Digitaltechnik Archive — Naechternhausen

8. Juli 202127. Oktober 2022

MobaLEDLib – Erfahrungen mit DCC Servobausteinen

Artikel aktualisiert am 27.10.2022

Nachdem ich mit DCC LED Steuerungen mit der von Modelleisenbahnern entwickelten MobaLEDLib so viele positive Erfahrungen gemacht hatte, habe ich mich diesmal an die nächste Stufe gewagt – DCC Servobausteine. Um es vorwegzunehmen:

Mittels der Elektronikbausteine der MobaLEDLIB ist es möglich extrem günstig und sehr effektiv Servos mittels des DCC¹Protokolls zu steuern.

Der Weg dahin ist allerdings etwas steiniger als nur LEDs anzusteuern. Vielleicht kann ich euch trotzdem die Angst nehmen – ich habe nämlich keinen blassen Dunst von Elektronik. Aber außer Löten und ein wenig Basiswissen (z.B. wo bei LEDs Plus und Minuspol ist oder das man Kondensatoren immer richtig gepolt einbauen muss), braucht ihr keine Elektronikkennnisse!

Was sind DCC Servodecoder?

Mit Servos kann man auf der Moba richtig viel anstellen – siehe dazu auch meinen Bericht im Technikkapitel. Dort hatte ich auch eine Liste zusammengestellt, was denn nun ein Decoder – also das Modul mit dem die Servos mittels DCC Kommandos angesteuert werden – leisten sollte:

Der Antrieb muss einfach programmierbar sein ohne mühsam unter die Anlage zu klettern und erst ein Programmiergleis anzuschliessen.
Die Ausfallwahrscheinlichkeit sollte so gering wie möglich sein.
Die Verbindungsleitungen sollten gegen Störungen abgesichert sein
Der Antrieb muss günstig sein da er auch in grossen Mengen eingesetzt werden soll.
Der Decoder sollte für die Servos eine eigenständige Stromversorgung bereitstellen, ohne dass dafür teuerer Digitalstrom verwendet wird.
Weichenherzpolarisierung muss als Option zwingend vorhanden sein.

Mit einer einzelnen Platine kann man mittels DCC Kommandos insgesamt 3 Servos ansteuern. In Nächternhausen wollte ich diese zunächst für die Tore meines Ringlokschuppens verwenden.

Die Bausteine – eigentlich müsste ich eher sagen die Servoplatinen – werden an die MobaLEDLib Hauptplatine genauso angeschlossen wie auch eine RGB LED, also mittels eines einfachen Pfostensteckers. Beim Einsatz als Weichenantrieb ist zu beachten, das die Servoplatinen keine Herzstückpolarisierung besitzen. Zur Polarisierung kann man eine Relaisplatine verwenden².

Aller Anfang ist schwer

Ich gehe mal davon aus, das ihr bereits die MobaLEDLib für die Lichtsteuerung verwendet – ansonsten schaut einfach auch mal in meinen Blogbeitrag “MobaLEDLib – Erfahrungen eines Nicht-Elektronikers“.

Als erstes benötigt ihr natürlich die Bauteile – und da hatte ich schon meine ersten Probleme, weil manche Teile nicht lieferbar waren. Aber eigentlich war das kein Problem. Doch der Reihe nach:

Komponenten

Die Ansteuerung der Servoplatine erfolgt über die Hauptplatine. Normalerweise wird diese kaum direkt dort angeschlossen werden, sondern über eine Verteilerplatine. Und dann braucht ihr natürlich noch einen oder mehrere handelsübliche Servos.

Die Servoplatine hat einen eigenen Mikroprozessor – einen Attiny. Um diesen zu Programmieren benötigt ihr einmalig eine Programmierplatine und einen Arduino Uno – wobei letztere beiden Komponenten nicht unbedingt erforderlich sind (s.u.).

Zusammenbau und Bestellung

Der Zusammenbau ist wie immer gut auf im MobaLEDLib Wiki beschrieben. Allerdings hätte ich vielleicht besser erst alles bis zum Schluss durchlesen sollen:

Die Erweiterung der Hauptplatine um zusätzliche LED und Taster ist nicht erforderlich.

Tatsächlich dient diese Erweiterung nur dazu, wenn man die Servos später ohne Programmunterstützung einstellen will. Das wird aber nur in den seltensten Fällen der Fall sein. Die Servos sind ja – genauso wie die Hauptplatine – nachher irgendwo unter der Anlage verbaut – wer will da von der Hauptplatine unter der Anlage die Servos über der Anlage einstellen?

Tatsächlich gibt es natürlich Anwendungsfälle, wo man auf dem Schreibtisch alles zusammenbaut – aber dann hat man in der Regel auch einen PC vor Ort.

Im Grunde benötigt ihr nur die Servoplatine 510 , allerdings: auf der Servoplatine ist ein kleiner Mikroprozessor – ein s.g. ATTINY. Und den kann man nur über eine Programmierplatine programmieren. ³

Einmalig braucht ihr also noch eine Programmierplatine in der Bauvariante 1 ⁴ – den Attiny-Programmer 400. Diese Platine funktioniert allerdings nicht von alleine – sondern benötigt einen Arduino UNO R3 ⁵ – den man günstig in China oder für ca. 13-15€ auch bei Reichelt erhält

Bestellung

Im folgenden setze ich voraus, das ihr bereits die Hauptplatine im Einsatz habt und vielleicht auch schon eine Verteilerplatine.

Die Bestellkomponenten für die Servoplatine und die Programmierplatine sind auf dem MobaLedLib Wiki detailliert beschrieben – schaut dort unter 510 – Servomodul nach, sowie unter 400 Attiny Programmer. Dabei bitte folgendes bei der Bestellung beachten:

Servoplatine: Es gibt bei der Servoplatine alternativ für den WS2811 die SOP Bauform⁶. Verwendet aber stattdessen die DIP Bauform⁷, welche leider nur schwierig zu bekommen ist. Deshalb könnt ihr diese WS2811 in DIP bei Alfred zusammen mit den Platinen bestellen!
Servoplatine: Stiftleiste SV3 und SV4 benötigst du nur wenn du vor Ort mehr als 3 Servos schalten willst. Dann kann man die Servoplatinen miteinander verbinden. Das würde ich aber nicht empfehlen, sondern generell eher einen Verteiler oder Miniverteiler verwenden. Der Vorteil ist, das ihr damit wesentlich flexibler seid, da ihr jede Servoplatine einheitlich bauen könnt und flexibel verkabeln könnt.
Attiny Programmer: Ich hatte echt Probleme bei Reichelt die LED zu bekommen die auf dem Programmer sind. Tatsächlich habe ich diese einfach weggelassen – für die Programmierung selbst sind diese nicht wirklich erforderlich – wartet halt beim Programmieren bis ihr sicher seid, das es abgeschlossen ist.
Erweiterung für die Hauptplatine: Unter diesem Link steht, das man die Hauptplatine zur Einstellung der Servos verwenden kann. Betonung liegt aber auf “kann” – es ist nicht wirklich erforderlich. Hätte ich mal vorher genau lesen sollen. Braucht man also nicht wirklich.
Arduino Uno: Den muss man einfach nur fertig bestellen (siehe Hinweis weiter oben)

Bau des Programmers

Das funktioniert genau so wie in der Beschreibung dargestellt. Hier nochmal die Abfolge:

Attiny Programmerplatine zusammenlöten
Arduino Software um den Uno und Attiny erweitern
Programmierplatine auf den Uno stecken
Attiny auf die Programmierplatine stecken
Attiny programmieren
Attiny von der Programmierplatine auf die Servoplatine umstecken
Servo programmieren (siehe unten)

Einwandfrei beschrieben wie das funktioniert hat Moba Jo in diesem Video – danach war es selbst für mich ein leichtes den Attiny zu programmieren:

Bau der Servoplatine

Auch das ist einwandfrei beschrieben – was mir nicht so ganz klar war: Solange man die Servoplatinen nicht direkt untereinander sondern über Verteilerplatinen anschliesst, muss man zwingend jede Servoplatine terminieren indem man die Lötbrücke TERM verbindet!

Servo programmieren

Vorbereitung

Das obige Video zeigt wie es funktioniert. Bevor ihr mit der Programmierung anfangt, solltet ihr die Bibliotheken allerdings auf den aktuellen Stand bringen – bei mir war das Version 3.0.0 (die Version steht in der Excel rechts oben).

Der Update funktioniert so, das ihr den Programmgenerator startet – dann auf Optionen gehen und auf Update. Dort “Installiere Betatest” – das war für mich etwas verwirrend weil da Betatest steht – tatsächlich wird aber die wirklich neueste Version installiert (dazu musste ich dann auch erst mal im Forum nachfragen wie das funktioniert).

Beim Anschließen der Servos ist folgende Nomenklatur zu beachten:

Servo 1	Innen – in der Excel hat der Servo die Nummer 0
Servo 2	Mitte – in der Excel hat der Servo die Nummer 1
Servo 3	Aussen – in der Excel hat der Servo die Nummer 2

Das Massekabel des Servos muss zum Attiny hin zeigen – bei Futaba, Conrad und Robbe ist es schwarz, bei Graupner, JR und den meisten Noname Servos ist es braun. Der Stecker hier an dem Pfeil sitzt auf Position 0 – also der 1. Servo:

Für die Servoverteilung eignet sich ein Miniverteiler⁸. Solltet ihr den Miniverteiler verwenden, so denkt daran, das dieser keine Pins für die Terminierung hat. Zur Terminierung müsst ihr die entsprechenden Pins wie auf diesem Bild verwenden.

Vielleicht war es auch meine eigene Dummheit, aber ihr solltet auch darauf achten, das ihr die Kabelverbindungen selbst richtig aufsteckt – hier nochmal als Gedankenstütze.

Programmierung

Die Programmierung ist ebenfalls oben im Video gut beschrieben. Einfach über Optionen den “LED Farbtest starten“⁹ Dann den Reiter “Servos” auswählen.

Die Einstellung der Servoauslenkung erfolgt am PC – während der Servo selbst dann meist schon am Einbauort fest installiert ist

Genau das kann manchmal ein Problem werden! Aber hier hilft es wenn euer PC mit dem Internet verbunden ist und ihr ein Smartphone oder noch besser einen Laptop oder Tablet habt. Macht dann einfach eine Videokonferenz mit eurem Tablet (einfach einen anderen Benutzer wählen als Einwahl), gebt euren Bildschirm und die Steuerung (!) frei. Schon könnt ihr die Einstellungen auf eurem mobilen Endgerät direkt am Ort des Geschehens vornehmen.

Allerdings hatte ich das Problem, das zwei der drei Servos nur sehr schwerfällig, bzw. gar nicht auf die Eingaben in der Servoeinstellung reagiert hatten.

Ich hatte vom Miniverteiler zum Hauptverteiler ein 2m langes Kabel verwendet. In der Dokumentation findet sich der Hinweis, das man in solchen Fällen (>1.5m Kabellänge) zusätzliche Spannungsversorgungen legen sollte. Stattdessen habe ich – nur zur Programmierung – kürzere Kabel verwendet. Danach hatte ich auch keine Probleme.

Bei der Programmierung über den Programmgenerator wird der jeweilige Attiny programmiert – nicht der Arduino! Deshalb ist der spätere Steckplatz des Servos – also an welcher Stelle er in der Excel adressiert wird – für die Programmierung selbst nicht von Belang. Im Excel selbst daher einfach nur Servo auswählen – und lasst euch nicht davon irritieren, das im Kommentarfeld dann ganz andere Werte stehen:

Beachtet die drei Zeilen ab Adresse 751: Hier wird dann immer Servo2 ausgewählt.

Ergebnis

In Nächternhausen habe ich die Servos zunächst dazu benutzt um die Tore meines Rundlokschuppens zu öffnen und zu schließen wie ihr auf diesem Video sehen könnt:

Falls ihr euch interessiert wie das asynchrone Öffnen und die Positionierung der Servos realisiert wurde, dann schaut euch bitte diesen Beitrag an: “Tore mit Servos öffnen“.

Was nun meine Wunschliste anbelangt, so ist alles erfüllt – bis auf die Herzstückpolarisierung.

Visits: 1743

14. Juni 202127. Oktober 2022

Rueckmeldung mit S88

Artikel aktualisiert am 27.10.2022

Rückmeldung mit S88? “Lass die Finger von” – “bloß nicht” – “uraltes Teil” – “viel zu langsam” – “störanfällig ohne Ende” – das sind so die typischen “Rückmeldungen” die ich schon bekommen habe.

Aber ich verwende ihn trotzdem! Und ich habe – inzwischen – keinerlei Probleme mehr damit. Sicher gibt es inzwischen neuere Bussysteme wie BiDiB, Loconet oder RS – allerdings haben diese den Nachteil doch alle sehr speziell zu sein – für kein anderes Bussystem gibt es so viele Varianten, Selbstbauten und Hersteller (und das spiegelt sich natürlich auch im Preis wieder).

Noch ein Hinweis: Ich beziehe mich zwar im folgenden vor allem auf 2L – das Gesagte gilt aber größtenteils genauso für 3L, da der S88 Bus unabhängig vom verwendeten Gleissystem ist.

Hintergrund

Allerdings musste ich einiges an Lehrgeld bezahlen – und am Anfang lief es gar nicht gut mit dem S88 Bus. Aber was habe ich angestellt, damit es gut funktioniert? Dazu hier einige Tipps.

Zunächst mal etwas grundsätzliches: Der S88 ist ein sehr altes Rückmeldesystem – ursprünglich von Märklin entwickelt mit einer Übertragungsgeschwindigkeit eines Akkustikkopplers (2400 baud). Aber das ist inzwischen Vergangenheit. Wer sich eingehend mit der Technik befassen will, dem seien folgende Links empfohlen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

	Link
Eine Beschreibung von Karsten Tams – obwohl von einem Hersteller, halte ich es für eine der besten Beschreibungen zum S88 Bus	https://tams-online.de/WebRoot/Store11/Shops/642f1858-c39b-4b7d-af86-f6a1feaca0e4/MediaGallery/15_Download/Infothek/Infothek-Blaetter/s88_Infothek_2014_03.pdf
Wer sich für die technischen Details, also Belegung der Kabel und Taktung interessiert, dem sei der Beitrag der OpenDCC Gruppe empfohlen	https://www.opendcc.de/s88/s88_n/s88-n.html
Giorgio Hoenig hat einige schöne Darstellung der verschiedenen Verschaltungsvarianten auf seiner Website.	https://www.gotthardmodell.ch/digitales/rueckmelder/s88-bus/
Für die Elektroniker unter uns Modellbahnern ist vielleicht diese Selbstbauanleitung auf Basis eines ATTiny2313A interessant	https://mobatron.4lima.de/2020/04/s88-mit-koepfchen

Schaut euch vor der Nutzung die Technik des S88 Busses an – dazu sollten die Links helfen.

Aber warum benötigt man überhaupt eine Rückmeldung (das steht leider nämlich nicht in den Beschreibungen)?

Rückmeldung und die Steuerungssoftware

Dazu sollte man sich anschauen, wie eine Steuerungssoftware überhaupt erkennen kann, das ein Zug sich von A nach B bewegt. In der Regel werden dazu – wie auch bei der richtigen Bahn – Blöcke verwendet. Nehmen wir ein einfaches Beispiel:

Auf der Anlage steht ein Zug auf dem Gleis. Das linke Gleis ist mit einem S88 Melder versehen, das rechte Gleis ebenfalls. Das Gleis ist zwischen Melder 1 und Melder 2 unterbrochen.

Abbildung 1: Zugmeldung mittels S88 – mit Zug im Block

Unsere Steuerungssoftware stellt das Gleis in Form von 2 Blöcken dar – dabei wird jedem Block der entsprechende Melder zugeordnet. Die Gleisverbindung zwischen den Blöcken wird durch eine Verbindung markiert.

Unser Zug bewegt sich von links nach rechts. Es gibt unterschiedliche Melder, aber in unserem Beispiel gehen wir mal von Meldern aus, welche das gesamte Gleis melden (Dauerbelegtmelder)¹Die Melder reagieren auf den Spannungsabfall, den ein Widerstand zwischen dem Plus und Minuspol verursacht. Das kann der Motor der Lok selbst sein, aber auch ein hochohmiger Widerstand zwischen Plus und Minus² Dazu kann man die Achsen der Wagen mittels Widerständen überbrücken (mehr dazu weiter unten). Wenn nun unsere Lok zwischen linkem und rechten Gleis steht³, dann wird der linke und der rechte Melder auslösen.

Abbildung 2, Zugmeldung mit S88 – Zug zwischen den Blöcken

Unser PC wird also jetzt beide Blöcke als belegt melden – was ja auch vollkommen in Ordnung ist. Beachtet, ab wann der rechte Block als belegt erkannt wird. Nämlich erst wenn der erste Widerstand entdeckt wurde – und das ist die erste Achse die einen Widerstand verursacht!

In obigem Beispiel haben wir eine Dampflok die vorne eine s.g. Vorlaufachse hat. Diese Vorlaufachsen sind in der Regel nicht zur Stromversorgung der Lok genutzt – deshalb erzeugen sie auch keinen Widerstand und erst bei der ersten stromversorgenden Achse wird der Zug im neuen Block gemeldet.

Warum ist das wichtig? Das hat mit unserer Steuerungs-Software zu tun. Wenn wir später punktgenau halten wollen, muss die Software wissen, wie viel Abstand zwischen Zugbeginn und erster meldender Achse ist! Sonst hält unser Zug immer dort, wo die erste Meldeachse ist – und der nächste Zug hat seine vordere Meldeachse natürlich an einem anderen Punkt, würde also auch an anderer Stelle halten. Deshalb wird der Steuerungssoftware mitgeteilt, wie der Abstand zwischen Beginn der Lok und erster Meldeachse ist.

Und da haben wir schon das erste Problem: Was ist wenn die Meldeachse verdreckt ist? Oder die Achse hat Haftreifen und meldet mal und mal nicht? Auch dafür gibt es Lösungen – die habe ich aber in einem extra Blog – Haltmelder – oder: Wann erkennt der PC, das der Zug am Ziel ist? – beschrieben. Aber gehen wir mal davon aus, das unser Zug sich weiter bewegt. Sobald im linken Gleisbereich keine meldende Achse mehr vorhanden ist (!), wird unser Bild so ausschauen:

Erst jetzt würde die PC Software den linken Block als unbelegt definieren und ein neuer Zug könnte dort einfahren. Hätten wir einen Wagen verloren (weil dieser sich vielleicht entkuppelt hat oder entgleist ist), dann wäre der vorhergehende Block immer noch belegt und nach wie vor könnte kein Folgezug in den belegten Block einfahren.

Das gilt aber alles nur, wenn alle Fahrzeuge gemeldet werden können – und das ist wiederum nur der Fall, wenn ein Widerstand vorhanden ist – entweder in Form eines Motors, oder aber auch einer Lichtquelle wie der Innenbeleuchtung oder eines realen elektronischen Bauteils. Da die meisten Güterwagen unbeleuchtet sind, empfiehlt sich natürlich gerade diese mit einem Widerstand zu versehen – doch davon später mehr.

zurück

Trennstellen

Mal von der geraden Strecke mit mehreren Blöcken, abgesehen ⁴ aber: Wo soll ich denn jetzt die Trennstellen im Gleis machen? Das hatte ich am Anfang auch falsch gemacht, weil es ja doch ziemlich einfach ist die Trennstelle direkt hinter der Weiche zu machen – schließlich muss man an dieser Stelle eh’ einen Schienenverbinder einsetzen:

Wenn der letzte Wagen nicht mehr auf der Weiche steht, sondern hinter der Weiche, dann ragt dieser in der Regel immer noch in das s.g. Lichtraumprofil – ein Zug in das Nachbargleis würde also unweigerlich einen Zusammenstoß produzieren

Wie auf dem Bild zu ersehen, würden die Schienenverbinder der Weiche ein ganzes Stück vor diesem Bereich des Zusammenstoßes liegen. Daher muss man die Trennstelle versetzen bis zu dem Punkt wo beide Wagen noch gefahrlos aneinander vorbeikommen (siehe dazu auch das Bild weiter unten)

Trennstellen nicht direkt hinter der Weiche erstellen, sondern innerhalb des Lichtraumprofils.

Trennstellen im Schattenbahnhof

Besonderheit in der Einfahrt in den Schattenbahnhof: Wer seine Anlage mit einer PC Software steuert, der hat auch die Möglichkeit Züge im Untergrund aufreihen zu lassen⁵ Dabei werden die Züge im Abstand hintereinander abgestellt. Dazu ist es nicht erforderlich jeden Zug mit einem Melder zu versehen. Die Software kennt die Länge der Züge und reiht diese hintereinander auf. Dazu ist aber erforderlich, das ein in die Blockstelle einfahrender Zug auch von der Software erkannt wird.

Das nebenstehende Beispiel zeigt die Situation. Wenn wir nun an den Schienenverbindern ebenfalls eine Trennstelle einrichten, so können wir den Bereich zwischen den Trennstellen in jedem Gleis

mittels nur einem einzigen Melder absichern. Das spart nicht nur Melder sondern schont auch massiv Finanzen und Verkabelungsaufwand!

Obiges Beispiel zeigt auch, das ein Belegtmelder nicht zwingend nur für ein Gleis zuständig sein muss. Eine Gleisharfe in die eh zum Zeitpunkt x nur ein Zug einfahren kann, kann für jedes Gleis diesen hier gezeigten und immer gleichen Einfahrmelder verwenden – schließlich sollte unser Zug (bzw. der letzte Wagen) niemals dauerhaft auf diesem Melder stehen bleiben.

Keine zu langen Meldestrecken verwenden. Ein guter Richtwert sind Blöcke von maximal 4m. Es gibt diverse Hinweise im Netz, die nur 3m empfehlen – in Nächternhausen ist mein längster Block 4m lang und macht keine Probleme. Wichtig ist dabei nur, das man die Spannung bei solch langen Blöcken an mindestens 2 Stellen einspeist.

Trennstelle an einer Drehscheibe

Das obige Prinzip einer Meldung einer Weichenstrasse lässt sich auch bei einer Drehscheibe anwenden.

Normalerweise benötigen hier alle Abgangsgleise jeweils einen S88 Melder – somit bräuchten wir in diesem Beispiel 8 Melder (ohne den Melder auf der Bühne selbst). Es geht aber auch mit nur 2 Meldern – jeweils die rote und grüne Markierung. Die Länge des Meldegleises sollte dabei so kurz sein, das kein Zug je dauerhaft auf diesem Gleis stehen bleibt (wie es ja auch im Original einen Mindestabstand von der Grube gibt). Wichtig ist nur, das gegenüberliegende Gleise unterschiedliche Melder haben.

Wäre das nicht der Fall, könnte der PC nicht erkennen in welche Richtung ausgefahren wird bzw. aus welcher Richtung eingefahren wird.

zurück

S88 Module

Es gibt diverse Hersteller von S88 Modulen – Digikeys, Litfinski, ESU, Tams, Märklin usw. Seit kurzem auch einige vielversprechende “StartUps” – wie der neue LoDi-S88 Commander mit dem es möglich ist auch mehrere Busse zu verwalten⁶. Bei den Rückmeldern zur Gleisüberwachung sind dabei zwei Arten zu unterscheiden:

von Massemeldern und Strommeldern

Massemelder (auch Punktmelder oder Massefühler genannt): Kommen vor allem bei 3L-Fahrern zum Einsatz, weil diese Module gegen Masse schalten. Hatte ich lange nicht verstanden, aber letztlich wird dabei die rechte oder linke Schiene auf einem kurzen Stück abgetrennt. Bei 3L haben wir ja eine identische Stromeinspeisung auf beiden Schienen, der Mittelleiter hat den Gegenpol⁷Wird nun eine Lok in diesen Bereich einfahren, so wird der isolierte Schienenbereich über die nicht isolierten Achsen von der jeweils anderen Schiene mit Spannung versorgt und in der Folge wird diese Information von einem

Strommelder (auch Dauermelder oder Stromfühler genannt): Die finden sich vornehmlich bei 2L Fahrern – wobei man auch bei 3L Dauermelder gut verwenden kann. Hier wird ein ganzer Block isoliert und die Spannung in diesem Block von einem Dauermelder überwacht – fährt ein Fahrzeug mit einem Verbraucher (Widerstand, Licht, Motor etc.) in diesen Abschnitt ein, so wird der Abschnitt am S88 als belegt gemeldet.

Zum Anschluss würde ich heute nur noch Melder verwenden ⁸und in Nächternhausen habe ich diverse solche “alten” Module, diese kann man mittels eines Adapters (z.B. von Tams) auf S88-N umrüsten.

Verwendung von Massemeldern

Da die Massemelder nach Masse schalten, kann man natürlich beliebig viele andere “Meldungen” damit erstellen. In diesem Bild hier seht ihr mal ein Beispiel meiner

Morsetaster

Diese Taster sind einseitig an Masse und die andere Seite an einen S88 Massemelder angeschlossen. LDT beschreibt dies sehr detailliert auf seiner Website (siehe hier)

Diese Morsetaster dienen bei mir dazu um ein s.g. Walk-Around-Control zu realisieren. Der Bediener nutzt dabei eine Roco Multimaus welche am XpressNet Bus angeschlossen ist. Neben diesem Anschluß ist ein einfacher Taster über den man die lokal vor sich befindlichen Weichenstraßen stellen kann indem man – ähnlich wie bei einem Morsealphabeth – die Taste drückt. So ist 2x Kurz Weichenstrasse A und 2 x Kurz, 1x Lang Weichenstraße B. Man braucht also nicht immer zum Computer zu laufen um die Weichenstraße zu schalten was den Rangierbetrieb ungemein erleichtertwer wissen will, wie man dies in der Steuerungssoftware umsetzt, der sei auf meine Traincontroller Datei im Downloadbereich verwiesen. Letztlich kann man auch Reedkontakte, Relais oder Schalter auf diese Weise melden. Eine andere Variante wo ich dieses Verfahren genutzt hatte, sind die Melder am Ende des Schattenbahnhofs mittels Schutzgasrohrkontakten SRKs:

Gleisende mir SRKs überwachen

Ein Problem welches immer wieder auftaucht ist, wie man erkennt, das ein Zug am Ende eines Gleises angekommen ist. Strommelder kommen hierfür nicht in Frage, weil diese erst das erste Fahrzug mit Widerstand erkennen würden – dann wäre unser Zug aber schon längst über den Prellbock hinausgeschossen!

Häufig werden zur Lösung Melder auf Infrarotbasis herangezogen – ich dagegen bevorzuge den Weg mittels SRKs zu melden – siehe dazu auch meinen Beitrag “Haltmelder – oder: Wann erkennt der PC, das der Zug am Ziel ist?”

Dabei werden die SKRs parallel verbunden und schalten gemeinsam auf Masse. Auch zu dieser Methode habe ich in diesem Beitrag etwas detaillierter geschrieben wie man so etwas aufbaut.

zurück

S88 Verteilung und Anschluss

Grundsätzliches

Sinnvoll ist natürlich, wenn meine Zentrale einen S88 Busanschluss besitzt. Aber es gibt auch Adapter wie Loconet auf S88 Adapter. Ein S88 Anschluss an der Zentrale ist also nicht unbedingt erforderlich sofern man einen Adapter-Bus nutzen kann.

Allerdings bin ich der Meinung, das man ruhig das Geld für eine kleine Minizentrale ausgeben sollte, weshalb ich hier den HSI-11 von LDT empfehle, da dieser 3 unabhängige S88 Busse zur Verfügung stellt, welche die Verkabelung doch ungemein vereinfachen.

Apropos Verkabelung: Hier seht ihr mal die typische Verkabelung zweier nebeneinander liegender S88 Module mit S88-N Verkabelung.

S88 Bus Modelleisenbahn — S88 Bus Module (Litfinski RM-88N)

Wie man an obigem Bild erkennt, habe ich diverse Farben als S88-Kabel verwendet – wie gesagt: Nehmt eine einheitliche Farbe der S88-N Kabel!⁹Aber an dem Bild sieht man noch einige Punkte:

Bei der Verkabelung solltet ihr jeden einzelnen Anschluß genau beschriften – wenn das Modul getauscht werden muss kann es sonst schwierig werden.
Für die Fehlersuche hilft eine Übersichtstabelle – z.B. in Excelformat, die man dann auch ausdrucken kann.
Beachtete bei der Verkabelung unbedingt IN und OUT Anschluss – IN Signal geht zum Folgemodul, OUT Signal weist zur Zentrale.
Auch wenn das Modul Anschlüsse für das 2. Gleis (blaues Kabel) hat: Es reicht vollständig aus, wenn ihr nur ein Gleis zum Modul führt! Wenn ihr Booster verwendet bei denen ein Gleis durchgehend ist, dann muss das nicht durchgehende Gleis auf den S88 zum Melden gelegt werden.
Schreibt euch die Belegung neben die Module um zu erkennen, welches Gleis auf welchen Anschluss gelegt wurde.
Auch wenn es einfacher ist die Module direkt unter der Anlagenplatte zu montieren: Macht das nicht! Am Besten sind die Module in der Nähe der Anschlußstellen aber am unteren Anlagenrand untergebracht, sodaß ihr zu jedem Zeitpunkt auch einfach wieder dran kommt.¹⁰

Hier übrigens mal ein Beispiel einer solchen Dokumentation. HSI-88 Stränge (Modulname) heißen jeweils L (links), M (mitte) und R (rechts). Entsprechend habe ich auch die jeweiligen Module benannt. Der S88 funktioniert nach dem Eimerkettenprinzip – es werden also alle Module in der Reihenfolge ihres Anschlusses adressiert – schaut euch dazu die obigen Links zur Technik an. Mal eben ein Modul rausnehmen oder hinzufügen geht hier nicht so einfach!

Verkabelung am Beispiel

In Nächternhausen verwende ich am S88 sowohl Selbstbaumodule (siehe diesen Bericht) welche IR Lichtschranken melden, als auch Module von Litfinski (LDT). Dabei kommen sowohl dessen Dauermelder als auch Massemelder zum Einsatz. Auch meine Drehscheibensteuerung von Sven Brandt benutzt den S88 Bus. Hier mal eine Übersicht verwendeter S88 Module und deren Anschluß

Sowohl an der Tams wie auch an der Redbox gibt es ein S88 Anschluss – allerdings ist das HSI-11 Modul mit drei unabhängigen S88 Bussen wesentlich flexibler. Beachtet auch, das ihr die an einen mit Melder versorgten Streckenabschnitt und nicht selbst gemeldeten Abschnitte (siehe grüne Leitung rechts) mit zwei gegenschlägigen Dioden in die Spannungsversorgung zwischen schalten müsst. Es müssen die gleichen Dioden sein, die auch vom jeweiligen angrenzenden Strommelderbaustein verwendet werden!

S88 Kabel

Bei S88-N nehmt normales Netzwerkkabel – aber markiert euch die jeweiligen Ein- und Ausgänge, also welches Kabel in das Modul rein und welches raus geht (man kommt sonst beim Testen schnell mal durcheinander). Es gibt diverse Qualitätsstufen wie CAT5, CAT6 usw. Auch wenn es nicht erforderlich ist, so würde ich kein UTP¹¹sondern nur STP¹² Kabel verwenden – ab CAT6e ist STP Standard.

Achtet aber beim Kabel darauf, das ihr wirklich “normal verdrahtetes” Netzwerkkabel und kein Crossoverkabel verwendet – Brandgefahr durch Kurzschluss kann sonst die Folge sein! Links im Bild übrigens ein Infrarotmodul für S88.

Leider (…) hatte ich beim Bau von Nächternhausen noch einen großen Fundus an Netzwerkkabel in roter und gelber Farbe…

Wenn ihr neu damit anfangt, dann verwendet kein graues Kabel um eindeutig von den Netzwerkanschlüssen für den Computer zu unterscheiden! Die S88-N Empfehlung ist die Farbe Blau zu verwenden – ich würde aber z.B. bei einem HSI-11 mit 3 x S88-N für jeden Bus eine andere Farbe wählen – dann kommt man auch nicht durcheinander.

Bei der Kabellänge solltet ihr möglichst Kabel nehmen welches optimal von der Länge her passt – je länger der S88 umso schlechter wird nämlich das Signal. Für nebeneinander liegende Meldebausteine gibt es 15cm langes CAT Kabel.

CAT Kabel verwendet an beiden Enden s.g. RJ45 Stecker. Wer eine dafür erforderliche Crimpzange hat, kann natürlich das Kabel auch selbst in der optimalen Konfektionsgrösse herstellen – das ist wesentlich einfacher als man denkt und z.B. in diesem Video beschrieben. Allerdings wird dazu auch eine entsprechende Zange benötigt.

zurück

Wagenmeldung mittels SMD Widerständen

Wie weiter oben beschrieben, reagieren die Melder auf den Spannungsabfall zwischen Plus- und Minuspol¹³Güterwagen, oder Wagen ohne Beleuchtung werden daher nicht erkannt, da hier ja kein Spannungsabfall vorhanden ist. Das ist aber wichtig: Wenn eine fehlerhafte Zugtrennung erfolgt oder der letzte Wagen noch auf der Weiche stehen bleibt, wird bei fehlender Meldung ein Unfall die logische Folge sein!

Ihr solltet alle Wagen mit Rückmeldern ausstatten – nur so kann sichergestellt werden, das ein getrennter Zug erkannt und Unfälle vermieden werden.

Bei 4-Achsern reicht es aber in der Regel aus, wenn die vorderste und hinterste Achse mit Rückmeldern ausgestattet sind.

Rückmeldebausteine gibt es sehr viele – aber fast alle funktionieren fehlerfrei mit Widerständen um die 10kOhm. Wie aber kann man einen nicht beleuchteten Wagen mit 10kOhm ausstatten? Dazu verwendet man am Besten SMD Widerstände und klebt diese mittels Sekundenkleber auf die Achse (siehe roter Pfeil)

SMD Widerstandseinbau in Modellbahnwagen

Hier sieht man den SMD Widerstand sowie die Verbindung zwischen den Rädern mittels Silberleitlack¹⁴. SMD Widerstände findet man z.B. bei Reichelt. Am Ende unbedingt die Verbindung mittels eines Messgeräts prüfen.

Verschiedentlich gibt es auch einen Widerstandslack den man auftragen kann – davon kann ich aber nur raten die Finger zu lassen.

Auf keinen Fall Widerstandslack verwenden!

Der Grund: Mit Widerstandslack lässt sich der Widerstand kaum genau bestimmen – und ein fehlerhafter Auftrag kann zu schweren Brandschäden führen! Manuel Keller hat das sehr eindrucksvoll in diesem Video dargestellt:

zurück

S88 Probleme

Der Probleme hatte ich am Anfang viele – das hing aber vor allem damit zusammen, das es anfangs noch keine geschirmten Kabel gab. Dies ist mit Meldern, die mit dem s.g. S88-N Standard ausgestattet sind kein Problem.

als erstes wirklich prüfen, ob alle Steckverbindungen einwandfrei sind. Dies gilt insbesondere für den Fall, das ihr noch das alte Kabel verwendet oder Adapter auf S88-N.
Keine Meldung: Schaut euch genau die Bedienungsanleitung eures Meldebausteins an – ich hatte doch glatt übersehen, das bei den LDT S88-Modulen an IN1 und IN2 weiss Markierungen angebracht sind – da muss immer das durchgehende Gleis dran. Ausserdem funktionieren diese Module nicht wenn man nicht beide Eingangssignale an IN1 und IN2 auflegt – auch wenn diese an unterschiedlichen Boostern hängen!
Flackern einzelner Melder kann leider mehrere Gründe haben – und am Anfang hatte ich dieses Flackern am laufenden Band. Inzwischen flackert keiner mehr meiner S88-Melder!
- Umbau auf S88-N hat die flackernden Melder massiv reduziert
- Weitere Reduktion durch Einbau von Ferritkernen im S88-N Kabel
- ein 470 bis 1k Ohm Widerstand parallel zum Melder hat oft geholfen – parallel heißt in diesem Falle den Anschluss zwischen Gleis und Stromversorgung mittels eines Widerstandes zu überbrücken – der Widerstand ist somit parallel zum S88 Meldebaustein in der Versorgung.
- Reduzierung der Kabellänge zwischen S88-Melder und Gleis – eines der Hauptgründe warum ich nicht empfehlen kann die Melder alle zentral zu verwenden (auch wenn das schöner ausschaut und man schneller dran ist)
Wenn der letzte Melder Probleme macht, dann solltet ihr mal die Spannung prüfen die dort ankommt – u.U. ist die Leitungslänge überschritten. Bei mehr als 30 m Gesamtlänge des S88 verschleifen die Flanken der Datensignale – hier hilft dann ein S88-Repeater (gibt es z.B. von Tams) um das Signal wieder aufzufrischen. Und auch wenn eure Anlage nur 5m lang ist: Bedenkt, dass das Netzwerkkabel immer in bestimmten Längen konfektioniert ist – da hat man mit l 4 x 5m Kabel schon bei 2 Modulen schnell 20m zusammen!

zurück

Zum Schluß noch ein Hinweis in eigener Sache

Mögt ihr auch keine Werbung, welche die halbe Seite bedeckt? Die euch nervt wenn man auf einem Handy mal eben nur kurz reinschauen will? Die immer an den falschen Stellen auftaucht und euch am lesen hindert? Mich nervt das auch! Aber auch wenn mir diese Website viel Spaß macht: Erstellen, Recherchieren, Betrieb, Backup usw. kosten mich leider auch.

Daher: Wenn euch die hier gezeigten Informationen geholfen haben, dann wäre es schön, wenn ihr meine Arbeit durch eine kleine Paypal-Spende unterstützen könntet.

zurück

Visits: 2380

9. Februar 202115. Mai 2022

Welchen PC für die Steuerung?

Welchen PC man für die Steuerung verwenden sollte? Kommt drauf an – so wäre jetzt meine normale Antwort. Ich gebe zu dass dies nicht sehr hilfreich ist, deshalb versuche ich es mal hier etwas zu differenzieren.

Warum überhaupt ein PC?

Diese Frage hört man oft in Foren und unter Modelleisenbahnern. Schließlich kann man auch ohne PC die Züge automatisch steuern. Für mich war aber nicht die automatische Steuerung entscheidend für die Vorteile einer PC Steuerung, sondern die schier unendlichen Möglichkeiten, die sich mit dem PC ergeben. Wo ich früher ein großes Stellpult benötigte um alle Weichen zu schalten, Schalter für jedes Signal und jedes abschaltbare Gleis, da benötigt es heute nur noch einen Monitor und die entsprechende Software. Das sieht bei mir aktuell so aus:

Stellpult - Traincontroller — Stellpult – Traincontroller

Das hatte ich früher mal alles mühsam mit Schaltern erstellt – heute ist das um so viel einfacher. Alle belegten Bereiche sind orange hinterlegt ¹ In jedem Bereich (aka “Block”) sieht man nicht nur welcher Zugverband dort steht, sondern auch aus welchen Wagen er gebildet ist. Gelb sieht man oben gerade eine aktive Weichenstraße. Die hier zur Verwendung kommende Software ist Traincontroller.

Welche Funktionen für den PC? Laptop oder Desktop?

Wer mit der Modelleisenbahn anfängt, für den reicht am Anfang auch ein ganz normaler Standard-Laptop. Aber spätestens wenn die Anlage Gestalt annimmt und größer wird, stellt man fest, das der Laptop nicht ausreichend ist. Hier mal eine Liste dessen was mein PC aktuell leisten muss:

So viel USB Anschlüsse wie möglich. HSI-11, Intellibox, Tams Redbox, Brand Drehscheibensteuerung, 4 WebCams für den Schattenbahnhof, USB Keyboard, USB Maus, MobaLEDLib-Programmierung Arduino 1, IR Einstellung Arduino 2, Traincontroller Dongle, Backup USB Laufwerk . Richtig – das sind alleine schon 15 USB Anschlüsse. Tatsächlich schafft das nicht einmal ein normaler Desktop-PC der zwischen 6-8 USB Anschlüsse besitzt.
Verwendet auf jeden Fall einen externen USB Hub mit eigener Stromversorgung. Nur so könnt ihr die Anzahl der Anschlüsse problemlos erhöhen.²
Videokarten und Audiokarten sind nicht erforderlich – diese kann man ggfs. auch später noch nachrüsten. Erst jetzt habe ich den PC um eine Soundkarte erweitert um mittels 4D Sound auch Geräusche auf die Anlage zu bringen – aber das ist ein anderes Projekt 🙂
Internes oder externes CD ROM Laufwerk. Gerade die kleineren Hersteller liefern Software immer noch auf CD aus – auch wenn der Download inzwischen fast Standard ist. Ein externes USB Laufwerk hat den Vorteil, das man es auch anderweitig benutzen kann – vor allem aber könnt ihr das externe Laufwerk direkt in euer Stellpult einbauen.
Fast alle Desktop PCs (wobei das Teil eher unter der Anlage stehen sollte), haben im BIOS die Möglichkeit den PC einzuschalten sobald die Stromversorgung eingeschaltet ist. Das macht es wesentlich einfacher den PC irgendwo zu platzieren – der Hauptschalter des PC wird bei mir nur ganz selten benötigt. Das setzt aber voraus, das wir den 220V Anschluß von unserem “Arbeitsplatz” einschalten können (siehe dazu das obige Bild).
Einen Netzwerkanschluss hat heute jeder Desktop. Außerdem haben viele Zentralen heute einen Netzwerkanschluss – dazu kommen dann noch Netzwerkkameras usw. usw. Weiter unten habe ich im Kapitel Netzwerk beschrieben was deshalb noch zusätzlich zum PC benötigt wird.

PC Arbeitsplatz

Damit kommen wir zu einem weiteren Thema: Dem PC Arbeitsplatz. Meine Anlage steht in 120 cm Höhe relativ hoch (man wird ja auch nicht jünger). Deshalb ist ein übersichtlicher Arbeitsplatz erforderlich. Wie man auf dem Bild sieht habe ich mir deshalb 2 Hochstühle angeschafft und verwende ein günstiges Billy Regal eines bekannten schwedischen Möbelhauses um darauf die Füße bequem abstellen zu können:

Nicht gerade wunderschön – aber das Redesign steht schon auf der ToDo Liste :?.

Den PC seht ihr hier nicht – der steht hinter dem “Regal”. Lautstärke ist für unseren Bahn-PC kein Problem – also benötigen wir auch keine ultra-leisen Lüfter, keine gedämmten Innenplatten und auch keinen Einbauschrank.

Monitor und Maus

Wer sich obiges Bild genau anschaut, wird feststellen, das ich eine ganz normale, schnur-gebundene Maus verwende, die mit einem USB Kabel angeschlossen ist. Eine schnurlose wäre sicher auch möglich gewesen. Relevant sind aber die Monitore. Hier kommt ein 19” und ein etwas größerer 20” Monitor zum Einsatz.

Warum eigentlich 2 Monitore? Dazu ein Bild mal in der Übersicht eines typischen Einsatztages mit der Moba:

Auf dem größeren Monitor sehen wir das aktive Stellpult. Weichen, Licht und alle manuellen Fahrten werden hierüber geschaltet. Außerdem sieht man noch rechts das Fenster für die zu startenden Zugfahrten. Ein weiteres “Window” dient auf dem linken Monitor für Prio2-Aktivitäten: Meldungen werden hier angezeigt, aber auch die Steuerung der Loks (normalerweise steuere ich nicht mit dem PC sondern mit der Roco Multimaus). Und das Bild mit dem Schattenbahnhof ist hier schon total verdeckt – da wäre dann auch ein 3. Monitor durchaus von Vorteil ³

Eigentlich muss man sagen: Je größer (oder besser: je länger), umso besser. Tatsächlich habe ich aber mit 2 Monitoren bessere Erfahrungen gemacht – insbesondere da manche Moba-Software mit den hohen Auflösungen großer Monitore oftmals nicht wirklich klar kommt. Zwar kann man dies in den Einstellungen ändern, aber letztlich war es immer relativ viel Aufwand mit dem Versuch eines großen Monitors.

Achtet beim Monitor darauf, das man den Standfuß abschrauben kann – für das Arbeiten mit dem Monitor ist ein senkrecht stehender Monitor nur in den seltensten Fällen praktikabel!

Irgendwann werde ich mir die Mühe machen und einen Touchpad-Monitor anschaffen – angeblich funktionieren die wirklich gut mit Traincontroller. Für diejenigen, die einen Touchpad zu Hause haben: Es gibt auch Möglichkeiten diesen als 2. oder 3. Bildschirm zu verwenden und auf diese Weise sich selbst einen Touchscreen zu bauen.

PC Leistungsklasse

Das ist die schwierigste Frage und die Antwort hängt vor allem von der Anlagengröße und der verwendeten Software ab. Meine Empfehlung:

Die meisten Hersteller von Steuerungssoftware haben Empfehlungen für die PC Leistungsklasse.

In Nächternhausen verwende ich einen günstigen Desktop PC mit Intel i3 CPU und 8 GB Memory. Eine interne 100 GB Disk reicht vollständig aus – ich würde aber eine SSD empfehlen.

PC Einstellungen und zusätzliche Hardware

Es gibt einige sinnvolle Einstellungen, welche mir das Leben einfacher gemacht haben – hier mal eine Übersicht:

Gönnt dem PC einen eigenen Ein/Ausschalter (220V). Das kann z.B. über einen gesonderten Schalter oder eine schaltbare Steckdosenleiste erfolgen.
Im BIOS eines PC kann man festlegen, das dieser hochfährt, sobald der Strom eingeschaltet ist. Der Vorteil ist, das der PC nicht direkt vom Stellpult aus erreichbar sein muss und man jedes Mal im Untergrund den PC-Schalter suchen muss. ⁴ Im Bild oben seht ihr einen solchen extra PC-Schalter am Stellpult.
Eine SSD beschleunigt das Starten und Herunterfahren – wenn ihr zusätzlich Funktionen wie den Windows Schnellstart oder FastBoot nutzt, ist das schneller als das Booten aus dem Ruhezustand⁵

Netzwerktechnik

Es gibt immer noch Modellbahner, die meinen das ein Moba-PC keinen Internetanschluss benötigt! Das ist Quatsch und falsch verstandene Sicherheitsbedenken. Deshalb mal kurz ein Plädoyer für die Anbindung eines PC ans Internet (und nicht nur an das lokale Netzwerk (aka LAN) zuhause.

Auch ein MobaPC sollte Verbindung zum Internet haben.

Der Grund: Ein Moba PC lebt von vielen Softwarekomponenten – nicht nur der Steuerungssoftware wie z.B. Traincontroller. Und diese Softwarekomponenten müssen aktualisiert werden. Dazu kommt, das immer mehr Zentralen, Netzwerkkameras, usw. über das lokale Netzwerk mit dem PC kommunizieren und natürlich ebenfalls ihre Updates aus dem Internet beziehen.

Software

Hört sich einfach an, ist es aber leider nicht. Hier mal eine Übersicht der Software die sich inzwischen auf dem Moba-PC angesammelt hat:

Microsoft Excel – zur Verwaltung meiner Moba-Artikel. Auch die Liste aller DCC Adressen verwalte ich mit Excel. Ist günstig und hilft auch bei der Fehlersuche
Die “Freiwald-Suite” – Traincontroller, Trainanimator und Trainprogrammer
iSpy für die Kameraüberwachung und Darstellung (kostenlos – zeigt alle WebCams im Schattenbahnhof sehr übersichtlich an.
Virenscanner
Datensicherungsprogramm zum Backup auf eine USB Festplatte
Synchronisationsprogramm “AllwaySync”
Arduino und MobLEDLib Bibliothek
Software zur Drehscheibensteuerung
Software zur Programmierung der TAMS Redbox
Mailprogramm für ausgehende Mails ⁶

Problemfelder

Ein alter Kollege meinte einmal: “Software ist böse” – und damit hat er nicht so ganz unrecht. Im Laufe der Jahre habe ich mit dem Moba-PC durchaus auch böse Überraschungen erlebt. Deshalb hier mal einige wichtige Punkte:

PC hängt

Bestimmt habt ihr das auch schon mal erlebt: Plötzlich ist mitten in der Arbeit die Sanduhr zu sehen. Wenn einem das mit Excel oder Powerpoint passiert, wartet man eine Minute und meist geht es dann wieder. Aber in dieser einen Minute hat unsere PC Steuerung keine Verbindung mehr zur Anlage oder reagiert extrem langsam auf Änderungen auf der Anlage – was die Folge sein kann brauche ich wohl nicht zu erzählen. Wie man das Problem löst habe ich in einem gesonderten Beitrag beschrieben – ihr findet diesen unter dem Namen “Software Watchdog für Traincontroller”. In der Regel funktioniert das dortige Verfahren auch mit anderen Steuerungsprogrammen

Windows Updates

Microsoft Windows ist leider kein Realtime-Betriebssystem. Das bedeutet, das Windows mit vielen USB Schnittstellen und Treibern von kleinen, unbekannten Herstellern so seine Probleme hat.

Mir hat es bei einem größeren Windows-Update die USB Schnittstelle einer Zentrale (Uhlenbrock Intellibox Basic) vollständig zerlegt. Der Grund war ein nicht zertifizierter Treiber der mit dem Update nicht mehr erlaubt war und der deshalb durch einen Standardtreiber ersetzt wurde – leider hat es in dem Wirrwar dann auch noch die USB Kennung der Zentrale überschrieben.

Vor einem größeren Windows Upgrade empfiehlt es sich alle USB Anschlüsse abzustecken

Das gilt nur für größere Windows Upgrades – also nicht die kleineren “Up-Dates”.

USB Einstellungen

Im Gerätemanager unter Anschlüsse -> Energieverwaltung den Haken bei dem Wert “Computer kann das Gerät ausschalten, um Energie zu sparen” rausnehmen. Das hat mir einigen Ärger erspart mit COM Schnittstellen die ab und an mal nicht funktionierten.

USB Kabel

Mal abgesehen davon, das es diverse USB Stecker gibt, haben diese auch noch technische Besonderheiten wie USB 1.1. oder nur USB 3.0 usw. Ich will mal hier nicht in die Details gehen – wer sich dafür interessiert findet eine gute Darstellung im Elektronik-Kompendium.

Wenn ein USB Anschluss nicht funktioniert – einfach mal ein anderes USB Kabel verwenden

Es gibt hochwertige Kabel welche für den aktuellen USB 3.1 Standard auch unterstützt sind. Ich habe für solche Zwecke ein solches Extra Kabel in der Werkstatt.

USB ist bis 5m Länge spezifiziert – das heisst nicht das es nicht auch länger geht und auf der Moba sind 5m schnell erreicht. Wenn ihr über diesen Wert kommt schaut euch die Beschreibung im Elektronik-Kompendium an.

Wenn eine USB Anschluss jahrelang und dann – ohne ersichtlichen Grund – nicht mehr funktioniert: Tauscht einfach mal das Kabel aus.

Es gibt natürlich noch viel, viel mehr Möglichkeiten den PC optimal auszustatten und unendlich viel mehr Fehlermöglichkeiten. Ich habe hier nur die genannt, mit denen ich mich selbst mal auseinandersetzen musste.

Visits: 1886

23. Mai 202015. April 2021

MBTronik Servodecoder

Ich verwende für Nächternhausen Servodecoder der Firma MBTronik¹. Warum ich Servos als Antrieb von Weichen, Signalen, Toren usw. empfehle habe ich im Technikbereich geschrieben.

Ich bin mit diesen Decodern sehr zufrieden – allerdings musste ich im Laufe der Zeit relativ viel lernen. Hätte ich es vorher gewusst wäre mir einiges an Arbeit erspart geblieben. Damit es euch nicht genauso passiert habe ich diesen Beitrag verfasst.

Die folgenden Tipps beziehen sich auf den Betrieb von Servodecodern des Typs WA5 der Firma MBTronik. Viele dieser Tipps treffen aber auch auf andere Servodecoder zu.

Produktübersicht

Bei MBtronik gibt es sowohl Decoder für DCC, als auch für das Selectrix System. Im folgenden betrachte ich ausschließlich die DCC Decoder da ich keine Erfahrungen mit Selectrix habe.

Basis aller Decoder ist der WA5. Es gab früher auch die WA4 und WA3 Reihe. Beide sind aber schon lange überholt und durch den WA5 ersetzt. Von diesen gibt es folgende Varianten:

WA5 Mini – der Basisdecoder aber ohne Relaisfunktion.
WA 5 – WA5 Mini mit Relaisbaustein
Sonderbausteine mit anderer Relaisschaltung – hauptsächlich für spezielle Gleissysteme.

Der WA5 Mini lässt sich mit einem Erweiterungsbaustein zum WA5 erweitern.²

Die Sonderbausteine erlauben die Ansteuerung mehrere Weichenherzen im Rahmen der Herzstückpolarisierung. Dies ist insbesondere bei Tillig-DKWs der Fall. Die Sonderbausteine sind aber nicht unbedingt erforderlich – ich selbst habe diverse Weichen der Firma Tillig im Einsatz (Reihe Tillig Elite) – siehe dazu auch die Beschreibung im Download Bereich.

Bausatz oder Fertigbaustein?

Bausätze sind günstiger und Bauen macht Spaß!

Aber nicht jeder Bausatz lässt sich auch einfach montieren – und nicht jeder mag Elektronikteile löten. Ein weiteres Problem: Wenn es nicht funktioniert ist die Schuldfrage oft schwierig. Habe ich den Fehler gemacht oder ist ein Baustein defekt?

Nachdem ich inzwischen über 40 MBTronik Bausteine des Typs WA5 und WA4 eingesetzt habe – ohne irgendeine wirkliche Ahnung von Elektronik zu haben – kann ich sagen, das es wirklich einfach ist die Bausätze von MBTronik zu bauen. Kein einziger war bisher defekt.

Ein Gehäuse kann man mit kaufen. Ich rate aber davon ab. Staub macht der Elektronik nichts aus – und ich habe keinen einzigen Baustein nach über 10 Jahren Betrieb wegen Staubproblemen verloren. Der einzige Verlust war ein falsch eingebautes IC. Auch verwendet MBTronik keinerlei komplexe SMD Technik wodurch das Löten sehr einfach ist.

MBTronik liefert eine gute Anleitung für den Zusammenbau mit der nichts hinzuzufügen ist. In Nächternhausen sind alle Servodecoder selbst zusammengebaut. Wenn man mehrere bestücken muss, so kann man nach dem ersten erfolgreichen Zusammenbau mehrere parallel bestücken. Halten sie sich an die Anleitung und es kann eigentlich nichts schief gehen.

Letztlich muss aber jeder für sich selbst entscheiden ob Bausatz oder fertige Bestückung.

Decoder mit Relais oder ohne?

Punktkontakt (aka “Märklin”)-fahrer können dieses Kapitel überspringen. Für alle anderen gilt:

Polarisieren sie alle Herzstücke ihrer Weichen! Nur so ist ein störungsfreier Betrieb gewährleistet.

Und genau hierfür benötigen wir die Decoder mit der erweiterten Relaisfunktion (WA5). Die Decoder ohne Relaisfunktion heißen “WA5 Mini”. Die Decoder ohne Relais verwendet man hauptsächlich für Signale, Tore, und alle Arten von Servos die keine Abhängigkeiten haben. Aber: Nicht alle Weichen benötigen den – teureren – WA5! Siehe dazu weiter unten das Kapitel zum Thema Relaisschaltung.

Es gibt auch die Möglichkeit zusammen mit dem Servo einen Mikroschalter zu bewegen. Das ist aber von der Einbausituation abhängig und auch eher etwas für die Spezialisten da man ja jeweilig einen Schalter für jede Endlage benötigt. Ich empfehle da eher die sichere Variante.

Verschaltung Relaisbaustein WA5

Die Verschaltung des Herzstücks beim Relaisbaustein ist in der Dokumentation ausreichend beschrieben. Dabei bitte beachten: Auf jedem Relaisbaustein sind 2 Relais und anfangs hatte ich doch etwas Probleme mit der Dokumentation die da lautet:

Gemeint ist damit, das Pin 6 jeweils Verbindung mit Pin3 hat wenn der Servo in Stellung Grün ist und Verbindung nach Pin 2 wenn der Servo in Stellung Rot ist. Mir hat erst eine Darstellung als Relaisschaltbild geholfen es zu verstehen (habe da auch vielleicht die falsche Denkweise für):

Relaisschaltbild WA 5 Decoder

Bei Bewegung des Servos ist keiner der Kontakte mit Pin 4 und 6 verbunden. Herr Holtermann empfiehlt die Pins 4 und 6 als Lötbrücke auf der Platine zu verbinden. Mit der Verbindung außerhalb der Platine bin ich aber wesentlich flexibler was den Einsatz angelangt. Man kann dann mehr machen als nur eine Herzstückpolarisierung. Ich verwende in Nächternhausen diese Relais z.B. bei der Kehrschleifenweiche um die Polung zu wechseln.

Genau genommen bräuchte man nun keine Verbindung von 4 und 6 weil man auch ausschließlich 4 oder 6 verwenden könnte zur Polarisierung. Tatsächlich hatte ich aber Probleme mit Tillig Weichen älterer Bauart (s.u.).

Daher empfehle ich generell die Verschaltung gemäß Dokumentation. Im realen Leben sieht das dann so aus:

MBTronik WA5 Servodecoder – Herzstückpolarisierung

Tilligweichen alter Bauart und Weichen mit durchgehenden Zungen.

Eine Besonderheit stellen Tilligweichen alter Bauart dar. Hier hatte ich immer wieder Kurzschlüsse als ich nur ein Relais verwendet hatte (also Pin 2,3,4). Dazu muss ich sagen, das ich auch die Zunge mit der Spannung aus der Herzstückpolarisierung verwendet habe, da der Anpressdruck i.d.R. alleine nicht ausreicht um die Zunge dauerhaft mit Strom zu versorgen.

Meine Vermutung: Bei Tillig werden die durchgehende Zungen der Weiche zusätzlich mit Strom über die Backenschiene versorgt! Schaltet jetzt das Relais um bevor das Servo die Backenschiene vollständig elektrisch von der unteren Schiene getrennt hat, so kommt es zum Kurzschluss! Die Weiche hat kurzzeitig parallel Verbindung über die anliegende Zunge mit dem Versorgungsbereich grün:

. Auch wenn diese nur wenige Millisekunden andauert reicht es das die Zentrale abschaltet.

Das Problem hat nichts mit dem WA5 zu tun. Durchgehende Zungen sind vorbildorientiert. Wer solche Weichen verwendet muss daher entweder die Zunge hinter dem Herzstück auftrennen, oder die Weiche anders verschalten. Wie dies funktioniert habe ich in einer PDF im Downloadbereich beschreiben.

Neue Tilligweichen verschalten

Neuere Tilligweichen haben dieses Problem nicht

Man beachte die unterschiedlichen Herzstücke. Bei den neuen Weichen sind diese von der durchgehenden Zunge getrennt. Bei den alten Weichen sind diese verbunden.

Trotzdem sollte man auch bei den neuen Weichen die Zunge zusätzlich mit Spannung versehen und nicht darauf vertrauen das dauerhaft die Verbindung über die Backenschiene vorhanden ist – dazu benötigen wir aber kein Relais, eine einfache elektrische Verbindung auf der Unterseite reicht aus.

Alle Weichen dann mit WA5 ausstatten?

Nein! Selbstverständlich kann ich mit einem Relaisbaustein auch eine 2. Weiche mit der Polarisierung versehen.

Zu beachten ist lediglich, das man

a) bei Verwendung alter Tilligweichen die Stellschiene entweder vom Herzstück trennt, oder aber man verwendet beide Relais gemäß der Herstellerdokumentation.

b) die 2. Weiche eine Abhängigkeit von der 1. Weiche haben sollte. Nur wenn Weiche 1 auch bedeutet das man Weiche 2 schalten muss macht eine Polarisierung der 2. Weiche gemäß Stellung der 1. Weiche Sinn. Beispiel:

Einbau und Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme ist in der Dokumentation hinreichend erklärt. Für die Einstellung empfiehlt sich das zusätzliche Programmiergerät von MBTronik³ Wenn die Anlage größer ist, kann man die Kabel auch problemlos verlängern und so den unterirdischen Servo oberirdisch einstellen.

Da ich einmal dazu zu faul war das Programmiergerät zu verlängern, half ein anderer Trick: Skype auf dem Handy installieren und mit einem 2. Handy (vielleicht hilft da ja der/die Partner*in) das erste per Skype (o.ä.) Videocall anrufen. Dann eines der Handys vor das Signal oder die Weiche platzieren. Der Trick funktioniert auch gut in nur schwer einsehbaren oder unzugänglichen Bereichen der Anlage!

Niemals die Servos einbauen und sofort an die Weiche und den Decoder anschließen. Servos haben einen Ruhepunkt der von der Elektronik initial angefahren wird. Leider sind neue Servos nicht immer auf diesen Punkt eingestellt. Dies würde bei angeschlossener Weiche zu so hohem Anpressdruck führen, dass die Weichenzungen kaputt gehen würden. Ich habe mir angewöhnt alle neuen Servos erst einmalig kurz an einem WA5 initial anzuschließen der noch nicht konfiguriert wurde oder der mittels Reset auf den Grundzustand gesetzt wurde!

Versorgen Sie alle Servos mit einer eigenen Stromversorgung und mit eigener Zuleitung – die sollte mindestens 1.0mm² Durchmesser haben (zumindest bis zum Verteiler).

Fehlersuche

Beim Betrieb von Servos gibt es ein paar Punkte zu beachten. Viele Probleme scheinen mir damit zusammenzuhängen, das Servos beim Einschalten immer zuerst kurz vor und zurück schalten um dann die aktuelle Lage genau zu positionieren. Bei hunderten von Servos kann man sich vorstellen, das dies zu Problemen führen kann. Es gibt aber Abhilfe und die folgenden Tipps sind sicher für den Ein- oder Anderen hilfreich.

Servos brummen

Nachdem ich ca. 30 Antriebe eingebaut hatte fingen die Antriebe beim Einschalten an zu zittern oder zu brummen – teilweise ließen sich die Zuckungen der Servos nur dadurch abstellen, dass die Servokabel mehrerer, nebeneinander liegender Steuerungen abgezogen wurden – nicht sehr hilfreich. Kurt Haders (der Entwickler des Decoders) hat mir dann noch einige Tipps gegeben die nicht in der Anleitung standen.

Aus dem Flugmodellbau kennt man s.g. „Ferritkerne“ die Fehlerströme vermeiden helfen. Häufig sind vor allem Servokabelverlängerungen Grund für unkontrolliertes Brummen – auch und gerade beim Einschalten. Hier sollte man einfach mal probieren ob ein Ferritkern das Brummen abschaltet. Bei einigen Servos war das Brummen danach weg – auch wenn diese nicht verlängert wurden! Insgesamt brauchte ich aber nur 8 solcher Kerne für die gesamte Anlage. Ferritkerne sind im Elektronikhandel erhältlich – teilweise aber auch an vorhandenen USB Anschlüssen am PC vorhanden (damit kann man schon mal ausprobieren):

Auf keinen Fall sollte man die Möglichkeit verwenden die Stromversorgung der Steuerung von einem der anderen Bauteile weiterzuleiten – die Möglichkeit auf den WA-Bausteinen verleitet leider schnell dazu. Stattdessen immer die Digitalstromversorgung von einem Hauptverteiler beziehen! Nutzt man die Weiterleitung über die Platine kann es dazu führen das einzelne Bausteine nicht mehr schalten.

Servos flattern oder zucken

Servo defekt: Leider sind auch nicht alle Servos fehlerfrei. Ich verwende von Conrad Elektronik die kleinen ES5 Servos – leider gibt es dabei ab und an auch Ausschuss. Tauschen Sie den Servo aus und prüfen Sie ob der Servo immer noch zuckt. Von einer Lieferung mit 30 ES5 waren 4 Stück defekt – leider zeigt sich dieser Fehler erst beim Anschluß am WA5…
Alle oder einzelne Servos flattern nach dem Einschalten und hören damit nicht mehr auf: Ich habe als Stromversorgung für die WA5 einen alten Schultransformator (die man vielleicht noch aus dem Physikunterricht kennt). Das Teil liefert 9A (!) bei 16V Wechselstrom. Messen sie den Stromverbrauch beim Einschalten – und prüfen sie, ob dies der vorhandene Transformator hergibt.
Man sollte Wechselstrom vermeiden – auch wenn es damit eigentlich auch geht. Und man sollte vermeiden die Stromversorgung langsam einzuschalten – falls man über einen Poti einschaltet diesen gleich auf Anschlag drehen!
Einzelne Servos flattern nach dem Einschalten: Die beste Stromversorgung nutzt nichts, wenn man große Leitungslängen nutzt (als Beispiel >3m) . Ich verwende einen durchaus großen Leitungsquerschnitt von 1,5 mm². Trotzdem haben bei mir immer wieder einige Servos geflattert beim Einschalten. Leider flattern nicht nur die hintersten Servos in einer Reihe, aber man sollte sich überlegen die Servos die am weitesten von der Stromversorgung entfernt sind (bei mir immerhin ca. 8m Leitungslänge) mal abzuschalten. Geholfen hat dann ein kleiner zusätzlicher lokaler Trafo für die hinteren Stränge und schon ging alles ohne Flatterprobleme!
Servos schalten nicht oder flattern: Immer mal wieder messen wie viel Strom gezogen wird – anfangs hatte ich einen drei normale Trafos – die haben nur 1.5 A gehabt und sind schnell am Anschlag. Auch hier zeigt sich, dass eine eigenständige Stromversorgung für die WA5 dringend erforderlich ist!

Ich hoffe diese kleine Beschreibung hilft beim Einsatz der Servodecoder – ich bin jedenfalls hochzufrieden damit! Leider kann ich nur von meinen Erfahrungen mit Gleismaterial von Roco und Tillig berichten. Wenn ihr Erfahrungen mit anderen Weichen, Herstellern oder Decodern gemacht habt oder Fragen, dann nutzt doch bitte die Kommentarfunktion!

P.S: Um allen Fragen zuvor zu kommen: Ich habe weder eine verwandtschaftliche Verbindung mit dem Hersteller, noch erhalte ich dafür irgendwelche finanzielle Unterstützung seitens des Herstellers.

Visits: 1674