11.02.19 Leider hab ich beim ersten Versuch eine zu hohe Spannungsquelle genommen. Ich war der Meinung in irgendeiner Anleitung etwas von 12V gelesen zu haben. Bei den 4 angeschlossenen Servos ist deswegen die Elektronik abgeraucht. Die Motoren sind scheinbar noch verwendbar. Vielleicht fällt mir noch was ein (Karusell, Mühle, oder so…)
20.02.19
20.02.19 Gestern habe ich 3 dieser Modulkombinationen fertiggestellt. (Für jedes Weichenmodul eines) Rechts sieht man zwei RJ45-Buchsen bei denen die RS485-Leitung ankommt und zum nächsten (Gleis-)Modul geführt wird.
Darüber ist ein Spannungsregler, der mir aus der 12V-Leitung 5V macht, um den Arduino und die Servos zu versorgen.
Links daneben ist die Platine mit dem RS485-Modul, das an den Arduino angeschlossen ist.
Beide Platinen werden später mit einem kurzen 4-poligen Kabel verbunden.
Vom Arduino gehts dann über I²C zum PCA9685-Modul, das 16 Servos betreiben kann. Sollte das nicht ausreichen, kann man mehrere PCA9685 aneinanderreihen und so mit einem Arduino bis zu 64 x16 Servos steuern. Cooles Teil …
Da auf der Anlage sehr lange Züge fahren sollen, muss auch der Abstellbahnhof so lange sein. Da sehr viele Abstellgleise benötigt werden, wäre ein horizontaler, klassischer Abstellbahnhof viel zu gross.
Warum nicht in die Vertikale bauen ?
Da ich mich sowieso schon bei meiner selbstgebauten CNC-Fräse mit Linearantrieben (sprich Schrittmotor und Gewindestangen) beschäftigt habe, wollte ich hier auch einmal etwas Neues versuchen:
Einen Aufzug und ein Abstellregal.
Da es zu schwer wäre, eine Vitrine dieser Grösse zu bewegen, teilte ich den Schattenbahnhof in einen Aufzug und ein Abstellregal.
Abstellregal – Gleise
Das Abstellregal soll 10 Ebenen a 3 Gleise, also 30 Abstellgleise mit je 3,5 Meter zur Verfügung stellen. Also insgesamt 120 Meter Gleis. Ich hab zwar einiges an Gleisen, aber 120 Meter ???. Mir kam die Idee, die Gleise selbst zu bauen-aus Aluminiumprofilen. Immer noch zu teuer. Also noch minimalistischer: Nicht Gleise oder Profile auf die Regalbretter legen, sondern Nuten in die Bretter zu fräsen (juhu ich hab ja eine CNC-Fräse 🙂 ) und elektrisch leitfähiges Material aufzutragen. Zuerst versuchte ich es mit Alufolie aufkleben. Eine Wahnsinnsarbeit. Durch Zufall habe ich Klebeband gefunden, das einseitig mit Kupfer beschichtet ist. Mit dem habe ich es versucht und bin dabei geblieben. Ob es langfristig funktioniert, wird sich zeigen.
19.09.18
Ach ja: Die Fräse kann maximal 100cm fräsen. Bei 3,50 ergibt das 3 Bretter pro Ebene, wovon jedes Brett von beiden Seiten gefräst werden muss. Zuerst 1 Meter, Dann Umdrehen und die restlichen 17cm. Geht aber ziemlich schnell.
Vielleicht hätte ich doch besser 3 Bretter a 1m genommen und eins mit 50cm…
Vielleicht verbinde ich die Gleisbretter untereinander noch mit Holzdübeln, um die Position zu festigen.
Abstellregal – Ständer
Für das Regal verwende ich als Ständer Dachlatten im Abstand von 50cm. Jedes Paar ist mit 3mm-Gewindestangen verbunden. Die Regalbretter werden nicht verschraubt, sondern in Nuten eingeschoben, die ich mit meiner Fräse in die Latten gefräst habe. Leider hatte ich keinen passenden Fräser, so dass jede Nut zweimal gefräst werden musste. Hätte mir jede Menge Arbeit erspart und wäre wesentlich genauer….
12.11.18
12.11.18
Aufzug – Antrieb
Der Aufzug besteht aus zwei Türmen, die 3,5m auseinander stehen. Jeder Turm hat seinen eigenen Motor, der einen Riemen bewegt. Der Riemen bewegt einen Schlitten auf einer Stange rauf und runter. An diesem Schlitten ist das Aufzugsbrett befestigt.
Da die beiden Antriebstürme exakt gleich laufen müssen, setzte ich am Anfang NEMA-17 Schrittmotoren ein, die genau gleich angesteuert werden konnten. Diese Motoren haben sich jedoch als zu laut herausgestellt und nun nehme ich einen Getriebemotor. Die beiden Antriebstürme sind nun mit zwei langen Gewindestangen verbunden um synchron zu laufen. Momentan ist alles noch im Aufbau und in der Versuchsphase. Aber es scheint ganz gut zu funktionieren. Vorallem ist es leiser…
Aufzug – Positionsbestimmung
Die Position des Aufzugs wird über eine Lichtschranke am Aufzugbrett ermittelt. Bei jeder Ebene gibt es zwei Kontakte.
Der erste Kontakt bremst die Geschwindigkeit des Aufzugs ab. Der zweite Kontakt bestimmt die genaue Position der Ebene.
Eigentlich ist es etwas komplizierter. Aber das wäre zu ausführlich.
Gesteuert wird das ganze über ein Programm, das auf einem RaspberryPi läuft. Dieser kommuniziert über RS485 mit allen betroffenen Komponenten (Arduinos, die die Arbeit abnehmen).
Der Betriebsablauf des Schattenbahnhofs:
Einfahrt:
Einfahrt vom sichtbaren Teil in den Gleiswendel
Aufzug wird auf Einfahrtsebene gefahren
Computer ermittelt freies Gleis im Abstellregal
Computer stellt Einfahrtsweichen auf eins der drei Gleise
Zug hält und wartet auf den Aufzug
Zug fährt auf Aufzug
Aufzug fährt zur Ebene mit dem freien Gleis
Zug fährt vom Aufzug auf das Abstellregal
Ausfahrt:
Aufzug fährt zur Ebene, in der der gewünschte Zug abgestellt ist
Zug fährt (rückwarts) auf den Aufzug
Aufzug fährt zur Einfahrtsebene (=Ausfahrtsebene)
Zug fährt (vorwärts) wieder in das Regal und auf der anderen Seite in die Ausfahrtsschleife
Es standen zwar alle Gleissorten (K/M/C-Gleis) von Märklin zur Verfügung, wir entschieden uns jedoch für das K-Gleis, um flexible Radien bauen zu können.
Für den Schotter kaufte ich Basalt-Schotter und gleich auf Vorrat für die ganze Anlage. Zum Einkleben ein Latexbinder-Gemisch mit Wasser und etwas Spülmittel.
Mischungsverhältnis Latex:Wasser:Spülmittel = 1:2:ein paar Tropfen
Leider merkten wir nach dem ersten Modul, dass der Schotter beim Einkleben ziemlich dunkel-fast schwarz wurde. Im Internet fand ich einen Tip, den schwarzen Schotter mit Steinstaub zu bestäuben und so aufzuhellen. Es stellte sich jedoch heraus, dass das Ergebnis ziemlich unregelmässig wurde. Also kauften wir noch Granitschotter nach-wieder auf Vorrat für alle Module.
Beim Zusammenstellen der Module fiel der Basaltschotter jedoch ziemlich aus der Reihe. Deswegen wurde dieses Modul nachgeschottert. Damit die Schwellen noch zu sehen sind, durfte nur eine ganz dünne Schicht gestreut werden. Das ergab dann eine Arbeitszeit von 5 Stunden für dieses eine Modul, statt der sonst üblichen 2-3 Stunden.
Die meisten Bäume wurden selbst beflockt. Als Gerüst dienten Plastikrohlinge oder aber auch natürliches Material, wie zum Beispiel Wurzeln von Sonnenblumen, die gewaschen und auf einer Wäscheleine im Bad getrocknet wurden.
Von links beginnend fahren die Züge aus dem Schattenbahnhof in den sichtbaren Teil der Anlage:
Zuerst kommt ein langer Bahnhof mit 7 Gleisen.
Gleis 1: Nebenbahn
Gleis 2-5: Hauptbahn mit zwei Bahnsteigen
Gleis 6+7: Güterverkehr
Die Ein- und Ausfahrten des Bahnhofs beginnen bereits in den Bögen. Diese Tatsache und die Verwendung von Flexgleisen ermöglichen einen Gleisabstand, der nicht durch die typische Gleisgeometrie festgelegt ist.
Nach der Ausfahrt aus dem Bahnhof macht die Strecke einen Halbkreis und geht in die gegenüberliegende lange Gerade über.
Am Ende verschwindet sie im Tunnel und fährt zum Schattenbahnhof.
Das wars im Endeffekt.
Stand September 2019
Arbeitsteilung
Jeder macht das, was er am besten kann:
Mein Vater bastelt die Bäume und Häuser und gestaltet die Module. Deswegen entschied ich mich auch für eine Modulanlage, damit er gemütlich im Wohnzimmer am Modul basteln kann und nicht im kalten Hobbyraum in anstrengender Haltung .
Mein Teil: ich baue die Module, verlege Gleise und schottere und begrase. Ausserdem kümmere ich mich um den technischen Teil (Verkabelung, Servos, PC, Arduinos, Software, etc) – also das, wovon man am Ende nichts mehr sieht.
