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!

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