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| iTrack4Fun-System: | Umbauanleitung: ProX-Weiche auf iTrack-Weiche |
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Umbau einer ProX-Weiche zur i-Track4Fun-Weiche: Entwurf: Frank Rehberg )
Nachdem das iTrack4Fun-Prinzip zuvor beschrieben wurde, zeige ich hier wie man recht schnell zur ersten Erprobung
eine iTrack4Fun-Weiche bauen kann. Diese Anleitung kann insbesondere dann sinnvoll sein wenn man sich noch nicht
an den mechanischen Umbau bzw. Selbstbau eine Schiene herantraut.Um es kurz zu sagen: Mit diesem einfachen und absolut preiswerten Umbau einer alten Weichenschiene (ideal wenn man eine defekte Weiche ohne Garantie noch irgendwo herumliegen hat) kann man sich einfach vom iTrack4Fun-Konzept überzeugen. Am besten ist die Kombination dieser umgebauten Schiene mit einer "passiven Kurvenweichenschiene" wie sie für den Selbstbau auch auf dieser Webseite (hier klicken) beschrieben wird. Besonders praktisch ist auch die Tatsache, dass man diese Weiche in Kombination mit anderen "herkömmlichen digitalen" Weichen in der gleichen Pro-X oder D132/D124-Bahn einsetzen und nutzen kann. |
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Basis für dieses Projekt ist eine gebrauchte Pro-X-Weiche die man häufig bereits für weniger als 10 EUR in diversen Auktionen in der Bucht erhalten kann. Der handwerkliche Aufwand reduziert sich im Vergleich zu einer "echten selbstgebauten" iTrack4Fun-Weiche auf wenige Schritte. Aus der Pro-X-Weiche wird die Original-Elektonikplatine entfernt und gegen die hier unten gezeigte winzige Elektronikschaltung ausgetauscht. Die Bahnstromleiter der Pro-X-Weichenschiene müssen derart von den anderen Stromleitern getrennt werden, dass die in der Grafik gelb und grün markierten Bahnstromleiter keine elektrische Verbindung zu den anderen Stromleitern mehr haben. An diese "Sensorabschnitte" werden dann die gelb (Sensor A) bzw. grün (Sensor B) markierten Sensoranschlüsse der neuen iTrack4Fun-Elektronik angeschlossen.Die originale Carrera-Weichenspule bleibt weiterhin in der Schiene und wird von der iTrack4Fun-Elektronik angesteuert. |
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Die "geänderte" Weichenfunktion Die Originalweiche bleibt bei der Überfahrt (ohne gedrückte Spurwechseltaste) in Geradeausstellung - das Fahrzeug bleibt also auf der gleichen Spur. Eine iTrack4Fun-Weiche soll jedoch bei der Überfahrt das Fahrzeug immer auf die Idealspur (im oben gezeigten Bild die Innenspur der Kurve) führen und gleichzeitig eine Antikollisionsfunktion besitzen. Welche Funktion wird benötigt ? Wir müssen zwischen drei Fällen/Funktionen unterscheiden: Normalfunktion (keine Kollisionsgefahr - keine Überholsituation) Die Weiche muss in diesem Fall schalten - nach der Überfahrt wird die Weiche wieder durch die vorhandene Rückstellmechanik auf Geradeausfahrt geschaltet Antikollision (auf beiden Spuren befindet sich Fahrzeug) Wenn sich ein Fahrzeug der Weiche nähert und sich ein jedoch gleichzeitig ein Fahrzeug auf der anderen Spur (also auf Kollisionskurs) befindet soll die Weiche nicht schalten und somit das Fahrzeug auf Geradeausfahrt (Parallelfahrt) belassen. Überholfunktion (zwei Fahrzeuge vor der Weiche hintereinander) Die Weiche muss in diesem Fall schalten - nach der Überfahrt des Führenden Fahrzeuges wird die Weiche durch die vorhandene Rückstellmechanik im Slot wieder auf Geradeausfahrt zurückgeschaltet und das "verfolgende" Fahrzeug wird dadurch auf Geradeausfahrt (also parallel auf die andere Spur) gelenkt. |
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Welche Logik steckt hinter der "neuen" Elektronik ? Um diese zuvor beschriebene Funktion technisch zu realisieren bedarf es dreier Sensoren, die die "Erkennung" der Fahrzeuge im Bereich der Weiche (Bild oben) vornehmen und dann durch eine Auswertungselektronik die Weiche ansteuern. Überholsensor (grün - diagonaler Slot auf Bild oben) Antikollisionssensor (grün - oberere Spur auf Bild oben) Fahrsensor (gelb) Die Weiche muss in zwei Fällen auf die Ideallinie (Spurwechsel) schalten: 1. Wenn sich ein Fahrzeug auf dem Fahrsensor befindet und sich kein Fahrzeug auf dem Antikollisionssensor befindet (Normalfahrt) 2. Für die Überholsituation gilt: Zuerst befindet sich ein Fahrzeug (in Front liegendes) auf dem Fahrsensor (wenn beide nah zusammen sind befinden sich ggf. beide auf dem Fahrsensor). Die Weiche muss nun schalten. Nachdem das in Front liegende Fahrzeug abgebogen ist, befindet es sich im Bereich des Überholsensors und es stellt durch die mechanische Rückstellung die Weiche auf Geradeausfahrt - die Weiche darf nun nicht mehr durch das "zurückliegende" Fahrzeug (auf dem Fahrsensor) erneut geschaltet werden. Von der Logik her darf die Weiche durch ein Fahrzeug auf dem Fahrsensor nur dann geschaltet werden wenn sich gleichzeitig kein Fahrzeug auf dem Überholsensor befindet. Wenn man diese Logik genau betrachtet kann man erkennen, dass sich die Funktion vereinfachen lässt und man Überholsensor und Antikollisionssensor zusammenfassen kann (beide grün eingezeichnet). Daher benötigt die Elektonik lediglich zwei Sensoreingänge (grüner und gelber Sensorbereich in der Zeichnung). |
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Beschreibung der Sensorschaltung: Solange sich kein Fahrzeug auf Sensor A (Überholsensor oder Antikollisionssensor) befindet, ist der Transistor BC327 gesperrt und der Strom fliesst vom Pluspol (Bahnspannung) über PIN1 und PIN2 (Optokopplerdiode) des PC827 - die (grüne) LED und den 1,2kOhm-Widerstand zum Minus/GND/Masse. Die grüne LED leuchtet und zeigt an das die beiden Sensoren "frei" sind (kein Fahrzeug). Der entsprechende Ausgangstransistor des PC827 (oberer PIN5 und PIN6) ist durchgeschaltet. Um die Weiche zu schalten muss zusätzlich der zweite Ausgangstransistor des PC827 (unterer PIN7 und PIN8) durchgeschaltet werden. Hierzu ist es erforderlich das sich auf Sensor B (Fahrsensor) ein Fahrzeug befindet. Hierdurch wird über den Spannungsabfall der 2 Dioden die LED des Optokopplers (PIN3 und PIN4 des PC827) eingeschaltet und steuert den Ausgangstransistor (PIN7 und PIN8) durch. Die Ausgangstransistoren der Sensoren von A und B sind in Reihe geschaltet. Wenn beide durchgeschaltet haben wird die Bahnspannung über den 4,7kOhm-Widerstand an die Basis des BC337 geschaltet und dieser schaltet durch (Weichenspule wird eingeschaltet). Fährt nun ein Fahrzeug auf Überholsensor oder Antikollisionssensor (Sensor A) so wird der Transistor BC327 über den Spannungsabfall an der Diode (Basis des Transistors) durchgeschaltet. Dadurch werden die Optokopplerdiode und die güne LED kurzgeschlossen und erlischen - der Ausgangstransitor an PIN5 und PIN6 des PC827 wird gesperrt und die Weichenspule kann nicht eingeschaltet werden selbst wenn sich auf Sensor B ein Fahrzeug befinden würde. |
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Beschreibung der Leiterplatte: Die Elektronik wird (wie bereits in unseren anderen Projekten) auf eine Streifenrasterplatine aufgebaut. Zuerst sollten dabei auf der Platinenunterseite/Lötseite alle erforderlichen Leiterbahnunterbrechungen (siehe Grafik rechts / helle Stellen mit X ) hergestellt werden. Wichtig: Die 3 Unterbrechungen unter dem Optokopplerbaustein PC827 nicht vergessen ! In weiteren Schritten werden dann zunächst die Drahtbrücken, Widerstände, Kondensatoren, Optokoppler, Transistoren und LEDs eingelötet. Wer besonders sparsam sein will, kann auch noch auf die rote LED und den dazugehörigen Vorwiderstand verzichten da sie lediglich zur optischen Kontrolle dient, also "Luxus" ist. Die 4 Anschlüsse die zur Schiene führen sind in den entsprechenden Farben (passend zum Bild der Schiene oben) eingezeichnet. |
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Beschaffung der Bauteile : Um möglichst vielen von Euch den Nachbau zu ermöglichen, habe ich eine kleine Bestelliste für den Elektronik-Versand Reichelt-Elektronik zusammengestellt. Wer schon Elektronikerfahrung hat wird mit Sicherheit bereits einige Teile z.B. Leiterplatten, Draht etc. besitzen. Es ist sicherlich auch möglich, die benötigten Bauteile im lokalen Elektronikfachhandel zu kaufen. Die Daten der u.g. Liste habe ich aus dem aktuellen Reichelt-Katalog entnommen. Bestellen kann man bei Reichelt entweder über die telefonische Bestellannahme oder via Internet (WWW.REICHELT.DE). Genauere Angaben dazu findet ihr auf deren Web-Site. Tipp: Die Bauteile selbst kosten meist nur wenige Cent. Da die Versandkosten bei Reichelt jedoch derzeit 5,60 EUR betragen sollte man durchaus überlegen ob man nicht gleich ein paar mehr Bauteile kauft. Ich bemühe mich bei allen unseren Elektronikprojekten möglichst die gleichen Bauteile zu verwenden. Die Optokoppler und die Transistoren BC337 sowie die Widerstände kann man daher getrost in größerer Stückzahl beschaffen. Nichts ist ärgerlicher als wenn man eine weitere Weichenelektronik (z.B. weil es so viel Spaß macht) bauen will und wegen einem fehlenden Bautiel eine neue Bestellung aufgegeben muss. Ich "sammel" daher immer bis ich eine größere Menge zusammen habe oder bestelle zusammen mit Freunden, dann kann man sich das Porto teilen. Bauteileliste (Reichelt) für den Nachbau der iTrack-Elektronik:
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