Programmier-Gleis?

Die Ausgangsposition:

Eigentlich hatte ich an den Decoder-Einstellungen meiner Loks – abgesehen von den Digital-Adressen – bisher keine größeren Änderungen vorgenommen.
Um Loks computergesteuert fahren zu können ist es jedoch notwendig einige Parameter betreffend Fahrverhalten und Höchstgeschwindigkeit im Decoder anzupassen. Diese Änderungen an meinen Lok-Decodern geschieht nun größtenteils mittels der Freiwald-Software „TrainProgrammer^TM„, mit welcher man die Decoder-Funktionen auslesen und ändern kann.
Zusätzlich besitze ich einen „ESU-LokProgrammer“, mit welchem sich allerdings nur ESU-Decoder in einer grafischen Oberfläche ansprechen lassen. Ein Großteil meiner Loks besitzt jedoch ESU-Sound-Decoder, bei welchen sich mit dem ESU-LokProgrammer auch Änderungen am Sound bewerkstelligen lassen.

Meine schwarze „Z21“ besitzt einen Programmieranschluss, welcher während des Programmierens die Hauptgleise stromlos schaltet, so dass man während dem Programmiervorgang auf einem spezifischen Gleis eigentlich auf der sicheren Seite ist.

Mittels Hauptgleisprogrammierung (POM – Programming On the Main) lassen sich zwar die meisten Decoder-Einstellungen auf jedem Gleis der Anlage ändern, Voraussetzung ist jedoch dass man die richtige Lok-Adresse kennt, was bei größerer Anzahl an ähnlichen Loks nicht immer einfach ist. Auf einem Programmiergleis kann man jedoch alle Parameter der Loks auslesen ohne deren digitale Adresse zu kennen, da nur der Decoder in diesem Gleisabschnitt angesprochen wird. Auch wird hierdurch zuverlässig vermieden, dass unbeabsichtigt Änderungen an einer „falschen“ Lok vorgenommen werden.
(Alternativ kann man natürlich auch alle anderen Loks von der Anlage entfernen, was aber mit zunehmender Anzahl auch sehr zeitaufwändig ist).

Deshalb hatte ich bisher, zum Programmieren, nur ein einfaches (gut erreichbares) Gleisstück im Schattenbahnhof neben den Fahrgleisen liegen, welches an den Programmiergleis-Ausgang meiner Z21 angeschlossen war. Die Loks wurden dann bei Bedarf per Hand auf das Programmiergleis übergesetzt. Das Programmiergleis konnte durch umstecken der Kabel entweder vom entsprechenden Ausgang der „Z21“ oder vom „ESU Lok-Programmer“ gespeist werden.

Auf die Option, eine zusätzliche Weiche einzubauen um direkt in das Programmiergleis einfahren zu können, wollte ich anfangs verzichten da, wenn auf diesem Gleis nicht programmiert wird, das Gleis dann doch direkt von der „Z21“ mit Strom versorgt wird. Die an die Weiche anschließenden Gleise werden jedoch von einem „Littfinski“ Booster mit Strom versorgt, was beim überfahren der Trennstellen zum fließen von unerwünschten Ausgleichsströmen durch die Lok führen könnte (siehe hierzu auch „die Strom-Versorgung„).

Da es mich schon interessierte um welche Spannungsunterschiede es sich dabei handelt, und da man die digitale Gleisspannung nicht ohne weiteres messen kann, habe ich mir bei „Arnold’s Modell WEB“ https://amw.huebsch.at/ ein entsprechendes Messgerät gekauft.

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DCC_VM2_FB

Fertiggerät DCC Voltmeter blaue 7 Segmetanzeige

€ 17.00

So konnte ich wenigstens den Spannungsunterschied zwischen den verschiedenen Stromquellen messen und folgende Werte feststellen:

• Einspeisung über Booster 16,4 Volt (sind auf 16V eingestellt)
• Einspeisung über Programierausgang „Z21“ 17,6 Volt (ist auf 18V eingestellt)
• Einspeisung über ESU-LokProgrammer 14,4 Volt

Und dann habe ich doch meine Meinung geändert:

Beim Einmessen meiner ersten Loks wurde mir, nach unzähligem manuellem umsetzen von Haupt- auf Programmiergleis und zurück, bewusst dass es schon sehr praktisch wäre wenn man sich diese Handgriffe einsparen könnte. Jedoch müssten dazu schon einige Faktoren stimmen.

An ein solches, mit der Anlage verbundenes Gleis, stellte ich folgende Anforderungen:

• Das Gleis sollte wahlweise vom „Booster“, vom „Z1 Programmierausgang“ oder von meinem „ESU-Lokprogrammer“ gespeist werden.
• Es müsste jedoch absolut sicher gestellt sein, dass das Gleis immer nur von einer der drei oben genannten Quellen gespeist wird.
• Es sollte eine deutliche visuelle Rückmeldung darüber Auskunft geben auf welche Art das Gleis momentan mit Strom versorgt wird.
• Während des Programmierens müsste zuverlässig verhindert werden dass keine Überbrückung zwischen normalen Gleisen und Programmiergleis entstehen kann.
• Wenn möglich sollte das Programmiergleis auch als zusätzliches Abstellgleis benutzt werden können, und für diesen Fall auch mit zwei oder drei Rückmeldern ausgestattet werden.

Die Probleme:

Eine erste die Idee, die Spannungsquelle des Programmiergleises mittels Relais je nach Weichenstellung umzuschalten, habe ich schnell wieder aufgegeben. Nachdem ich einen entsprechenden Schaltplan gezeichnet hatte und alle Fehlermöglichkeiten überdacht hatte musste ich folgende Punkte feststellen

• Leider funktionieren die Rückmelder nur wenn das Gleis vom Booster gespeist wird, was nach umstellen der Weiche nicht mehr gegeben ist. So könnte dieses Gleis im Automatikbetrieb unmöglich als Abstellgleis benutzt werden.

• Auch traute ich mir nicht die Schaltung um den „ESU LokProgrammer“ zu erweitern da, wenn das Relais, aus welcher Ursache auch immer einmal nicht umschaltet, Gefahr für den „Lokprogrammer“ besteht. Und da ich aus Erfahrung weiß dass, wenn etwas schief gehen kann – es früher oder später auch schief gehen wird, wollte ich lieber auf diese Option verzichtet.

ESU schreibt in der Bedienungsanleitung des „LokProgrammer“:

Beachten Sie stets, dass das Programmiergleis und damit der
LokProgrammer von Ihrer Hauptanlage getrennt ist, da sonst
Schäden an der LokProgrammer-Hardware auftreten!

Anstelle die Schaltung mittels Relais zu gestalten, dachte ich mir dass normale Schalter eigentlich viel weniger störanfällig als Relais sind. Einmal fest verkabelt kann da eigentlich nichts mehr schief gehen. Auch kann man so selbst bestimmen wann welche Spannungsquelle anliegt. Nimmt man Wechselschalter so ist garantiert das der Stromfluss von der einen oder andere Richtung Quelle fließt, aber nie die beiden Quellen miteinander verbindet.
Mein größtes Problem war jedoch entsprechende Schalter mit der benötigten Anzahl an Kontakten zu finden. Am liebsten wäre mir ein Wechselschalter (ein-ein) mit sechs Kontakten, sowie ein weiterer Wechselschalter (ein-ein) mit drei Kontakten gewesen.

Da ich nur Schalter mit höchstens vier Wechselkontakten (zu akzeptablen Preisen) fand entschloss ich mich diese zu benutzen und ein zusätzliches Relais einzubauen um auf die benötigte Kontaktzahl zu kommen. Dabei geschieht die Stromversorgung des Gleises über den Schalter, während über das Relais die LED-Anzeigen sowie die Massen umgeschaltet werden. (Alternativ hätte man auch zwei Schalter nehmen, und die Kipphebel irgendwie mechanisch miteinander verbinden können)

Das Resultat all dieser Überlegungen:

Wollte ich wirklich ein Programmiergleis, so war es an der Zeit diesen Einbau vorzunehmen, so lange der Schattenbahnhof noch problemlos erreichbar ist.

Zuerst musste eine Weiche eingebaut werden, welches bedingt durch die bestehende Gleisgeometrie, eigentlich nur noch an einer Stelle ohne größere Umbauten machbar war.

Das anschließende, etwa 1,8 Meter lange Programmier-Gleis, habe ich in drei Abschnitte unterteilt.

• Nach der Weiche kommt ein etwa 30 cm langer Bereich, welcher nur in Grundstellung per Booster mit Strom und Masse versorgt wird. Sobald in einen der Programmiermodi umgeschaltet wird sind die beiden Schienen von jeglicher Einspeisung getrennt. So ist sichergestellt dass, während des Programmierens eine irrtümlich fahrende Lok erst diese stromlose Strecke überwinden müsste, und so keine Überbrückung herstellen kann. Dieses Teilstück ist beidseitig auf zwei Schienen gegen den Rest der Anlage isoliert.
• Der zweite 132cm lange, sowie der dritte Bereich stellen das eigentliche Programmiergleis dar.
• Der dritte Bereich von etwa 18cm Länge wurde nur eingerichtet, um ein genaues automatisches Anhalten am Gleisende zu gewährleisten. Dieser Bereich ist nur Plus-seitig gegen den vorherigen Abschnitt getrennt, und wird im Normalbetrieb von einem eigenen Melder überwacht. In den beiden Programmiermodi wird er jedoch mit der gleichen Spannung wie der vorherige Bereich versorgt.

So wechselt man mit dem ersten Schalter mit jeweils drei Kontakten die Einspeisung der drei Gleisabschnitte zwischen normaler Einspeisung via Booster und Gleisbesetztmelder oder dem zweitem Schalter. Der vierte Wechselkontakt schaltet das angeschlossene Relais in die entsprechende Position.

Mit dem Relais wird über einen Wechselkontakt entweder eine grüne LED, oder im zweiten Fall, weiter über den zweiten Schalter eine gelbe oder eine rote LED zum leuchten gebracht. Mit zwei weiteren Wechselkontakten wird jeweils die entsprechende Masse zum Gleis geschaltet. (Der vierte Wechselkontakt bleibt frei)

Sollte das Relais aus welchem Grund auch immer einmal nicht schalten so bemerkt man dass die LED’s nicht mit der Schalterstellung übereinstimmen. Im schlimmsten Fall könnte das Gleis plus-seitig von einer anderen Spannungsquelle versorgt werden als minus-seitig, was eigentlich nur dazu führt dass kein Strom fließen kann.

Der zweite Schalter wechselt mit je zwei Wechselkontakten Plus und Minus von „Z21-Programmiergleisanschluss“ gegen die entsprechenden Kontakte des „ESU-Lokprogrammers“. (Aus optischen Gründen habe ich zwei identische Schalter verwendet, wodurch beim zweiten Schalter ein Wechselkontakt unbelegt bleibt)

Die Umsetzung:

Wie alles elektrische Zubehör habe ich auch die Steuerung meines Programmiergleises auf ein klappbares Brettchen montiert, welches nur bei Bedarf nach unten geklappt, sichtbar wird.

Auf dem Brett befindet sich ein selbst-gedruckter Kasten welcher die drei LED’s sowie die beiden Schalter aufnimmt. Neben dem Schaltkasten befindet sich das Relais. Auf die Rückseite des Bretts habe ich eine Reihe „WAGO-Klemmen“ positioniert. Dies hat den Vorteil dass ich die gesamte Schaltung vor dem Einbau fertigstellen konnte. Später mussten nur noch die Gleisabschnitte, Belegtmelder, Trafo, Booster usw. per „WAGO-Klemmen“ unter der Anlage liegend anschlossen werden .

Zusätzlich habe ich ein zweites Kästchen gedruckt welches die Anzeige der drei LED’s wiederholt. Dieses Kästen wurde permanent sichtbar in der Nähe des PCs montiert .

Um sicher zu sein keine Denkfehler gemacht zu haben, wurde zuerst die Masse des Boosters angeschlossen, und geprüft ob je nach Schalterstellung die Masse nur an der vorgesehenen Stelle vorhanden war. Anschließend wurde der Booster Plus-seitig verbunden und wieder ausgemessen. Diese Prozedur wurde dann für „Z21“ Programmiergleisanschluss und ESU-LokProgrammer wiederholt. Hierbei wurden zusätzlich die Spannungswerte mit den vorher gemessenen Werten verglichen. Eigentlich war ich selbst etwas erstaunt als alles auf Anhieb funktioniert hat 😉

Abschließend wurden die Weiche, das Gleis sowie die drei Melder in das Stellwerk des „TrainController“ eingepflegt und alles konnte befahren werden.

Halt – da fehlt doch noch was – wo ist denn der Prellbock am Gleisende!

Da im Schattenbahnhof kein Stumpfgleis vorgesehen war hatte ich so ein Teil noch nicht vorrätig. Um dieses Projekt, welches schon wesentlich mehr Zeit als geplant in Anspruch genommen hatte, endlich abschließen zu können beschloss ich diesen Prellbock selbst herzustellen. Wozu hat man denn einen 3D-Drucker!
Da später niemand das Objekt je zu Gesicht bekommt, musste es ja nicht schön sondern nur funktionell sein.