Het besturen van de modelspoorbaan kan een hobby opzichzelf zijn. Enkele leden van de Märklin groep zijn alleen geïntereseerd hoe treinen, wissels en seinen te besturen. Het grootste deel van de tijd rijden zij dan ook op kleine lage stoeltjes onder de tafel en zijn druk bezig draden te trekken en verbindingen te solderen. Hier kun je lezen waar ze mee bezig zijn, leggen uit waarom ze het doen en leggen problemen voor die ze tijdens de werkzaamheden tegen komen.

Kies een trein besturings systeem
Ongeveer 4 jaar geleden bestudeerde de groep de mogelijkheid tot besturen van meerdere treinen op een baan. Verschillende leden wilden 'hun eigen trein' besturen terwijl deze door het modellandschap rijd.

We bespraken met elkaar de wensen door en kwamen tot de volgende lijst:

1. Het besturings systeem moest stabiel zijn. We moesten zeker zijn dat er geen fouten naar boven kwamen na verwerking in de baan.
2. Iedereen moest in staat zijn er mee te kunnen werken. De meeste leden van de groep zijn meer geintereseerd in het maken van het landschap en hun trein erdoorheen laten rijden dan te bestudeeren hoe seinen en wissels te schakelen.
3. Het systeem moet informatie geven over die delen van de baan die niet zichtbaar zijn voor het blote oog. Grote bergen en schaduw stations creeren situaties waar je geheel moet vertrouwen op de informatie die terug gegeven wordt aan de gebruiker.
4. Het besturen van een trein op een grote baan kost veel aandacht om aanrijdingen te voorkomen. Vooral wanneer er ook nog verschillende treinen tegelijk rond rijden. Het systeem moet in staat zijn de plaats van treinen te localiseren en, indien noodzakelijk, seinen kunnen schakelen.
   Onze baan kan in verschillende gebieden verdeeld worden, de schaduw stations Chur en Ranuz, het hoofd station Feldkirch, de hoofdbaan en het lokaal spoor naar de stations Bregenz en Bad Innerlatern. Het systeem moet naast de seinen in de schaduw stations ook die van de hoofd baan en het lokaal spoor besturen. De leden van de groep besturen de gebieden in de overige stations.
5. De onderdelen die nodig zijn voor het systeem moeten in de toekomst opnieuw gebruikt kunnen worden bij een andere baan.
6. De vereniging bezit niet veel Marklin locomotieven, de treinen op de baan zullen dan ook tot de prive verzamelingen van de groepsleden behoren. 8 van de 10 leden bezit alleen Marklin digitala locs, deze zullen dan ook door het systeem bestuurd kunnen worden.
7. Last but not least, de prijs moet redelijk zijn.

We bestudeerde enkele oplossingen en kwamen tot de volgende conclusies:

• Het besturen van een modelpoor baan m.b.v. een digital systeem is zeer flexsibel. Wijzigingen, zoals verbeteringen en uitbreidingen van de baan kun eenvoudig worden uitgevoerd.
• Bij gebruik van een PC zal de prijs van het totale systeem behoorlijk zakken. De meeste logische verbindingen kunnen in de PC gemaakt worden, en hierdoor vervallen veel speciale onderdelen en de bijbehoorende bedrading. Extra bedrading geeft altijd meer kans op storingen!

Vanwege de eis dat Marklin digital locs bestuurd moeten kunnen worden, viel de keus op het Marklin Digitaal Systeem (AC)

Tijdens het zoeken naar een besturings systeem ontdekte dat vele Marklin Digitaal komponenten zelf gemaakt kunnen worden. Enkele leden van de groep zijn sterk geintereseerd in elektronica en zagen dat zelfbouw komponenten veel goedkoper waren. (ongeveer 20% van de prijs).

We ontdekte ook dat vele andere Marklin hobbyisten over dezelfde problemen zitten na te denken als wij. Via internet, en vooral via de , hebben we over de gehele wereld contacten. Veel van de problemen zijn al bekend bij andere MML lezers, and het is dan ook zeer zeldzaam als niemand een oplossing kan aandragen.
Als iemand aan mij vraagt: Waarom gebruik je nu eigenlijk Internet?, vertel ik altijd bovenstaande situatie. Het is de hoofdreden waarom wij met MSG op internet zitten, he uitwisselen van gedachten en ervaringen met mede hobbyisten!

Wat zijn de plannen voor het intergreren van Marklin digitaal bij onze baan?

Een van onze groepsleden kon een oude 486 PC bemachtigen met 8 Mb geheugen en een harde schijf. Nadat er een Central Control en een interface was aangeschaft hadden we de belangrijkste onderdelen voor ons systeem. We ontdekte dat het zelf maken van een vesterker de totale kosten behoorlijk zou drukken. En omdat een versterker eenvoudig te maken is hebben we dat dan ook meteen geprobeerd. Binnen een week hadden we hem werkend. Het vermogen is 10A, genoeg voor onze baan. De versterker wordt beschreven in een boek van dhr. Wijfels; Digitale Trein Besturing, uitgegeven door Elektuur.

Zoals reeds eerder genoemd kunnen verschillende treinen gelijktijdig bestuurd worden. Daarom hebben we ook gepland 4 control units in de toekomst aan te sluiten rondom de baan. We denken eraan ze in de buurt te plaasten van een station of rangeer terrein. Met andere woorden, waar veel snelheid- en richting veranderingen plaatsvinden. Naast de control units komen er ook panelen waarmee wissels en seinen bedient worden. Deze panelen zullen in de buurt van stations geplaatst worden. In de meeste gevallen zullen de control units en de panelen naast elkaar geplaatst worden. De schakelaars op de panelen worden verbonden met S88 modules. (zelfbouw) De PC reageert op deze contacten door wissels en seinen te schakelen. Om de totale situatie op de baan te kunnen overzien worden er monitoren gebruikt. Deze monitoren zijn verbonden met de PC door de video kabel te splitsen. Een video versterker zorgt ervoor dat iedere monitor genoeg signaal ontvangt. Naast ieder scahkel paneel komt zo'n monitor te staan. Op het scherm is het totale sporenplan te zien met daarop de status van alle seinen, wissels en spoor bezet meldingen. Iedere trein bestuurder kan nu zijn trein volgen, ook wanneer deze verdwijnt in een berg of schaduw station.

Op het moment werken we aan het centrale deel. We hebben onze PC in een 19 inch rek gemonteerd en de kast voorzien van een transparante deur. Hierdoor zijn de kabels netjes weggewerkt en kunnen deze er niet per ongeluk uitgetrokken worden tijdens de werkzaamheden. De kast staat op een frame met zwenkwieltjes, is voorzien van een 10 meter lange inerface kabel en kunnen hem hierdoor overal naartoe brengen waar we op dat moment aan het werk zijn.

Onder de baan ligt een bekabelings systeem in een grote 'O' om de componenten te voorzien van voeding. Drie 2.5mm^2 draden verbinden 16 verdeelblokken met elkaar. De onderdelen, zoals wissels en sporen zijn verbonden met deze verdeelblokken.
Gedurende enkele dagen was er binnen de een interessante discussie. De vraag was hoe een zware versterker, zoals die van ons, gebruikt moest worden in een grote baan. Versterkers worden gebruikt om een groot vermogen in het besturings systeem te stoppen. En dat is nu precies het probleem gedurende een kortsluiting. In onze situatie zal er gedurende een kortsluiting 10A door de wielen van een wagen gaan na ontsporing. Deze hoge stroom, in combinatie met de tijd voordat de zekering zal doorslaan, veroorzaakt een hoop warmte. Zoals verteld door een MML lid is dit genoeg om een plastic biels van een wissel te doen smelten!

Een interessant probleem moest worden opgelost.
Ten eerste is het verstandig een ringleiding systeem aan te leggen. Op deze manier ben je er zeker van dat massa en de digitale verbinding degenlijk is.

Een lid kwam met de opmerking PTC weerstanden te gebruiken tussen de digitaal kabel en de rails. Als er een led verbonden is over de PTC zal deze oplichten indien de PTC een te hogen weerstand krijgt. Op deze manier heb je een eenvoudig gemaakt kortsluit detektie systeem dat je ook nog vertelt welk deel van de rails onderzocht moet worden om het probleem op te lossen.

De discussie over het kortsluit probleem zetten ons aan het denken. We konden een Fluke123 scoopmeter lenen en deden de volgende test. Twee signalen werden gemeten, een 14V test signaal en het digitaal signaal van de Digital Central Unit. Een twee polige schakelaar verbond de twee uitgangen van de Digital Central Unit. Twee andere draden verbonden een externe 14V voeding en de massa van de Digital Central unit. Een weerstand (0.5K) zorgde ervoor dat storing door de omgeving vermeden werd. (electromagnetisch velden en radio's etc.).

Toen de schakelaar overgehaald werd gebeurde er twee dingen tergelijkertijd:

1. Het digitaal signaal is kort gesloten met de massa.
2. De spanning van het test signaal stijgt tot 14V.

De wijzigingen van de signalen zijn te zien in het linker schema. Iedere horizontale lijn is gelijk aan 2ms. Lijn A (beneden) is het digitale signaal Lijn B (boven) is het test signaal Na 4 ms wordt de schakelaar over gehaald. (groene lijn) Het testsignaal begint te stijgen tot 14V, terwijl het digitaal signaal in elkaar begint te storten. Omdat mechanische schakelaars een kort moment staan te 'klapperen' stijgt signaal B niet direkt naar 14V. De schakelaar klappert gedurende 3ms. Signaal A beweegt min of meer parallel gedurende deze instabiele situatie. Nadat de schakelaar goed contact maakt met signaal B is signaal A gedaalt tot zijn minimun nivo. (blauwe lijn) We kunnen zeggen dat de maximale stroom van de kortsluiting loopt gedurende 3ms. (tussen de groene en blauwe lijn)

Hoeveel energie komt er nu vrij gedurende een kortsluiting?
De hoeveelheid energie hangt af van het vermogen en de tijd van de kortsluiting. Het vermogen is ongeveer 20V * 2.5A = 50 Watt. De tijd van de kortsluiting is ongeveer 0.003 seconden. Dus 50 * 0.003 = 0.15 joules. Dit is extreem weinig en niemand hoeft zich in deze situatie dan ook bang te maken over smeltende wissels.

Maar wat gebeurd er dan als er ook een booster in het spel is?

Boosters zijn versterkers, zij geven meer 'kracht' aan het digitaal signaal. Hierdoor moet er goed opgelet worden bij kortsluit situaties. Onze booster heeft een eigen electronische zekering en kan een maximale stroom va 10A leveren. Deze zekering reageerd zeer snel. Het is niet mogenlijk hem 'op te blazen', de zekering van de Central Unit is hem altijd voor. Dit betekent dat de reactie tijd van de booster oner de 3ms zit. Laten we aannemen dat het 3ms is. Het betekent dat de maximale hoeveelheid energie gelijk is aan 20V *10 A * 0.003s = 0.6 joules.
Dit is nog steeds erg weinig. Dus vanwege de korte reactie tijd van de booster zal er niet veel energie in de rails verdwijnen.

Maar pas op...
De kortsluiting waar tot nu toe over gesproken is heeft een stroomsterkte van MEER dan 10A. Indien er een stroom van bijvoorbeeld 9A getrokken wordt zal de zekering van de booster niet afslaan. Omdat deze stroom veel schade kan veroorzaken, vooral over een langere tijd, zal men maatregelen moeten nemen. Dit kan op eenvoudige wijze. Zorg ervoor dat de uitgaande stroom van de booster (max. 10A) over verschillende kleinere zekeringen gesplitst wordt. Wij hebben gekozen voor automatische zekeringen van 1A. Ieder signaal blok heeft een eigen zekering, er kan dus binnen een blok maximaal 1A getrokken worden. Bij een kortsluiting wordt nu alleen de stroomtoevoer afgesloten binnen het eigen blok.

De voordelen:

1. Geen hoge stroom bij kortsluiting terwijl er wel een zware booster gebruikt wordt.
2. Bij het uitvallen van de stroom wordt er een blok uitgeschakeld, de rest van de baan heeft er geen last van.
3. De plaats van de kortsluiting is sneller gevonden.
4. Bij onderhoud werkzaamheden kunnen enkele blokken spanningsloos gemaakt worden. De rest van de baan kan op spanning blijven.
   

   De 1A automatische zekering voor een blok. Een indicator aan de voorzijde van de zekering vertelt ons of deze 'opgebalzen' is. Daarnaast gaat er aan de voorzijde een rode LED knipperen. Een reset knop schakelt de zekering weer terug in werk stand.

U dient zich te registreren als bezoeker voordat u reacties kunt plaatsen.