Neues Pult im Bf Bitburg
Der Hintergrund ist, dass wir in unserem Schattenbahnhof ein recht altes Pult haben, in dem viel neues eingebaut worden war, ohne dass dies richtig aufgeräumt wurde. Somit sind die letzten geplanten Änderungen kaum unterzubringen.
Außerdem haben wir ein Problem, wenn wir bei Wendezügen mit schiebender Lok fahren: die kurzen stromlosen Abschnitte liegen nur kurz vor den Ausfahrtweichen und somit würde die Lok nicht automatisch stehen bleiben.
Als letzten Grund sehen wir auch, dass wir zwar mit der Z21 und der Smartphone-Steuerung der Züge moderne Technik nutzen, aber die Pulte immer noch auf dem ganz alten Stand sind.
Als Fazit haben wir uns nach längeren Diskussionen entschlossen, einen Minicomputer (Raspberry Pi) zur Steuerung und einen Touchscreen zur Bedienung einzusetzen. Allerdings wird die Steuerung der Züge nach wie vor per Handregler (analog oder via Z21) erfolgen.
Ich beschreibe hier nicht alle technischen Details, sondern mehr das Prinzip.
Der Computer
Wir steuern das ganze mit einem Programm auf einem RaspberryPi Minicomputer. Neben dem günstigen Preis und der kleinen Bauform war uns wichtig, dass er schon einige I/O-Signale bietet und den I²C Bus gut unterstützt. Über diesen Bus werden Platinen mit I/O-Extendern angesteuert, die entsprechende Aufgaben übernehmen:
- bis zu 16 Lichtschranken als Eingänge anschließen
- bis zu 3 * 8 Gleisrelais schalten (immer 2 Ausgänge für ein bistabiles Relais)
- bis zu 3 * 8 Weichen schalten (immer 2 Ausgänge pro Weiche)
- weitere 16 Ausgänge um die Stromversorgungen zu schalten
Wir haben uns für die bistabilen Relais entschieden, damit vom Computer nur kurze Schaltimpulse gegeben werden müssen.
Das Programm
Das Programm auf dem RaspberryPi ist mit der Qt-Library selber geschrieben und stellt den kompletten Bahnhof als symbolisches Gleisbild dar. Man kann die einzelnen Weichen auf dem Touch-Screen antippen um sie zu schalten. Genauso werden die Taster in den Gleisabschnitten betätigt um die Fahrstrasse einzustellen bzw. das Gleis wieder frei zu geben.
Wenn man eine richtige Maus anschließt, kann man per rechter Maustaste den Gleisplan jederzeit verändern.
Bei den Tastern und den anderen Elementen kann jeweils eine Funktion hinterlegt werden. Die Syntax ist an der Sprache C angelehnt, allerding mit speziellen Befehlen zum Steuern der Relais und Weichen.
Dieses Programm war auch die Grundlage für eine Weiterentwicklung: die Steuerung unserer Module basiert auf diesem Ansatz.
Lichtschranken
Durch Lichtschranken kurz vor den Ausfahrtweichen kann der Computer erkennen, wenn ein Zug (Lok oder Wagen) darüber fährt. Damit kann das Programm das komplette Gleis abschalten und jeder Zug hält an. Dazu muss natürlich der bisherige kurze stromlose Abschnitt auf das ganze Gleis ausgedehnt werden.
Jetzt werden einige sagen: dann hätte man auch mit Schaltern weiter fahren können. Stimmt, aber es sind trotzdem viele Fehler möglich, da wir es bislang gewohnt waren, den Zug in das Gleis fahren zu lassen, bis er steht. Dann müsste man auf jeden Fall mehr aufpassen. Das ist bei Hochbetrieb oder Zuschauern nicht möglich.
Die Reflex-Lichtschranken werden von unten zwischen den Schwellen eingebaut und erkennen alles, was sich kurz oberhalb des Gleises befindet. Sie sind gegen Fremdlicht geschützt, also die Lampe an der Decke stört nicht. Allerdings gibt es sehr wenige Loks bzw. Wagen, die nicht erkannt werden, da sie einen zu rauen Unterboden haben und das Licht nicht gut reflektieren. Hier muss dann ein kleines Klebeband aufgeklebt werden.