und FW 5.1 haben, liefert der eine die Batteriespannung, der andere immer 0. Schade, damit war das Nachregeln natürlich nicht möglich.

Auch das Beschleunigen und Bremsen ist – gerade bei dem Schienenbus – kaum wahrzunehmen, bei der Dampflok schon eher. Das ist wohl eine Mischung aus der Mechanik (M Motor vs XL-Motor), vor allem aber den Eigenschaften des SBrick, nämlich keine Motorregelung zu besitzen, evtl. auch eine unglücklichen PWM.

Feinfühliges Fahren, langsames Anfahren und Beschleunigen/Bremsen sind mir (auch im Testbetrieb zu Hause auf gerader Strecke) nicht recht gelungen. Leider mussten die Loks auch in Kurven einwandfrei anfahren. Überraschenderweise: wenn ich mit 40 (da fährt noch nichts) auf 100 beschleunige fährt es - gar nicht! Von 50 auf 100 fährt es mit 50 los und rast dann weg.
Eigentlich hätte es auch bei 40 nach 10 Steps (also 50) anfahren sollen?

Übrigens fährt es auch mit der App nicht langsam.....

Ein paarmal ist das Programm im Bluetooth-Protokoll abgebrochen, offenbar war dann die Verbindung weg.
Warum? Keine Ahnung. Immerhin: der SBrick stoppt dann, weil er keine Befehle mehr empfängt (Watchdog).

Aber genug gejammert: letztlich hat es sehr gut die vier Ausstellungstage überstanden, und eventuell kann man das noch verbessern. Aber nur zu Hause und in Ruhe.

Jetzt warten wir mal auf Powered Up!



Tagl
19.06.2018, 20:04

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hallo Werner,
Eisenbahn ist so gar nicht meins. Aber was du hier gezaubert hast ist einfach bemerkenswert und toll.

Hut ab
Marco


Steinregal Flickr

[image]


GELÖSCHT

Dieser Beitrag wurde gelöscht.


Technix
20.06.2018, 11:04

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hallo Werner,
schön, daß Du das Thema 'Digitale Eisenbahn' in Deine Arbeiten aufgenommen hast.
Jedoch finde ich die Nutzung von Batterieantrieb der Züge eher wenig brauchbar,
und auch die Verwendung von Boudenzügen ist, wenn auch in Deiner Arbeit
für den Fahrbetrieb nicht von Relevanz, nicht so störungsfrei, wie es wünschenswert ist.

Die Bauten ansich sind schön.
Die digitale Umsetzung finde ich eher weniger gelungen.

Grüße
Technix


"Jedes Set ist ein MINDSTORMS®-Ergänzungsset."
carpe noctem!
Denn Nachts ist das Grün dunkel.
Dunkelgrün ist die Farbe der pessimistischen Hoffer.


Lok24
20.06.2018, 11:31

Als Antwort auf den Beitrag von Technix

Editiert von
Lok24
20.06.2018, 11:38

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hallo Gunther,

Danke, dass Du Dich mit meiner Demo-Anlage auseinandersetzt.

Technix hat geschrieben:

Jedoch finde ich die Nutzung von Batterieantrieb der Züge eher wenig brauchbar,


Das gibt das aktuelle LEGO Programm eben so vor.

Alternative wären 9V-Schienen und Züge.
Da haben wir zwei Möglichkeiten:
- verschiedene Gleisabschnitte, die jeweils extern (Trafo, Micro-Controller o.ä) gesteuert werden
- Digitalisierung mit Decodern aus der Modellbahnbranche, das bedeutet allerdings einen Umbau der Motoren.
Man ist auch wohl immer auf die Eisenbahnmotoren angewiesen, weil es keine Schienenschleifer zur Stromabnahme im 9V-System gibt?
Natürlich ginge das auch mit dem 12V-System, da gibt es die.

Technix hat geschrieben:
und auch die Verwendung von Boudenzügen ist, wenn auch in Deiner Arbeit für den Fahrbetrieb nicht von Relevanz, nicht so störungsfrei, wie es wünschenswert ist.
Es ist für den Fahrbetrieb durchaus wichtig, da sonst die Weichen falsch / gar nicht gestellt werden und es zu Unfällen kommen.
Es sind übrigens nur Schnüre, also nur auf Zug, während Bowdenzüge Zug und Druck übertragen könnten.

Letztlich haben sie vier Ausstellungstage so durchgehalten.
Was wären die Alternativen?
- Ein Ersatz durch Stangen (Hose, Liftarm, Plates)
Das ist auffälliger, lässt sich aber sicher auch wegtarnen.
- Ein Ersatz durch lokale Motoren (z.B. direkt an der Weiche)
Dann braucht man aber zu jeder Weiche ein Kabel und ein Kästchen.
Und mit LEGO werden die dann doch recht groß.

Technix hat geschrieben:
Die Bauten ansich sind schön.

Danke, die waren auch gerade da

Technix hat geschrieben:
Die digitale Umsetzung finde ich eher weniger gelungen.
Inwiefern? die Steuerung durch einen Raspberry?

Mein Ziel war es eigentlich, eine recht puristische LEGO Anlage zu bauen. Wenn man die SBricks durch die Powered UP Empfänger ersetzt ist man diesem Ziel recht nahe.

Mal anders gefragt:
Mit welchen Komponenten würdest Du das bauen?
Vielleicht könnte ich das mal nachstellen.

Danke für das Feedback.

Grüße

Werner



Technix
20.06.2018, 11:49

Als Antwort auf den Beitrag von Lok24

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hm, offensichtlich habe ich nicht gründlich genug gelesen.
Wie dem auch sei.
Puristisch? Kein Problem. Gab es 2009 und 2010 auf den TSL.
Guckstu hiä
und
Guckstu hiä

RCX, mit NQC geproggt, master&slave, unendlich erweiterbar, auch mit NXT oder ev3
ansprechbar.
Kein direkter Eingriff in laufendes Programm
aber
eine "händische" Steuerung möglich

Somit ist es möglich,
-einen Bereich der Anlage im Vollmodus laufen zu lassen,
mit der Option, mehrere Festgelegte Kursbücher zu Fahren
-einen Bereich am Pult frei zu fahren, Schranken, Signale, Weichen, Loks
-einen Bereich der Anlage vom Smartphone oder Tablett zu steuern,
was ja fast so wie die Steuerung am Pult ist

Und das alles pusistisch.

Technix


"Jedes Set ist ein MINDSTORMS®-Ergänzungsset."
carpe noctem!
Denn Nachts ist das Grün dunkel.
Dunkelgrün ist die Farbe der pessimistischen Hoffer.


Lok24
20.06.2018, 12:15

Als Antwort auf den Beitrag von Technix

Editiert von
Lok24
20.06.2018, 12:20

Re: Vollautomatische LEGO Eisenbahn-Anlage

Hallo,

Technix hat geschrieben:

Puristisch? Kein Problem. Gab es 2009 und 2010 auf den TSL.
Guckstu hiä
und
Guckstu hiä


Ja, das kenne ich, sehr schön!

Aber das gibt das aktuelle LEGO Programm in dieser Form nicht mehr her,
da es zu den EV3 keine Verbindung mehr zu den Standard-Motoren gibt.
Natürlich gibt es Möglichkeiten, das zu realisieren, ich habe hier Adapterkabel und selbstgebaute Sensoren liegen.

Es ist das, was ich mit "9V-Stromabschnitte" ansprach.
Und 9V-Schienen hat auch nicht jeder
(Ich habe genau 2)

Technix hat geschrieben:
mit der Option, mehrere Festgelegte Kursbücher zu Fahren

Das machen bei mir die verschiedenen Befehlsketten, die ich mit hatte.
So konnte ich nur Diesel, nur Dampf, beides gemischt usw. fahren.

Über ein paralleles manuelles Schalten via 12V-Pulte oder andere LEGO-Taster hatte ich nachgedacht (und auch realisiert, einen sieht man auf dem Bild), aber doch wieder verworfen, weil ich ja noch drei andere Modelle (meine beiden EV3 waren da drin) "bewachen" musste.

Es gibt eben viele Möglichkeiten, das ist doch schön.

Grüße

Werner



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