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Die nachfolgende Umbauanleitung wurde mit grösster Sorgfalt erstellt. Trotzdem erfolgt der Nachbau auf eigene Gefahr und wir übernehmen weder Verantwortung noch Haftung für eventuell entstehende Schäden jedweder Art. Der Umbau geht über den "normalen" Gebrauch hinaus, so dass Garantie- und Gewährleistungsansprüche erlöschen. Umbau geht über den "normalen" Gebrauch hinaus, so dass Garantie- und Gewährleistungsansprüche erlöschen. Worum geht es März 2013. Der "Slotbaer Dualumbau" verwendet viele Digital-Komponenten weiter. Aber da die IR Sensoren des Carrera Digital Systems auf IR Signale mit festgelegten Frequenzen reagieren, war bisher eine Zeitmessung mit den Digitalkomponenten nicht ohne weiteres möglich. Dieses Projekt beschreibt eine (relativ) einfache Methode CU oder Rundenzähler 30342 auch im Analogbetrieb als Zeitmesssystem zu verwenden. D.h. man kann im Analog Modus die selbe Software verwenden wie im Digital Modus. Was soll's denn können
CU oder Rundenzähler 30342 (CU oder Rz.) Die Anleitung bezieht sich auf die Verwendung mit der CU oder dem Rundenzähler 30342 ohne Lichtschranken im Slot. In allen folgenden Beschreibungen sind CU und Rz. beliebig austauschbar, an der einen Stelle wo es einen Unterschied gibt, wird darauf hingewiesen. Der Rundenzähler mit Lichtschranke im Slot kann mit sehr geringen Änderungen am Projekt, verwendet werden. Da ich aber keinen solchen Rundenzähler mehr habe, kann ich dies nicht testen und beschreibe es deshalb auch nicht. Sollten sie Interesse haben und dies testen wollen, schicken sie mir eine Mail und ich sende ihnen eine Liste der nötigen Änderungen per Mail. Prinzip Das Bild zeigt die Anschlüsse der IR Sensoren vor und nach dem Umbau. beachten sie, dass der Dualumbau selbst keine Rolle spielt und deshalb auch nicht eingezeichnet wurde.
Die Digital Sensoren sind mit je zwei Kabeln mit der CU verbunden. Die blauen Kabel führen das jeweilige IR-Signal. Obwohl beide Kabel im selben Blau gehalten sind dürfen sie nicht verbunden werden. Die gelben Kabel übertragen die 5V Spannung und können verbunden werden. Aus diesem Grund ist beim Umbau in der rechten Hälfte nur ein gelbes Kabel zwischen CU und DoppelHerz (DH) eingezeichnet. Dafür gibt es ein zusätzliches schwarzes Kabel zwischen DH und CU. Dies führt die zu den 5V gehörende Masse und darf nicht von den Schienen abgenommen werden. Die Masse wird vom DH sowohl für die Analog Sensoren (Grün) als auch zur Versorgung der IR Leds (Rot) benötigt. Das rote Kabel ist die positive Versorgungsspannung für die IR Leds. Die IR Leds sind in Reihe geschaltet. Die Verbindung zwischen diesen wird mit der lila Verbindung dargestellt. Die beiden grünen Kabel sind mit den im Digtalmodus signalführenden Leitern verbunden und dienen der automatischen Erkennung des Betriebsmodus. Für den Fall, dass die Spuren in unterschiedlichen Modi betrieben werden, hat jede Spur ihren eigenen Anschluss. Später werden die Kabel nicht nach ihrer Farbe, sondern dem übertragenen Signal benannt.
Signale mit der selben Nummer am Ende gehören zur selben Spur. Baugruppen und Aufbau Aus dem Bild ergibt sich die Aufteilung in CU mit Digital Sensoren, DH und Analog Sensoren. DH hat je einen viepoligen Stecker für die Verbindung mit den Analog Sensoren und für die Verbindung mit der CU. Ferner hat DH zwei Kontakte für den Anschluss der Fahrspuren. Man muss natürlich keine Stecker verwenden, sondern kann die Kabel direkt verlöten, aber es erleichtert mir die Beschreibung. Änderungen an CU bzw. Rz. und den Digital Sensoren Es sind keine Änderungen nötig, es werden nur Signale über Kabel herausgeführt. Und an eine vier polige Buchse geführt. Die Buchse führt die folgenden Signale:
Das Bild zeigt wo die Signale bei CU und Rz.30342 abzunehmen sind. Interessant ist, dass die 5V Leitungen beim Rz. 30342, die identische Signale tragen unterschiedliche Farben haben, die IR Signale, die unterschiedlich sind, aber die selbe Farbe haben.
Analog Sensoren und IR Leds Die Analog Sensoren und IR Leds bilden zwei Gabellichtschranken. Wenn man möchte kann man statt getrennter Sensoren und Leds auch fertige Gabellichtschranken nehmen. Ich habe mich für getrennte Sensoren und Leds entschieden da ich das Einpassen in die Schiene so einfacher finde. Die IR Leds werden in Reihe geschaltet, die Emitter der IR Transistoren (Analog Sensoren) werden mit Masse (GND) verbunden. Die Kollektoren der IR Transistoren liefern das Durchfahrtssignal. Die Signale werden ebenfalls auf eine 4 polige Buchse geführt. Wenn man die Lichtschrankenplatine aus einem ProX kompatiblen Rundenzähler hat, kann man diese verwenden. Die Steckerbelegung entspricht der Belegung der Pins dieser Platine.
Das Schaltbild dazu:
Schaltplan und Funktionsweise
 SV1 und SV2 sind die Stecker für die Analog Sensoren (SV1) und die CU (SV2). SPUR1 und SPUR2 sind die Anschlüsse für die jeweiligen im Digitalmodus signalführenden Fahrbahnleiter. IC1 bildet mit seinen Bauteilen zwei Rechteckgeneratoren. Der untere erzeugt ein Signal mit einer Frequenz, die dem des IR Signals eines Fahrzeuges mit ID1 entspricht, der obere erzeugt ein Signal mit einer Frequenz, die dem des IR Signals eines Fahrzeuges mit ID2 entspricht. Wenn man sich die Schaltung ansieht, erkennt man, dass es zwei identische Schaltungsteile gibt. Jeweils einen für jede Spur. Beide funktionieren auf dieselbe Art und Weise. Ich beschreibe deshalb nur die Funktion für Spur 1. Ich beschreibe die Funktionsweise hoffentlich allgemein verständlich. Falls die technische Korrektheit darunter leidet, so mögen es mir die Elektroniker verzeihen. Wir betrachten die Sache unabhängig von den Gegebenheiten digital. D.h. jedes Signal ist entweder Positiv oder Negativ. Darüberhinaus kann ein Signal stark oder schwach sein. Liegen ein schwaches und ein starkes Signal an der selben Leitung an, so nimmt die Leitung den Zustand des starken Signals an. Ansonsten passiert nichts. Liegen zwei starke Signale an einer Leitung an und ist eins positiv und eins negativ, so liegt ein Kurzschluß vor, den muss man vermeiden. Im Normalfall ohne Umbau, liegt an DIGITAL1 das Signal des digitalen Sensor an. Steht kein Auto über dem Sensor ist es schwach Negativ. Steht ein Auto über dem Sensor, so wird es jedesmal, wenn die IR Led des Autos aufleuchtet stark positiv. Da die Led blinkt wechselt das Signal dann ständig zwischen schwach negativ und stark positiv. Die Frequenz mit der die Led blinkt hängt von der Fahrzeug Id ab. Will man, dass die CU ein Auto erkennt, so muss man so ein Signal erzeugen und auf DIGITAL1 einspeisen. IC1 enthält zwei Timer, die Signale mit fester Frequenz erzeugen. Der eine ein Signal mit der Frequenz für Fahrzeug 1 und der andere mit der Frequenz für Fahrzeug 2. Das Signal aus IC1 ist allerdings immer stark positiv und stark negativ. Da der Digital Sensor ein stark positives Signal erzeugen könnte und IC1 gleichzeitig ein stark negatives Signal, könnte ein Kurzschluß entstehen. Dieser wird dadurch verhindert, dass der Ausgang von IC1 nicht direkt, sondern über eine Diode, mit DIGITAL1 verbunden wird. Die Diode ist so angeordnet, dass sie das negative Signal aus IC1 nicht durchlässt. D.h. DIGITAL1 ist immer schwach negativ, sollte aber der Digital Sensor oder IC1 einen positive Impuls erzeugen, so wird es stark positiv. Das Problem ist nun, dass IC1 ständig seine positiven Impuls auf DIGITAL1 schickt, so als ob ständig ein Auto über dem Sensor stünde. Das ist natürlich ungewollt. Die Impulse sollen nur von IC1 übernommen werden, wenn Analog-Betrieb herrscht und wenn ein Auto die Lichtschranke durchfährt. Da IC1 einen Eingang hat, der uns die Impulse unterdrücken lässt, formulieren wir das um: IC1, soll die Impulse unterdrücken, wenn kein Analog Betrieb herrscht oder wenn kein Auto die Lichtschranke unterbricht. Der Reseteingang von IC1 unterdrückt die Impulse, wenn er negativ wird. Der Reseteingang wird über einen Widerstand auf schwach positiv gelegt. D.h. IC1 unterdrückt die Impulse, sobald wir ein stark negatives Signal an ihn anlegen. Zum einen sollen die Impulse unterdrückt werden, wenn kein Auto in der Lichtschranke steht. Das Signal ANALOG1 ist das Signal von der Lichtschranke. So wie die Sensoren beschaltet sind, ist es stark negativ, wenn kein Auto in der Lichtschranke steht und nichts, wenn ein Auto die Lichtschranke unterbricht. "Nichts" heißt er beeinflusst das was schon da ist nicht. Das ist genau, was wir wollen. Also können wir ANALOG1 direkt mit dem Reseteingan verbinden. Der zweite Fall, in dem Impulse unterdrückt werden sollen ist Digital-Betrieb. Im Digital-Betrieb liegt auf einem Fahrbahnleiter das Digitale-Fahrbahnsignal an; im Analog-Betrieb liegt auf dem selben Leiter Masse an. Diese Signal kommt als SPUR1 auf die DH Platine. Das Signal wird dazu benutzt einen Konendator zu laden. Dieser wird sich entweder auf Masse entladen oder nahezu auf die Bahnspannung aufladen, je nach dem ob SPUR1 Masse oder das Digitale-Bahnsignal führt. Da der Kondensator die Daten aus dem Bahnimpuls löscht, muss man ihn von den Bahndaten über eine Diode entkoppeln. Der Kondensator wird nun mit der Basis des Transistors T1 verbunden. Ist der Kondensator geladen (Digital-Betrieb), so schaltet der Transistor und sein Ausgang wird stark negativ. Ist er entladen (Analog-Betrieb) so sperrt der Transistor und sein Ausgang ist nichts (s.o.). Und das ist genau das was wir für den Reseteingang von IC1 brauchen. Im Digital-Betrieb stark negativ, verhindert er das erzeugen von Impulsen und im Analog-Betrieb beeinflusst der Transistor den Reseteingang nicht. Zusammenfassend: ANALOG1 macht den Reset Eingang stark negativ, wenn kein Auto die Lichtschranke unterbricht. Ansonsten macht er nichts. T1 macht den Reset Eingang im Digital Betrieb stark negativ, im Analog Betrieb macht er nichts. Machen ANALOG1 und T1 nichts, so ist der Reseteingang schwach positiv und IC1 erzeugt seine positiven Impulse, die er über DIGITAL1 an die CU schickt. Elektronischer Aufbau Ich habe eine Platine gefräst, aber man kann die Bauteile genau so gut auf einer Lochraster- oder Lochstreifenplatine aufbauen. Alle Bauteile sind handelüblich und gut erhältlich. Der oben gezeigte Prototyp verwendet andere Stecker, da ich meine Standard Sensorleiste statt der Original Sensoren verwendet habe. Die Bauteilliste ohne Platine, Stecker und Kabel mit den Preisen von Reichelt (März 2013)
Mechanischer Aufbau Am einfachsten geht es, wenn man die Schiene eines ProX kompatiblen Rz. 30342 bekommen kann. Dann hat man die Gablelichtschranken und DIGITAL Sensoren schon passfertig. Andernfalls hat man die Digitalsensoren schon montiert und muss nur noch die Analog-Sensoren mit ihren IR Leds unterbringen. Ich habe mit einer Proxxon Bohrmachine entsprechende Schlitze von unten in die Leiter und ihre Abdeckung gefräst. Und die Sensoren und Leds stecken in den Leitern und schauen sich durch Schlitze über den Slot hinweg an. So, wie es Carrera beim ProX kompatiblen Rundenzähler vormacht, aber nicht so professionell in der Ausführung. Als Alternative, kann man die IR Leds auch in eine Lichtbrücke einbauen und die Analog Sensoren, so wie die Digital Sensoren, in die Fahrbahndecke einlassen. Es bietet sich an in diesem Falle statt LPT80A und IRL81A Sensoren und Leds mit rundem Gehäuse zu verwenden. Z.B. SFH309-FA und SFH409. Blaue, Weiße, Rote und schwarze Leitkiele. Die Zeiten des einfachen schwarzen Leitkiels sind vorbei. Leider lassen die nicht schwarzen Leitkiele zum Teil IR Licht durch und reduzieren das Licht nicht genug, um die Lichtschranke zu unterbrechen. Durch Erhöhen des Widerstandes R11 wird die Helligkeit der IR Leds verringert und irgendwann, ist der Lichtstrom schwach genug, um auch von diesen Leitkielen geschluckt zu werden. Bei Carsten funktionieren Widerständen zwischen 1,2kΩ und 2kΩ (größere Werte hat er nicht getestet) mit normalen schwarzen, weißen von NSR und orangenen Leitkielen von Frankenslot. Sollte sich auch mit größeren Widerständen keine Lösung finden lassen, bleibt noch die Möglichkeit eine Lichtbrücke statt einer Lichtschranke zu verwenden. |
