Die Technik von Neuntal

(Für ganz Neugierige.)

Weichenantriebe

Für die 8 Weichenantriebe verwende ich Servos, die von 2 Controllern Switch-Pilot-Servo von ESU angesteuert werden. Diese Controller haben, neben einem unschlagbaren Preis-Leistungs-Verhältnis, einige nette Eigenschaften. So können die Servos per DCC-Kommando und/oder per Taster (8 Stück, jeweils 2 pro Servo) gesteuert werden. Die Stromversorgung kann extern erfolgen oder aber aus dem DCC-Signal vom Gleis. Die Kalibrierung der Servo-Parameter kann per Taster oder per DCC-CVs erfolgen. Alles in allem eine sehr durchdachte Sache! Es erlaubt mir, den Bahnhof zunächst ohne Stellpult und separate Stromversorgung in Testbetrieb zu nehmen. Später wird ein Stellpult ergänzt. Und wenn mir später danach ist, kann ich den Bahnhof per PC steuern. Ein Nachteil sei hier aber auch nicht verschwiegen: Die Eingänge der Taster sind intern so beschaltete, dass der Controller immer nur genau einen Tastendruck versteht. Zwar läßt sich eine weitere Weiche stellen, während das Servo der vorhergehenden noch stellt, zwei oder mehr Weichen mit einem einzigen Tastendruck zu schalten geht jedoch nicht. Für eine Fahrstraßenschaltung muss man sich also etwas einfallen lassen.

Für die mechanische Installation habe ich etwas Aufwand getrieben. Mache Leute kleben die Servos einfach an passender Stelle unter die Weichen und führen einen Stelldraht direkt vom Servoarm in die Stellschwelle. Ich wollte dagegen a) die Servos und Mechanik demontierbar machen, b) eine lineare Führung eines senkrechten Stelldrahts haben und c) Stelldraht und Herzstückumpolung justierbar machen.

Die Servos sitzen in ihren Halterungen an der Seitenwand auf zwei Abstandsleisten. Darunter ergibt sich eine Art Kabelkanal, in der die Servokabel und die Drähte der Versorgungsspannungen liegen. Ebenfalls in diesem Bereich sitzen ein Anschluss für die externe Stromversorgung und ein Umschalter, mit dem die Stromversorgung aus dem Gleis geschaltet werden kann. Von den Servos führen zweiteilige Stelldrähte (0,8 mm Federstahldraht) zu einer Führung (Messingröhrchen auf Messingblech gelötet) an der Stellschwelle. Die beiden Teile der Stelldrähte sind für die Längenjustierung mit Lüsterklemmen verbunden. Der Micro-Schalter für die Umpolung des Herzstücks sitzt huckepack auf der Servohalterung und wird vom Servoarm betätigt. Im Modulkasten 1 befinden sich beide Controller und 6 Servos. Daher geht es hier recht eng zu. Die beiden Servos für Modulkasten 2 sind über einen 9-poligen SUB-D-Verbinder angeschlossen.

Eigentlich sollten die Billigservos eines bekannten Elektronik-Discounters für das bischen Zungenbewegen ausreichen - dachte ich. Leider haben sie die sehr unangenehme Eigenart, beim Einschalten zu zucken, oder gar in eine Endlage zu laufen, was regelmäßig dazu führt, dass die Hebel der Microtaster der Herzstückumpolung aushaken. Abhilfe schaffen würden teure Digitalservos. ESU verspricht für die Weichenservos aus eigenem Hause absolute Zuckfreiheit und auch kein Brummen bei Endanschlag. Da diese Weichenservos immer noch halb so teuer sind, wie Digitalservos, habe ich auf diese umgerüstet. Was haben wir mal wieder gelernt?: Geiz ist nicht geil.

Die Schaltung für die Weichenrückmeldung ist denkbar einfach. Im Prinzip wird das Herzstück der Weiche über je eine LED und Vorwiderstand mit einer Schiene verbunden. Die Herzstückpolarisierung bewirkt, dass eine LED immer kurzgeschlossen ist, die andere hat Spannung. Das Ganze funktioniert nur, wenn eine DCC-Wechselspannung an den Gleisen liegt. Der Strom für die LEDs kommt also aus dem Gleis. Um hier keinen Stromfresser zu haben, sind es Low-Current-LEDs, die nur 3 mA benötigen. Für die 8 ständig leuchtenden LEDs sind das in Summe 24 mA. Das lässt sich verkraften!

Signale

Bei der Planung des Bahnhofs habe ich die Aufstellung der Ausfahrsignale nicht genügend gut beachtet. Eigentlich sollte die Gleise 4 und 5 jeweils ein Ausfahrsignal erhalten - so wie das auch in Altenberg war. Leider ist hier der Gleisabstand zu klein geraten. Als Ausweg blieb nur ein Gruppenausfahrsignal für diese Gleise, dass auch noch auf der falschen Seite stehen muss. Selbst das habe ich nur mit Mühe einsetzen können, da die Längswand des Modulkastens in gefährlicher Nähe am Signalantrieb vorbei geht.

Viessmann-Signale benötigen ca. 14 V Schaltspannung und ziehen bei der Bewegung kurzzeitig fast 1 A Strom. Ich wollte sie, wie auch die Weichenservos, über Taster am ESU-Controller schalten, und hatte auch schon einen Switch-Pilot bestellt, aber leider haben die Switch-Pilot keine Anschlüsse für Taster, sondern schalten nur per DCC-Kommando. Also musste ich mir etwas einfallen lassen. Die digitale Ansteuerung wird zurück gestellt. Ich benötige zunächst ein Stück Elektronik in Form eines Schaltverstärkers, weil die Kurzhubtaster im Stellpult den Strom für die Spulenantriebe bei weitem nicht aufbringen können. Als Schaltung verwende ich eine einfache Transistorstufe. Die Energie zum Schalten kommt nicht direkt aus der Stromversorgung, sondern aus einem Pufferkondensator. Dies bewirkt, dass der Signalantrieb nur einen kurzen kräftigen Stromstoß erhält. Das schützt den Antrieb vor dem Durchbrennen bei Dauerstrom, selbst wenn Endabschaltung im Signalantrieb, Transistor und Taster gleichzeitig defekt sein sollten.

Der Schaltverstärker ist in vierfacher Ausführung auf einer Lochrasterplatte aufgebaut. Warum vierfach? Weil der Bahnhof 2 Ausfahrsignale hat. Ein Einfahrsignal brauchen wir auf dem Hauptgleis auf einem Streckenmodul. Wenn der Bahnhof mal als Spitzkehre betrieben werden sollte, brauche wir auch für das zweite Streckengleis ein Einfahrsignal. Macht also maximal 4 zu schaltende Signale, von denen zunächst nur die 2 Ausfahrsignale wirklich betrieben werden. Alle 4 Tasterpaare sind auf dem Stellpult bereits vorhanden.

Stellpult

Das Stellpult soll gleich drei Aufgaben erfüllen: Bedienfeld, Wagenkartenhalter, FRED-Halter. Für diesen Zweck ist es recht groß ausgefallen. Jedoch hätte ich nichts gespart, wenn ich einzelne Teile gebaut hätte. Das "Gehäuse" besteht aus 3 mm Flugzeugsperrholz (Ich säge nun 'mal gerne). Das Bedienfeld ist eine weiße 2 mm dicke Polystyrol-Platte mit Löchern für die Taster und LEDs. Das Gleisbild ist auf Papier gedruckt und liegt darüber. Nach oben hin wird das Papier durch eine Plexiglasplatte vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt.

Die Kurzhubtaster sind eigentlich für Leiterplattenmontage gedacht. Bei der ersten Version des Stellpultes habe ich sie mit Sekundenkleber einfach von unten eingeklebt. Das hatte den Erfolg, dass nicht nur die Taster fest in der Platte saßen - bei der Hälfte der Taster war auch der Taster fest. Mist! Also habe ich ein Tasterpärchen auf ein kleines Stückchen Lochrasterplatte gelötet und mit einer 2 mm Schraube in eine neu entworfene Polystyrol-Platte verschraubt.

Aus Zeitgründen hatte ich vorher ein Behelfsstellpult gebaut. Das sind 16 Kurzhubtaster auf eine Lochrasterplatte gelötet, Steckerleiste für Flachbandkabel, Polystyrol-Deckplatte, Nummerierung, fertig.

Verkabelung

Wie man aus den Bildern erkennt, halte ich es nicht für nötig, Drähte immer im rechten Winkel zu führen, oder zu Kabelbäumen zu vereinigen. Unterschiedliche Kabelfarben helfen bei der Orientierung. Eine Dokumentation hilft bei Gedächtnislücken.

Worauf ich dagegen Wert lege ist, dass Baugruppen auch außerhalb des Moduls geprüft werden können. Sie müssen entnommen werden können, ohne den Lötkolben zu bemühen. Daher ist die Verdrahtung nicht an der Baugruppe angelötet, sondern per Stecker verbunden.

Zentraler Verteilerpunkt ist die Lochrasterplatte mit der Steckerleiste, an der das Stellpult angeschlossen ist. Hier sind Steckerleisten für die Tasterleitungen an die ESU-Controller angeschlossen. Die Gleisspannung, die im Stellpult für die Weichenrückmelde-LEDs benötigt wird, ist aufgesteckt. Die Drähte der Herzstücke der Weichen gehen an eine Steckerleiste. Und schließlich ist auch der Schaltverstärker für die Signale angeschlossen. Kein einziges Kabel ist an der Lochrasterplatte direkt angelötet.

Ähnlich verhält es sich mit dem Schaltverstärker. Aufgesteckt sind Versorgungsspannung und Tasterleitungen vom Stellpult. Jeder Ausgang für einen Signalantrieb hat einen eigenen Stecker. Falls also einmal ein Schaltverstärker ausfällt, könnte ich schnell umstecken. Es passt dann zwar die Tasterzuordnung im Stellpult nicht mehr, aber es geht erst einmal weiter. Später einmal wird der ESU-Switch-Pilot für eine zusätzliche digitale Steuermöglichkeit der Signale sorgen. Dafür brauche ich den Schaltverstärker nicht mehr zu ändern. Die Ausgänge des Controllers werden einfach zusätzlich zu den Tasterleitungen angesteckt.

Die Verbindung zwischen Stellpult und Modulkasten ist ein 40-poliges Flachbandkabel aus dem PC-Bereich. Es gibt diese Kabel in verschiedenen Längen fertig mit Steckverbindern zu kaufen. Dabei spielt es keine Rolle, dass die Stecker nicht für viele Steckungen ausgelegt sind, denn es wird nur selten getrennt. Wenn der Bahnhof zum Transport verpackt ist, bleibt das Stellpult verbunden. Es wird lediglich in das Modul geklappt und dort arretiert. Bei der Verbindung zwischen den Modulen sieht das anders aus. Hier muss der Anschluss zu den beiden Weichen im Modul 2 bei jedem Auf- und Abbau getrennt werden. Daher habe ich dort einen soliden 9-poligen SUB-D-Verbinder verbaut Sh0

Die Mechanik (noch mit dem nicht empfehlenswerten Biligservo) von Weiche 7 im Modulkasten 2 ...

... welcher recht übersichtlich aussieht.

Modulkasten 1. Rechts der Kabelkanal, der halbwegs für Ordnung sorgt.

Weichenrückmeldung

Glück gehabt. Der Signalantrieb geht noch gerade so an der Längswand vom Modulkasten 1 vorbei.

Schaltverstärker für ein Signal. 4 Stück braucht es davon. Gleichrichter und Pufferkondensator braucht es nur einmal.

Vierfachschaltverstärker.

Verpackungszustand. In der Mitte der zentrale Verteilerpunkt. Unten das Fach gefüllt mit Beinen und Bahnhofsschild.

Das Behelfsstellpult mit Abdeckung.

Kurzhubtaster auf Leiterplatte.

Die Verkabelung vom Stellpult ist kein Meisterwerk. Funktioniert aber.

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