Technik

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Einführung

Für den FREMO-typischen sehr vorbildnahen Betrieb ist ein gewisser technischer Aufwand erforderlich: Eine digitale Steuerung der Triebfahrzeuge erlaubt unkomplizierten Mehrzugbetrieb, eine Modellzeit mit entsprechenden Uhren erlaubt einen sinnvollen Fahrplan und für den Zugleitbetrieb braucht es Telefone an den Betriebsstellen.

Das mag im ersten Moment kompliziert klingen - ist es aber nicht; es ist bewährte Technik, die seit Jahren auf vielen Treffen problemlos eingesetzt wird, auch der Aufbau ist Routine. Während manche die Module ausrichten oder die Schienen reinigen verkabeln andere das Arrangement und nehmen die Technik in Betrieb.

Technik für ein Arrangement

Das obige Bild zeigt die zentral aufgestellte Technik für ein FREMO-Arrangement: DCC-Zentrale, Telefonzentrale, Uhrtaktgeber. Hier nicht zu sehen sind die längs des Arrangements verteilten Booster.

Komponenten

DCC

DCC steht für Digital Command Control und ist eine digitale Technik zur Steuerung von Lokomotiven, Weichen und Signalen: http://de.wikipedia.org/wiki/Digital_Command_Control

Im FREMO wird sie hauptsächlich zur gleichzeitigen Steuerung von mehreren Lokomotiven genutzt, die dazu mit einem sogenannten Dekoder ausgestattet sein müssen - sie reagieren dann nur auf Signale an ihre eigene Adresse.

Zentrale

Herzstück des Digitalbetriebes ist die sogenannte Zentrale. An diese werden alle Handregler angeschlossen, sie erzeugt das Schienensignal für die Booster. Ein in der Zentrale möglicherweise vorhandener Booster wird nicht genutzt.

Die Zentrale erzeugt die Signale, damit gezielt einzelne Lokomotiven digital angesprochen werden können - vereinfacht in der Art: "Lok 1: anhalten", "Lok 2: schneller fahren".

Dekoder

Jedes Triebfahrzeug benötigt einen Dekoder:

DCC-Dekoder

Der obige Dekoder ist für kleine Fahrzeuge mit entsprechend niedriger Stromaufnahme und wenig Sonderfunktionen konzipiert - just my two cents! :-)

Der Dekoder lauscht am Digitalsignal, ob etwas für ihn selbst dabei ist. Falls ja, führt er diese Befehle aus, z.B. Licht an/aus, Beschleunigen, Abbremsen, usw.

Moderne Dekoder bieten eine sehr große Zahl an Konfigurationsmöglichkeiten über CV (Configuration Variables), deren Werte mit einer Zentrale im Programmiermodus im Dekoder gespeichert werden können. Damit ist u.a. eine optimale Ansteuerung des verwendeten Motors möglich, Einstellung von Anfahr- und Bremsverzögerung, usw.

Es lohnt sich, die wichtigsten CVs einem Feintuning zu unterziehen, die Fahreigenschaften eines Triebfahrzeugs können dadurch stark verbessert werden. Die Einstellungen beeinflussen sich in ihren Auswirkungen teilweise gegenseitig, daher kann es sinnvoll oder gar erforderlich sein, nach dem Ändern eines Wertes auch andere CVs, für die schon (vorläufige) Werte gefunden worden sind, erneut anzufassen. Ein bis zwei Stunden Zeit sollte man sich daher schon nehmen, der Lohn ist ein sehr gut laufendes Triebfahrzeug. (Voraussetzung ist natürlich, dass dieses technisch und mechanisch einwandfrei ist: Stromaufnahme, Motor und Getriebe müssen Stand der Technik sein.)

Booster

Booster sind nichts anderes als Verstärker, die das Gleissignal mit der erforderlichen Leistung bereit stellen, so dass ein oder mehrere Triebfahrzeuge fahren können. Man könnte nun auf die Idee kommen, einen dicken Booster zu bauen und damit das komplette Arrangement zu versorgen, z.B. mit maximal 10 A Strom. Das würde problemlos funktionieren - bis zum ersten Kurzschluss bei einer Entgleisung, einer aufgeschnittenen Weiche, usw. Der maximale Strom sind dann 10 A - im H0-Bereich kann man damit schon schweißen! Fließt aus irgendwelchen Gründen nur ein Strom von 9 A, z.B. auf Grund einer langen Kabelstrecke vom Booster bis zur Kurzschlussstelle, dann fließt dieser Strom dauerhaft, der Booster kann ihn ja problemlos liefern - und Radsatz und Weichenzungen werden miteinander verschweißt!

Es ist daher erheblich besser, Booster mit einer kleineren maximalen Stromstärke zu verwenden. Das Arrangement wird dazu in mehrere Boosterabschnitte eingeteilt und jeder Abschnitt mit einem eigenen Booster versorgt, der dann deutlich weniger Maximalstrom liefern muss.

Im FREMO gilt die Festlegung auf maximal 3 A Strom, im Kleinbahnbereich haben wir uns auf maximal 2 A geeinigt, dann schaltet der Booster ab. Er schaltet nach einer einstellbaren Zeit selbstständig wieder an. Ob er dann eingeschaltet bleibt oder sofort wieder abschaltet hängt davon ab, ob der Kurzschluss noch besteht oder nicht.

Des weiteren werden nur Booster eingesetzt, die eine geregelte Ausgangsspannung haben, die also unabhängig von der Last ist. FREMO-weit gilt die Festlegung auf 14 V Gleisspannung. Derzeit wird RailCom ausgeschaltet, da es nicht benötigt wird. Die Booster-Eingänge müssen durch Optokoppler galvanisch getrennt sein.

FREMO-taugliche Booster

Hier sieht man zwei FREMO-taugliche Booster, auf der Rückseite wurden zwei Buchsen ergänzt, um das LocoNet bequem durchschleifen zu können.

Ein Booster benötigt natürlich noch als Stromversorgung einen geeigneten Transformator; bei 14 V Ausgangsspannung am Booster genügen 15 V als Eingangsspannung, ein Transformator mit 45 VA ist völlig ausreichend, da könnte der Booster sogar bis zu 3 A Strom liefern. Um das Ganze geschickt und geschützt transportieren zu können kann man jeweils einen Trafo und einen Booster auf einen Rahmen montieren, zwei Stück davon passen dann genau in einen Koffer:

Boosterkoffer

Beim Treffen stehen dann die Booster nicht lose auf dem Boden, für den Transport sind sie gut geschützt und sie sind schnell ein- und ausgepackt.

FRED

Typisch für den FREMO-Betrieb ist, dass der Lokführer seinen Zug begleitet - und die Streckenlängen sind im Regelfall viele Dutzend Meter lang. Völlig unpraktikabel wäre es, wenn jeder Lokführer ein Hundert Meter langes Kabel hinter sich herzöge. Stattdessen wird die erforderliche Leitung längs der Strecke fest verlegt und alle paar Meter findet sich eine Box, in die der Lokführer den Regler für seine Lok einstöpseln kann.

Erforderlich sind dazu kleine Handregler - einer pro Lok. Aus dieser Anforderung heraus entstand der FRED - FREMOs einfacher Drehregler. Er muss nicht viel können: Geschwindigkeit regeln, Fahrtrichtung ändern und ein paar Funktionstasten für Licht u.ä. - das genügt völlig und genau diese Beschränkung auf die Kernfunktionen verhindert in einem größeren Kontext Fehlbedienungen.

Die Handregler werden in gelegentlichen Sammelbestellungen als Bausatz vertrieben; der Zusammenbau der letzten Generation war nicht allzu schwierig, da die fummeligen SMD-Bauteile alle schon aufgelötet waren:

FREDI-Bausatz nach dem Auspacken FREDI-Bausatz fertig verlötet

Zum Handregler gehört noch ein Spiralkabel, mit dem man ihn an der jeweils nächstgelegenen Stöpselbox (LN-Box) einstecken kann.

FREDI

LocoNet

Zum Übertragen des LocoNet-Signals (Signale für die Handregler und Signale für die Booster) braucht es die passenden Kabel. Dazu gab es eine Sammelbestellung, die im Herbst 2011 ausgeliefert werden konnte. Hier ist nur ein kleiner Teil der Lieferung zu sehen, die beim Treffen in Hemer verteilt wurde:

LN-Kabel-Sammelbestellung

Im nächsten Schritt werden die Kabel auf die gewünschten Maße abgelängt (2,5 m und vor allem 5 m sind sehr gängige Längen) und an den Enden die Stecker angecrimpt:

Stecker crimpen

Damit sollte nun ein ausreichend großer Kabelbestand hochwertiger Kabel vorhanden sein, um jedes Treffen locker ausstatten zu können.

Kabel alleine reichen natürlich nicht, man braucht ja auch Zugang zum LocoNet-Signal; dazu dienen die LN-Boxen, die in derselben Sammelbestellung erworben werden konnten. Auch hier sollte der Bestand nun ausreichend groß sein.

LN-Box mit Schraubzwinge

Die LN-Boxen werden mit den Schraubzwingen an den erforderlichen Stellen am Arrangement befestigt, im Regelfall an einer Modulseitenwand. In der linken und rechten Seite der Box hat es jeweils eine Buchse, hier wird das LN-Kabel durchgeschleift. Die beiden Buchsen auf der Vorderseite sind zum Einstöpseln der Handregler gedacht. Üblicherweise befindet sich längs der Strecke alle paar Meter eine solche Box, bei Betriebsstellen sind mehr Boxen und in einem kürzeren Abstand, da hier mitunter mehrere Zugmannschaften am Werk sind und auch Rangieren.

Speziell beim Fertigen der Kabel ist ein Kabeltester sehr hilfreich, damit man prüfen kann, ob man alles richtig gemacht hat. Hierzu gab es eine Sammelbestellung für einen Bausatz:

Bausatz Kabeltester Bausatz Kabeltester Fertiger Kabeltester

Auch bei Störungen im Betrieb kann es hilfreich sein, die Kabel durchzutesten. Wichtig ist, dass das Kabel ausschließlich am Kabeltester angeschlossen werden darf; steckt das andere Ende noch in einer Zentrale, dann wird der Kabeltester zerstört.

RUT

RUT steht für "Ringleitung für Uhr und Telefon". Es sind also Telefonleitungen zu den Betriebsstellen und zusätzlich Uhrtaktsignale - allerdings nicht ringförmig, sondern eher ein Bus oder ein Stern.

Die erforderliche Technik wird vorteilhaft an einem zentralen Punkt aufgebaut, z.B. bei einem Schattenbahnhof oder einem größeren Abzweigbahnhof - dort befindet sich dann die Nebenstellenanlage für's Telefon, der Uhrtaktgeber und meist auch die Zentrale für DCC.

An wichtigen Stellen im Arrangement - das sind regelmäßig die Betriebsstellen - wird in die RUT eine RUT-Box eingeschleift. Dort können dann ein Telefon und eine Uhr angeschlossen werden.

RUT-Box

Uhrtaktgeber

Der Uhrtaktgeber steuert als Mutteruhr alle Nebenuhren. Eingesetzt werden 24V-Uhren, der Uhrtaktgeber muss daher 24V-Impulse abgeben. Das Uhrensignal wird an einer zentralen Stelle, im Regelfall dort, wo auch die DCC-Zentrale steht, in die RUT eingespeist.

Der Uhrtaktgeber sollte mehrere Taktverhältnisse zur Auswahl bieten, z.B 1:4, 1:5, 1:6 und einen schnellen Vorlauf haben.

Das folgende Bild zeigt Uhrtaktgeber mit verschiedenen Anschlussvarianten, wobei natürlich einer pro Arrangement genügt:

Uhrtaktgeber

Diese Uhrtaktgeber bieten z.B. einen schnellen Vorlauf mit Stopp auf der voreingestellten Startzeit des Fahrplans, in Zehntelschritten einstellbare Taktverhältnisse, usw.

Uhren

Grundsätzliche Informationen zu den Uhren finden sich im Zusammenhang mit der Modellzeit.

Bei den Uhren handelt es sich um Nebenuhren in 24 V - Technik. Diese Uhren haben kein Uhrwerk, sondern nur einen Antrieb, der bei 24 V - Impulsen den Zeiger eine Minute weiterbewegt. Die Steuerimpulse stammen von einem Uhrtaktgeber.

Telefonanlage

Jede Betriebsstelle, an der Zuglaufmeldungen zu tätigen sind, benötigt ein Telefon - daher ist eine Telefonanlage erforderlich:

Telefonanlage mit RUT-Anschluss

An der Telefonanlage werden deren Signale für die verschiedenen Nebenstellen alle auf die RUT gelegt, damit an den Betriebsstellen die Telefone an die RUT angeschlossen werden können.

Die Telefonanlage muss über genügend Anschlüsse verfügen, um alle Betriebsstellen, an denen Zuglaufmeldungen zu machen sind, auch mit einem Telefon ausstatten zu können. Auch für ein kleines Treffen reicht eine Anlage mit vier Anschlüssen kaum aus, sie sollte schon über sechs, besser acht Anschlüsse für Telefone verfügen.

Telefone

Jede Betriebsstelle benötigt für die Zuglaufmeldungen ein Telefon. Es werden Telefone verwendet, die an der eingesetzten Telefonanlage funktionieren. Im Regelfall sind dies ganz normale analoge Telefone. Schön sind natürlich "klassische" Telefone mit Wählscheibe, Tastentelefone tun's natürlich auch und sind bequemer.

Es ist immer gut, Adapter dabei zu haben, da man nie weiß, ob RJ11 und TAE aufeinander treffen werden.

SoundFRED

Die gesamte oben aufgeführte Technik ist für den typischen FREMO-Betrieb unerlässlich und zwingend erforderlich. Nicht zwingend sind verschiedene Sounds - aber sie machen den Betrieb vorbildnäher: Läuten und Pfeifen, z.B. an Bahnübergängen und insbesondere das Pfeifen bei Zugkreuzungen auf unbesetzten Betriebsstellen. Hierzu wurde ein kleines Gerätchen entwickelt, das in das bekannte FRED-Gehäuse passt und auf Knopfdruck verschiedene Geräusche abspielen kann. Mit Läuten, Pfeifen und Zp11 ("Kommen") kommt man bei der H0fine-Kleinbahn schon ziemlich weit. Darüber hinaus ist eine stationäre Montage für Umgebungsgeräusche ebenso denkbar. Verschiedene Sounds sind im Kleinbahnwiki downloadbar.

SoundFRED V 1.0

Weitere Informationen finden sich auf der Seite SoundFRED.

Bahnübergangssteuerung

Bei vielen Bahnübergängen der Kleinbahn handelt es sich um Feldwege und Nebenstraßen mit geringem Verkehr, so dass hier keine technische Sicherung des Bahnübergangs notwendig ist. Es genügt in diesem Fall die Aufstellung von Andreaskreuzen und das Freihalten der Sichtdreiecke. Bei größeren Straßen mit mehr Verkehr kann jedoch eine technische Sicherung mit Blinklichtern und eventuell sogar Schranken notwendig sein.

Technisch gesicherter Bahnübergang

Zur Ansteuerung dieser Sicherungsanlagen wurde von den Kleinbahnern eine modulare Steuerung entwickelt. Details finden sich auf der eigenen Seite zur Bahnübergangssteuerung.

Technikkoffer

Wer mit Modulen zu einem Treffen fährt, der benötigt auch die Technik drumherum. Diese packt man am Besten in einen Technikkoffer. Bei Streckenmodulen sieht das anders aus als bei Betriebsstellen.

Technikkoffer für Streckenmodule

  • Modulverbindungsschrauben
  • Modulverbindungskabel
  • LN-Kabel: mindestens so viele bzw. so lang wie die eigene Streckenlänge, besser mehr
  • LN-Boxen: mindestens so viele, um alle paar Meter eine platzieren zu können
  • RUT-Kabel: mindestens so viele bzw. so lang wie die eigene Streckenlänge, besser mehr; dazu Gender-Changer
  • Schienenreinigungsmaterial: Lappen, Reinigungsflüssigkeit, evtl. Rubber (nicht überall gern gesehen)
  • hilfreich: Wasserwaage, Meterstab, ggf. Werkzeug für die die Höhenverstellung der Beine

Wer das allererste Mal mit seinen allerersten beiden Streckenmodulen teilnimmt muss hier nicht erschrecken - da genügen durchaus Modulverbindungsschrauben und -kabel; danach sollte die Ausrüstung nach und nach vervollständigt werden, damit schlussendlich jeder obiges dabei hat. Redundanz schadet nie, es fällt mal etwas aus, es vergisst mal jemand etwas, ...

Technikkoffer für Betriebsstellen

Hier muss alles rein wie oben schon genannt, zusätzlich jedoch:

  • RUT-Box: eine pro Betriebsstelle, vielleicht gelegentlich eine zweite als Reserve
  • Telefon
  • Adapter TAE auf RJ11
  • Nebenuhr (für 24V) mit Halterung und Befestigungsmaterial
  • Uhrenkabel: Cinch-Kabel Stecker-Stecker und Stecker-Buchse, etliche Meter
  • Schlüssel: Zwei Weichenschlüssel, zwei Gleissperrenschlüssel, an Karabiner, an Umhängeband
  • Wagenkartenablage, z.B. zur Befestigung mit Schraubzwinge
  • FRED-Ablage, z.B. zur Befestigung mit Schraubzwinge
  • Booster (auch wenn nachher nicht alle im Einsatz sind); wichtig ist: er muss FREMO-tauglich sein!

Für Betriebsstellenbesitzer führt an obiger Ausrüstung kein Weg vorbei!

Technikkoffer für das Arrangement

Manche Dinge braucht man nur einmal pro Arrangement, wobei Redundanz natürlich nie schadet.

  • Zentrale
  • RailSync-Booster
  • Uhrtaktgeber
  • Telefonanlage
  • LN-Kabeltester
  • LN-Prüfer
  • Pol-Ei
  • Multimeter

Das muss rechtzeitig und langfristig koordiniert werden - es darf nichts fehlen, es werden aber z.B. auch keine 10 Uhrtaktgeber auf einem Treffen benötigt.

Aufbau der Technik und Zusammenspiel der Komponenten

Es ist sinnvoll, wenn nicht alle irgendwas irgendwo an der Technik arbeiten, sondern eine kleine Arbeitsgruppe eingeteilt wird, die sich auf dem kompletten Arrangement darum kümmert. Eine sinnvolle Vorgehensweise könnte sein:

Strom

  • 230 V verlegen an alle Stellen, an denen im Arrangement benötigt - das ist auf jeden Fall dort, wo Zentrale, Telefonanlage, Uhrtaktgeber, Booster stehen, eventuell an weiteren Stellen, z.B. für Stellwerkstechnik von Betriebsstellen. Dabei beachten: Anschluss nur per DI-Schalter; alles, was mit 230 V zu tun hat, liegt auf dem Boden! Manche DI-Schalter haben eine feste Einbauposition, also "oben" und "unten".

Geräte aufstellen

  • Zentrale (evtl. mit RailSync-Booster) aufstellen
  • Telefonanlage aufstellen
  • Uhrtaktgeber aufstellen

Fahrstrom

  • Fahrstromringleitung von Modul zu Modul ziehen - natürlich bis auf die Boostergrenzen.
  • Booster aufstellen - Anschluss an 230 V (s.o.), Anschluss zum Arrangement, Loconet s.u. Für Booster keine Schaltnetzteile, sondern Trafos verwenden - das kann sonst schwer zu findende Störungen verursachen.

Loconet

  • An jeder Betriebsstelle mindestens eine LN-Box anbringen, meist sind deutlich mehr erforderlich. (Eine FRED-Ablage in der Nähe ist sinnvoll.)
  • Weitere LN-Boxen an der Strecke verteilen.
  • Alle LN-Boxen von der Zentrale aus verkabeln. Die Verkabelung darf durchaus sternförmig sein.
  • Liegt ein Booster auf dem Weg der LN-Kabel, dann wird dieser einfach eingeschleift.
  • Nur nachgewiesenermaßen gute Kabel verwenden - schlechte Kabel können schwer zu findende Störungen verursachen. Der LN-Kabeltester prüft nicht die Kabelqualität, sondern nur, ob kein Adernbruch vorliegt oder der Stecker falsch gecrimpt wurde.

RUT

  • An jeder Betriebsstelle ein Telefon aufstellen.
  • An jeder Betriebsstelle eine Uhr aufstellen oder aufhängen.
  • An jeder Betriebsstelle eine RUT-Box aufstellen, Telefon anschließen, Uhr anschließen.
  • RUT-Boxen von der Telefonanlage aus verkabeln; ggf. sind Gender-Changer erforderlich.