Fahrregler
Modellbau > Modellbahn
Das Buch, das alles ins Rollen brachte
Dieses Buch hat mich inspiriert das Thema Fahrregler aufzugreifen. Die dargestellte Schaltung war noch für das 2-Leiter System und musste angepasst werden, die Menge der Bauteile passte gerade mal auf eine EURO-Platine, Aber der Effekt auf die Fahreigenschaften der Fahrzeuge war beeindruckend!
darin der erste Schaltungsvorschlag
So folgten immer wieder Versuche mit anderen Endstufen, geänderten Taktgebern kompakterem Aufbau usw. Aus der langen Entwicklungsreihe sollen hier zwei Ausführungen vorgestellt werden, die lange Zeit bei mir im Einsatz waren / sind. Eine mit konventionellen Bauteilen und die letzte mit einem µ-Controller.
Fahrregler (1) - konventioneller Aufbau
Die Fahrregler-Platine als Steckmodul
Nebenstehend ist die der Fahrregler (1) zu sehen. Die Taktung für die PWM-Spannung erfolgt über das NE555-IC. Damit wird abhängig von der Potistellung das Puls-Pause-Verhältnis erzeugt. In der Endstufe sorgt ein L200 - eigentlich ein Spannungs-Regler-IC - für eine stabilisierte 18V-Spannung. Die PWM-Taktung wird auf den Strombegrenzungseingang des L200 gelegt, wodurch er am Ausgang entsprechend der Taktung zwischen 0V und 18V wechselt. Der Kondensator und der Poti-Widerstand ist dabei so gewählt, dass sich eine Taktfrequenz von ca. 125 Hz ergeben. Gut zu sehen ist, mit wie wenig Aufwand eine sehr gut funktionierende PWM-Steuerung zu realisieren ist.
Wegen der Wartungsfreundlichkeit habe ich alles steckbar ausgeführt. So kann bei einem eventuellen Defekt die Platine schnell ersetzt, geprüft und repariert werden. Die Platine mit den Slot-Buchsen sowie Schalter und Poti werden fest im Schaltpult eingebaut, weil da in aller Regel keine Ausfälle vorkommen. Am Schalter (tastend-aus-rastend) zu sehen ist das grüne Kabel mit der Umschaltspannung, das rote als Ausgang zum Gleis und das Schwarze mit der PWM-Spannung zum fahren.
Die Slot-Platine mit den vier Einschüben
Fahrregler (2) - Ausführung mit µ-Contoller
Fahrregler Ausführung mit µ-Controller
Weil mich der Virus der µ-Controller erfasst hatte, habe ich zunächst einmal nur die Taktstufe des einfachen, oben vorgestellte Fahrreglers (1) auf µ-Controller umgestellt. Weil das so problemlos funktionierte, kam dann die Idee einer Luxus-Variante auf, mit einstellbarer Brems- und Beschleunigungszeit, Not-Aus-Funktion, Anzeige der Geschwindigkeitsstufe, optimierte Kurzschlusserkennung…. So wie auf den nebenstehenden Bildern zu sehen. Der Aufbau ist zwar etwas aufwendiger, aber er lohnt sich!
Die Endstufe mit dem L200, die Fahrspannung nach dem PWM-Prinzip, die Umschaltung mit der negativen Spannung und der Aufbau mit den steckbaren Platinen hatte sich bewährt und findet sich deshalb auch in dieser Ausführung wieder. Der Wechsel von umschalten-aus-fahren übernehmen hier die beiden Relais auf der Platine. Mit dem 'Schalter' (Tasten-aus-Tasten) wird hier - im Gegensatz zu der obigen Variante - nur der Startimpuls für den Brems- / Beschleunigungsvorgang bzw. das Umschalten gegeben. Die Taktung der PWM, das Ändern der Geschwindigkeit, das Umschalten, die Kurzschlussüberprüfung, die Steuerung der Anzeigen, alles das übernimmt hier der µ-Controller. Und eben dadurch lassen sich hier die Funktionen sehr einfach über die Software ändern und anpassen. Nur bei der Brems- / Beschleunigungszeit habe ich mich für die manuelle Einstellung per Poti (auf der Platine) entschieden.
Einbausituation der Fahrregler
Links im Bild zu sehen ist der Einbau der Platinen im Schaltpult mit dem Poti, der Anzeige und dem Taster in der Bedienleiste. Rechts sieht man den elektrischen Aufbau skizziert.
elektrischer Anschluss der Fahrregler
Wie oben schon erwähnt, sind die beiden oben beschriebenen Ausführungen des Fahrreglers sind nur die wichtigsten in einer längeren Reihe von den Entwicklungen. Der erste Versuch passte gerade mal auf eine Euro-Platine (100x160mm) mit einer Transistor Endstufe BC3022 und zwei NE555 für die Taktung. Dann folgten Reduktion auf einen NE555 für die Taktstufe, später der Ersatz der Tranistor-Endstufe durch den L200 wodurch die Spannungsstabilisierung und das Schalten der PWM-Impulse mit einem Bauteil realisiert wurde. Es folgte ein Prototyp mit Taktung per µ-Controller und dann, als aktueller Endstand, wie oben beschrieben die Ausführung mit µ-Controller.
Hier kann man dann über die Software alle möglichen Spielereien einbauen, die vorher nur mit erheblichem Aufwand möglich waren.
Seine Zuverlässigkeit hat das System jetzt seit über 20 Jahren unter Beweis gestellt. Weder an den Fahrzeugen, noch an der Steuerung zeigten sich Probleme, daher kann ich das System guten Gewissens weiter empfehlen. Für Interessierte stelle ich (auf Anfrage - Kontaktformular) gern Schalt- und Bestückungspläne sowie Software zur Verfügung.