MobaLEDLib – Erfahrungen mit DCC Servobausteinen

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 DCC1andere Protokolle werden auch unterstützt – die habe ich aber nicht getestet. Protokolls 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:

  1. Der Antrieb muss einfach programmierbar sein ohne mühsam unter die Anlage zu klettern und erst ein Programmiergleis anzuschliessen.
  2. Die Ausfallwahrscheinlichkeit sollte so gering wie möglich sein.
  3. Die Verbindungsleitungen sollten gegen Störungen abgesichert sein
  4. Der Antrieb muss günstig sein da er auch in grossen Mengen eingesetzt werden soll.
  5. Der Decoder sollte für die Servos eine eigenständige Stromversorgung bereitstellen, ohne dass dafür teuerer Digitalstrom verwendet wird.
  6. 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 verwenden2das wird aber wohl wieder ein eigenständiges Projekt werden – aktuell verwende ich die MobaLEDLib nur für die Servos und LEDs.

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. 3Wenn ihr genau wisst, das ihr nur eine bestimmte, kleine Anzahl an Servos benötigt dann könnt ihr auch einen anderen Anwender fragen, ob er euch den ATTINY programmiert.

Einmalig braucht ihr also noch eine Programmierplatine in der Bauvariante 1 4die Variante 2 ist nur erforderlich wenn ihr tief in die Elektronik einsteigen wollt und eigene Attiny Steuerungen prorammieren wollt – den Attiny-Programmer 400. Diese Platine funktioniert allerdings nicht von alleine – sondern benötigt einen Arduino UNO R3 5(ein Arduino Uno DIP2 komaptibles R3 Board in der DIP Variante mit ATmega328 und USB) – 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 Bauform6U3 in der Bestellliste. Verwendet aber stattdessen die DIP Bauform7U2 in der Bestellliste, 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 1Innen – in der Excel hat der Servo die Nummer 0
Servo 2Mitte – in der Excel hat der Servo die Nummer 1
Servo 3Aussen – 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:

Mobaledlib Anschluss Servo
Mobaledlib Anschluss Servo
Mobaledlib Miniverteiler

Für die Servoverteilung eignet sich ein Miniverteiler8 (der kommt in der neuesten Version der Hauptplatine mit). 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.

Mobaledlib 6-polige Stecker

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 starten9auch wenn das gar nichts hier mit dem Farbtest zu tun hat. Dann den Reiter “Servos” auswählen.

Beim Programmieren benötigt ihr vom PC aus eine Sichtverbindung zum Servo!

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:

Excelauszug MobaLEDLIB mit Servos
Excelauszug MobaLEDLIB mit Servos

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

Bei der Programmierung müsst ihr den Stellweg des Servos einstellen – das kann manchmal ziemlich schwierig sein

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.

Aufrufe: 87

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 1das hier nicht alle orange sind hat nur damit zu tun, das ich das Bild am Arbeits-PC mit einem Simulator erstellt habe. 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 Ein Kollege hatte letztens das Problem, das er einen PC mit 100 USBs benötigte und dachte das wäre kein Problem, weil Microsoft Windows 255 Anschlüsse unterstützt. Tatsächlich ist aber bei schon 44 Anschlüssen Schluss. Nur noch Industrie-PCs kommen über 44 Anschlüsse!
  • 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:

Stellpult Nächternhausen
Stellpult Nächternhausen

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:

Monitor Modelleisenbahn
Monitor Modelleisenbahn

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 3letztens sah ich einen solchen 3. Monitor rechts oben unter die Decke gehängt – dort wurden die Schattenbahnhöfe angezeigt. Durchaus von Vorteil wenn man den Platz dafür hat.

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. 4ihr müsst später eh nur noch selten direkt an den PC 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 Ruhezustand5es gibt im Netz diverse Hinweise den Schnellstart bei SSDs nicht zu nutzen weil dabei eine hohe Schreiblast auf die SSD geht – tatsächlich ist die Schreiblast bei einem MobaPC allerdings so gering, das ihr definitiv nicht an die SSD Grenzen kommt.

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 6vornehmlich um Fehlermeldungen zu senden. Eingehende Mails sollte man nicht erlauben.

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.

Aufrufe: 299

Haltmelder – oder: Wann erkennt der PC, das der Zug am Ziel ist?

Allgemeines

Wie funktioniert das eigentlich mit den Haltmeldern und woran erkennt der PC, daß der Zug am Ziel angekommen ist?

Lange Zeit hatte ich keine befriedigende Antwort auf diese Frage – ich hoffe ich kann mit diesem Beitrag etwas Licht ins Dunkel bringen falls ihr euch ähnliche Fragen stellt.

Meldung an den PC – der S88 Bus

Der PC muss irgendwie die Daten von der Anlage erhalten und das funktioniert über eine Elektronik die an den PC entweder über Netzwerkkabel oder USB Anschluss angeschlossen ist. Im Technikbereich hatte ich das mal grob bei der Verkabelung dargestellt:

Typische Stromversorgung einer digitalen Modelleisenbahn

In diesem Bild sehen wir rechts einen “S88 Stromfühler” – im Unterschied dazu verwendet man bei 3-Leiter einen “S88 Massefühler”. Wer sich für die Unterschiede zwischen Massefühler und Stromfühler interessiert der sei auf die Seiten von Digital-Bahn verwiesen. Beides sind Meldebausteine für den S88 Bus. In Nächternhausen verwende ich die Produkte der Firma Littfinski – vornehmlich den RM-GB-8-N.

Zum S88 Bus gibt es diverse Beschreibungen im Netz – von daher erspare ich mir das mal hier. Denn eigentlich ging es ja um folgendes:

Punktgenaues Halten mit einem Stromfühler

Ein Stromfühler misst den Spannungsabfall, der durch einen Motor, eine Lampe oder einen Widerstand zwischen den Gleisen (=Polen) entsteht sobald in dem überwachten Bereich ein entsprechender Verbraucher entdeckt wird.

Da haben wir schon das erste Problem: Wie wird eigentlich ein Verbraucher (Lok, Wagen etc) entdeckt?

Das passiert indem die erste Achse im überwachten Bereich angekommen ist. Hier schon das erste Problem: Wenn der vorherige Abschnitt nicht überwacht wurde, dann überbrückt unser Verbraucher den Überwachungsbereich. Deshalb benötigen wir in obigem Bild die entsprechenden Dioden. Diese Dioden müssen identisch sein wie die Dioden die im Stromfühler verbaut sind! Litfinski hat das in einem Beispieldokument hier beschrieben

Eine PC Steuerungssoftware kann nun aus der Geschwindigkeit der Lok, einer in der Software definierten Bremsrampe und dem Abstand zwischen erster gemeldeter Achse und Anfang der Lok punktgenau den Zug halten lassen.

Im Prinzip!

Denn leider funktioniert das nur unter Idealbedingungen, die da lauten:

  • Die ersten Meldeachsen der Lok müssen absolut sauber sein – sonst wird nämlich nicht die erste, sondern die zweite Achse als vermeintlich erste von der Software interpretiert – die paar Zentimeter fährt dann unsere Lok aber zuweit.
  • Die Loks sollten genauestens eingemessen sein – wie dies funktioniert beschreiben die Hersteller der PC Software. Dazu gibt es auch diverse Einträge in diversen Foren.
  • Die ersten Achsen sollten keine Haftreifen besitzen – wenn doch führt dies zu absolut nicht interpretierbaren Ergebnissen.
  • Warme Motoren verhalten sich anders als kalte Motoren – die Loks sollten also schon entsprechend eingefahren sein.
  • Die Gleise müssen absolut sauber sein und auch sauber verlegt sein – insbesondere im Trennbereich.
  • Und dann gibt es da noch diverse Herstellerunterschiede. Meine alten Fleischmann-Loks muß ich nach mehreren Stunden einfach nochmal neu einmessen.

Punktgenaues Halten funktioniert auch mit Rückmeldemodulen welche auf Stromfühler-Basis arbeiten – allerdings müssen diverse Rahmenbedingungen erfüllt sein.

Beim Bau meiner Drehscheibe hatte ich damit erstmals Probleme – vor allem mit langen Loks von 27cm die gerade noch so auf eine 30cm Scheibe passen! Daher musste hier was neues her.

Punktgenaues Halten mittels Infrarotmeldern

Wer kennt nicht die vielen Bewegungsmelder die für uns abends das Licht anmachen oder uns die Tür öffnen wenn wir davor stehen.

Die dahinter liegende Technik basiert im Prinzip darauf, das ein Lichtstrahl erzeugt wird (aus dem nicht sichtbaren, infraroten, Spektrum). Wenn dieser Lichtstrahl von einem Objekt reflektiert wird (weil es sich im Bereich des Lichtstrahls befindet), so erkennt dies ein Lichtdetektor an einem Empfänger des Geräts.

Wie cool wenn man nun diesen technischen Ablauf auch für die Modelleisenbahn nutzen könnte – und ja: Das geht! Und zwar nicht nur sehr gut, sondern auch sehr günstig!!

Leider sind die bisherigen Verfahren relativ teuer gewesen. So hatte ich anfangs in Nächternhausen zwei IR Module von Softlok (REFLIS) im Einsatz. Mit 22€ pro Stück allerdings eine ziemlich teure Lösung. Im Stummiforum wurde ich auf den Bausatz einer Arduino-basierten Lösung aufmerksam – hier kostet das gesamte Modul ca. 20€ und acht Lichtschranken sind schon mit dabei.

Ich verwende dazu Infrarotmelder welche direkt an den S88 Bus melden. Details zu den Meldern, deren Zusammenbau und wo man die Platinen dafür bekommt findet ihr in diesem PDF im Downloadbereich

Hier mal ein versteckter Melder im Drehscheibenbereich:

Eine neue Drehscheibe in Nächternhausen
Infrarotmelder im Prellbock

Im Prellbock versteckt ist der Melder kaum auszumachen. Nähert sich nun eine Lok dem Melder, so wird dieser entsprechend auslösen und über den S88 Bus eine Information an den PC geben. Dieser stoppt dann die Lok auf der Bühne sofort. Der Einstellbereich ab wann der IR-Melder auslöst ist dabei variabel. Bis 10cm habe ich gute Erfahrungen gemacht.

Unser Schaltbild sieht damit jetzt so aus:

Stromversorgung Modelleisenbahn mit S88 Bus
Stromversorgung Modelleisenbahn mit S88 Bus und IR Melder
S88 IR Meldebaustein

Der S88 Infrarotmelder wird dabei einfach in den S88 Bus eingeschleift – hier das entsprechende Bild von der Anlage. Je Melder können bis zu acht Melder über ein dreipoliges Kabel angeschlossen werden. Bei der Programmierung bitte mein PDF Dokument im Downloadbereich beachten.

Seit dem Einbau des Melders hatte ich keinen einzigen Unfall mehr auf der Bühne in diesem Bereich.Optimal wäre hier einen Melder gegenüber jedem Gleis zu haben – aber leider haben die meisten Gleise im Drehscheibenbereich gegenüberliegend ebenfalls ein Gleis.

Nutzung von IR Meldern

Aber man kann mittels IR Meldern noch viel mehr machen! Hier mal ein paar Beispiele:

  • Verwendung als Gleisbelegtmelder. Dabei arbeitet der Melder wie ein normaler Massemelder. In der Steuerungssoftware kann dann der entsprechende Block als belegt gemeldet werden.
  • Verwendung zur Fahrterkennung. Wenn man mehrere Züge hintereinander aufreihen will, so würde ein Zug bereits den Strommelder auslösen und der zugeordnete Block wäre belegt. Mit einem IR Melder kann die Steuerungssoftware erkennen das ein 2. Zug in den Block einfährt und diesen hinter dem vorhandenen Zug aufreihen. Das gleiche Verfahren kommt zum Einsatz wenn man in Traincontroller einen Zug zusammenkuppeln will – auch hier wird die Zuglok die in den Block einfährt anhand des IR Melders erkannt.

Für die letztgenannte Funktion hier ein Bild der Weichenstraße von Nächternhausen:

IR Melder - Weichenstrasse
IR Melder – Weichenstrasse

Wer findet die IR Melder alle? Hier hilft eine Nachtaufnahme welche auch das von den Infrarotmeldern ausgestrahlte Licht sichtbar macht:

IR Melder Weichenstrasse - Nachts
IR Melder Weichenstrasse – Nachts

Hier sieht man jetzt die 3 Lichtschranken jeweils innerhalb der Weiche vorne, im Gleis und hinten in der DKW. Sobald ein Zug über den Melder steht und die Weiche in die richtige Richtung des jeweiligen Blocks zeigt, erkennt die PC Software, das hier ein Zug an einen vorhandenen Zug angekuppelt wird und steuert die Zusammenstellung. Dies ist wichtig um nachher die richtige Zuglänge im Schattenbahnhof zu verwenden – das Chaos wäre sonst vorprogrammiert wenn zu lange Züge in zu kurzen Blöcken halten.

Punktgenaues Halten mittels Schutzgasrohrkontakten (SRK)

In Nächternhausen gibt es einen zweiten, kleineren Schattenbahnhof. Auch hier wäre eine Lichtschranke ideal gewesen, aber der abzudeckende Bereich von drei Gleisen ist dann doch etwas zu viel für eine Lichtschranke. Deshalb kam hier eine Lösung mittels Schutzgasrohrkontakten (SRKs) zum Einsatz.

SRKs sind Schalter welche bei Annäherung eins Magneten auf Kontakt schalten. Diese SRKs habe ich nun auf eine Platte geklebt und parallel mit Masse verschaltet. Die Masse wiederum meldet an einen S88 Massemelder:

Meldung mit Schutzgasrohrkontakten
Meldung mit Schutzgasrohrkontakten

Im Bild sieht man hinten den Ausschnitt für die SRKs. Die Brücke im Vordergrund hält weisse Kartonstreifen welche hinten jeweils einen Magneten angeklebt haben. Fährt nun ein Zug langsam in Richtung des Kartonstreifens, so drückt er diesen in Richtung des SRK der daraufhin schaltet. Der PC erkennt dies, stoppt den einfahrenden Zug und fährt den Zug ein kleines Stück wieder vor, sodaß der Karton wieder entlastet ist und der SRK für das nächste Gleis melden kann. Die Streifen sind übrigens ganz einfach mittels einer Gewindestange befestigt:

Meldung mit SRK - Befestigung
Meldung mit SRK – Befestigung

Das sieht zwar jetzt etwas “rudimentär” aus, verrichtet aber seit vielen Jahren klaglos seinen Dienst!

Aufrufe: 663

Radsatzinnenmaß – und warum manche Loks entgleisen

Kennt ihr das auch? Man will einfach nur mal wieder Betrieb machen und eigentlich lief doch alles gut – aber dann 👿

Heute hatte ich mal wieder so ein Fall: Eine Roco 03 – die Variante mit dem Touropazug. Läuft seit vielen Jahren einwandfrei und dreht in Nächternhausen ihre Runden. Aber dann: Entgleisung mitten im Untergrund auf der Weiche die natürlich am wenigsten zugänglich ist

Die Weiche hatte ich natürlich als erste in Verdacht. Bestimmt irgendein Zurüstteil welches sich in der Weiche verhakt hatte. War aber nicht so.

Dann mal mit anderen Loks probiert – keine hatte Probleme!

Also ist es die 03.

Falsches Radsatzinnenmaß ist häufig ein Grund für Entgleisungen

Und so war es auch: Das Innenmaß sollte 14.3 mm betragen – war aber auf 2 Antriebsachsen auf 14.4 mm. Wer glaubt das dies nichts ausmacht irrt leider. 1/10 mm kann gewaltig was ausmachen! Also die Räder auf 14.3 reduziert (wohl dem der einen Schraubstock hat) und versucht der Sache auf den Grund zu gehen.

Das Problem: Die Räder sind auf der Achse nur aufgesteckt. Und leider sind die Räder aus Kunststoff was mit der Zeit dazu führen kann, das die Räder sich leicht auf der Achse verschieben lassen. Da reicht ein Verkanten in einem Radlenker dann schon aus um das Rad auf der Achse zu verschieben sodaß unser Innenmaß im Eimer ist!

Die Lösung: Natürlich wird unsere Schnelllösung mit dem Schraubstock das Innenmaß anzupassen nur kurz funktionieren. Nur ein Verkanten irgendwo und die Räder sind wieder ausserhalb unseres Zielwertes.

Ideal wäre jetzt einen neuen Satz Räder beim Hersteller als Ersatzteile zu ordern. Würde ich dann auch irgendwann machen wenn meine Notlösung nicht mehr funktioniert – und die sieht so aus:

Die Räder werden auf das erforderlich Innenmaß eingestellt und dann wird mit einem Zahnstocher vorsichtig Sekundenkleber zwischen Achse und Rad gegeben. Dabei nicht zu viel Sekundenkleber verwenden! Und auch wenn es “Sekunden”kleber heisst: Lasst es trotzdem mal über Nacht liegen.

Am nächsten Tag baut ihr die Räder wieder ein – und: Die Lok bewegt sich gar nicht mehr!

Der Grund hierfür liegt darin, das die Antriebsräder leider überhaupt kein Spiel im Lager haben – da hilft dann nur den überstehenden Sekundenkleber mit Alkohol und Cutter zu entfernen.

Dafür läuft meine 03 jetzt wieder einwandfrei.

Leider ist die Qualität der Loks im Laufe der Zeit nicht besser geworden. Eine 58er aus dem Jahre 1988 hatte noch nie damit Probleme – die 03 aus dem gleichen Hause (Roco) von 2007 leider schon

Aufrufe: 264