Elektrische
Anschlüsse - GBM und Servo-Antriebe von MBTronik
Bereits
bevor mit dem Eigentlichen Bahnhofsbau begonnen wurde, verlegten wir
Versorgungskabel, die für den eigentlichen Betrieb nötig waren. Hierzu
wurden alle benötigten Kabel an die beiden Hauptsegmente „Ost“ und
„West“ geführt. Vom Modul, das auch das BW beheimatete (Ost),
sollte später die Versorgung der benachbarten Teile erfolgen. Bei
solchen Übergängen wurden hierfür von uns Immer Sub-D Stecker
verwendet. In die beiden Haupteilen führt zusätzlich noch der Rückmeldebus
(RS-Bus) des Digitalsystems. Diese Kabel (2x 0,5mm² Draht, verdrillt)
wurden mit Modellbausteckern von TAMIYA verbunden. Sie sollten sich klar
von den übrigen Steckern abgrenzen und um Störsicherheit zu gewährleisten,
getrennt von den übrigen Kabeln eingebaut werden.
Bild 1 - Zuleitung der
Versorgungskabel
Wie
im Bereich „Unterkonstruktion“ bereits erwähnt, wurden die
Sperrholzplatten für den Bahnhof, vorübergehend nur auf einen Rahmen
aufgelegt und erst später fest mit diesem verschraubt. Durch diese Maßnahme
kann man sich die nötigen Arbeiten an der Elektronik wesentlich
erleichtern. Diese müssen meist an der Unterseite der Platte
vorgenommen werden. Abgenommen und an eine Wand gelehnt, können an der
Unterseite der Platten einfach und problemlos Weichenantriebe und
Elektronik montiert, Kable verlegt und gelötet werden. Alle diese
Arbeiten müssen so nicht umständlich, bei engen Platzverhältnissen
und über Kopf durchgeführt geschehen
Bild 2 - Zuerst GBM und Weichendecoder
Zuerst
wurden bei uns immer die Gleisbesetzmelder und Steuerbausteine montiert.
Die Steuermodule (MBTronik) für die Servos legten wir meist in Blöcken
nebeneinander um den späteren Anschluss zu vereinfachen. Diese sollten
allerdings nicht mehr als 10 Steuermodule beheimaten, da sonst die
Stromversorgung für die Weichen nicht mehr ausreichend ist. Dieses
Problem soll noch einmal ausführlich am Schluss dieses Kapitels
behandelt werden. Danach wurden in vorher befestigten Kabelkanälen die
Stromversorgung, bzw. die Besetztmeldungder einzelnen Gleise angeschlossen. Durch die am Gleis angelöteten
Drahtenden (siehe Gleisverlegung) wird nun die Stromversorgung daran
angelötet und somit flächig sichergestellt, ohne dass Anschlüsse auf
der Oberseite später sichtbar sind. Ebenso wurde bereits jetzt der Rückmelde-Bus
(RS-Bus) am Rand der Platte zum Belegtmelder verlegt, um durch größtmögliche
Abstände zu anderen Kabeln, Störungen vorzubeugen.
Als
dritten Schritt montierten wir die Weichenantriebe, da deren Position
kaum variieren kann und spätere Kabelverlegungen leichter herumgeführt
werden können. Als Weichenantriebe verwenden wir Mini-Servos, die wir
aus einem Modellbaushop bezogen. Diese sind kleiner und günstiger als
die von Herrn Haders (MBTronik) angebotenen, die an dieser Stelle sonst
am häufigsten verbaut werden. Das Befestigungskonzept sollte allerdings
das gleiche sein. Als Stellstange verwenden wir 1mm dicken
Federstahldraht, der gebogen und durch die Stellhebel (Ruder) des Servos
„gefädelt“ wird. Die richtige Technik dafür bedarf erst einer
kurzen Übung, da dies mehr oder weniger mit Augenmass geschehen muss.
Bild 3 - Stellhebel (Servo-Ruder) für
Weichen
Wichtig
ist, dass der Draht fest im Ruder verankert ist, da sonst durch die
starken Kräfte des Servos ein sicheres Umstellen der Weichen nicht gewährleistet
ist. Da wir die Herzstückpolarisierung alleine über die Weichenzungen
herstellen, ist es extrem wichtig, dass diese fest und sauber an die
stromführenden Schienen gepresst werden.
Der Servo selbst muss ebenso fest mit der Platte von unten verschraubt
werden. Dies geschieht am besten mit einem Bügel. Bei den Servos von
„MBTronik“ wird hierfür extra ein speziell hergestellter
Kunststoffbügel mitgeliefert. Da wir günstigere Antriebe gekauft haben
müssen wir auf diesen vorbereiteten Luxus leider verzichten. Unsere
Halterungen wurden aus Lochband (Baumarkt) hergestellt. Die gelochten
Metallstreifen, werden zuerst mit einem Schraubstock, einer Zange und
einer eigens konstruierten „Schablone“ gebogen und dann
abgeschnitten.
Bild 4 - Servoantrieb mit Ruder und
Haltebügel
Wie
bereits weiter oben erwähnt, haben wir die Steuermodule für die
Servo-Antriebe in Blöcken zusammengefasst, deshalb sind sie nicht in
Reichweite um mit dem Kabel des Servos direkt verbunden zu werden. Hierfürhaben wir den Stecker des Servos abgeschnitten. Das Kabelstück
mit Stecker wurde auf den Steuerbaustein aufgesteckt und die losen Enden
an einer Lötleiste, die immer für zwei bis drei Servos vorgesehen
wurde aufgelötet. Das Kabel am Servo wurde mit speziellem Servokabeln
aus dem Modellbauzubehör verlängert und ebenfalls auf die Lötleiste
aufgelötet, damit es mit der Steuerplatine verbunden ist. Bei allen
Anschlüssen versuchten wir immer so vorzugehen, dass die Antriebe, die
genau unter dem Gleisstrang lagen jeweils von einer Seite mit den
Steuermodulen verbunden sind und von der anderen Seite die Stromanschlüsse
zum Gleis verlegt wurden.
Bild 5 - Verkabelung der
Servo-Weichenantriebe
Da
unser Bahnhof wie bereits erwähnt aus mehreren Modulen besteht, sorgen
drei 8-fach Belegtmelder von LDT für die Überwachung der
Gleisabschnitte. Zwei davon überwachen jeweils den Weichenbereich
„West“ und „Ost“. Der Dritte übernimmt die Belegtmeldung der
Bahnhofsgleise 1 bis 8. Diese Blöcke erstrecken sich über 3
Bahnhofsmodule. Die GBM hierfür ist zusammen mit dem Besetztmelder für
den Bereich „Ost“ in einem Modul untergebracht. Von dort aus werden
die Kabel über einen neunpoligen Sub-D Stecker an das mittlere Modul
und von dort aus wiederum an das Modul „West“ angeschlossen. Somit
benötigt das mittlere Modul keine weitere Elektronik.
Bild 6 - Weichen und GBM sind
angeschlossen
Außer Gleisbesetztmeldung und Weichen,
wurde bereits auch die Drehscheibe angeschlossen. Die Schwierigkeit bei
der Drehscheibe liegt in der mit Strom versorgten Drehbühne, die sich
vollständig um 360° grad dreht. Durch die Drehung um mehr als 180°
wird die Polarisierung der Bühnengleise und dem restlichen Schienennetz
vertauscht. Ein Kehrschleifenmodul (Kehrschleifenautomat SX805) von
Rautenhaus löst das Problem einfach und sicher. Das fertige Modul wird
zwischen die Stromzufuhr der Drehbühne geschaltet und kehrt bei einem
Kurzschluss die Polarität um. Der SX805 ist für seine schnelle
Reaktionszeit bekannt und bietet daher ein Optimum an Sicherheit.
Am Anfang dieses Kapitels wurde bereits
erwähnt, dass die Stromversorgung beim Anschluss mehrerer
Servo-Antriebe Probleme bereiten kann. Der Grund hierfür liegt im
Stromverbrauch der Servos. In ihrer Endlage angekommen, wird der Antrieb
durch die Steuerung von MBTronik (Endabschaltung programmieren!)
abgeschalten um diesen bzw. dessen Getriebe zu schonen. Ein Servos
benötigt beim Stellvorgang bis zu mehreren hundert mA wenn er mit
seiner vollen Stellkraft die Weichenzunge fest anpresst. Im normalen
Betrieb stellt dies kein Problem dar. Beim einschalten hingegen beginnen
alle Antriebe gleichzeitig sich in ihre eingestellte Lage zu begeben.
Vollkommen unabhängig von Stellbefehlen nimmt jeder Servo beim
Einschalten der Stromzufuhr seine exakte Position ein. Die 1A, die ein
normaler Modellbahntrafo zur Verfügung stellt, reichen problemlos um
alle 40 Weichen im Bahnhof zu schalten, da niemals mehrere gleichzeitig,
sondern der Reihe nach gestellt werden. Wenn beim Einschalten jedoch
alle Weichen gleichzeitig versuchen ihre Endlage zu erreichen, so steht
für manche Weichen nicht genügend Strom zur Verfügung.
Um den Fehler zu beheben, mussten wir mehr Strom zur Verfügung stellen
oder den vorhandenen besser verteilen. Da eine höhere Ampere-Zahl für
den reinen Betrieb nicht nötig war entschlossen wir uns für letzteres
und teilten die Steuerbausteine in Gruppen zu je 5 bis 10 Stück auf.
Alle Bausteine einer Gruppe werden gemeinsam eingeschaltet. Ihr
Stromverbrauch darf in der Summe dabei nicht über der zur Verfügung
stehenden Leistung des verwendeten Trafos liegen. Die erste Gruppe
schaltet sich direkt ein, die nächsten Gruppen werden mit Zeitschaltern
in 5 Sekunden Abständen aktiviert. Dies reicht aus, dass alle Antriebe
vor dem einschalten der nächsten Gruppe in ihrer Endlage justiert sind.
Die Modellbahnanlage wird sozusagen parallel zum Computer und der
Steuerungssoftware in den betriebsbereiten Zustand hochgefahren.
Leider konnten wir bisher keine
Beschreibung anderer Modellbahner zu diesem kleinen Problem finden, so
dass uns bisher kein Vergleich bei anderen Modellbahnanlagen möglich
war. Dies liegt vermutlich daran, dass die noch nicht so weit
verbreiteten Servo-Antriebe bisher kaum in dieser Stückzahl,
zusammenhängend verbaut wurden.