ALAN in der Praxis. Wissenswertes, Technische Grundlagen und Ausblick. 02. April 2016 Verein Schweizerischer Digital-Modelleisenbahner

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1 ALAN in der Praxis Wissenswertes, Technische Grundlagen und Ausblick 02. April 2016 Verein Schweizerischer Digital-Modelleisenbahner

2 Übersicht Plug & Play versus Altanlagen Begriffe Vorteile des Verkabelungsprinzips Plug & Play vs. Adapter Die Bausteine Hersteller, Spurweiten, Systeme Das Farbsystem Betriebsmodi Digital / Analog Analogsignale Digitalformate Praxis-Beispiel Ausblick

3 Begriffe PSU BRAIN BASE BRICK BOX BRIDGE (Netzteile) (Gehirn, ~Zentrale) (Grundplatte) (Baustein) (Verteiler) (Adapter)

4 Verkabelungsprinzip Jeder Modellbahnartikel mit Kabel wir nur 1x angeschlossen an ALAN. Es gibt keine Querverbindungen! Verknüpfungen werden ausschließlich per Software vorgenommen = flexibel! Ein Schaltgleis schaltet also niemals eine Weiche oder ein Signal direkt! Das Schaltgleis wird an ALAN angeschlossen Die Weiche wird an ALAN angeschlossen Über die Ablaufsteuerung wird dann (beispielsweise) definiert: WENN Schaltgleis 12 betätigt DANN Weiche 01 auf abzweigend stellen Dieses Konzept muss man sich verinnerlichen!

5 Verkabelungsprinzip - Vorteile Das Steuerungssystem behält die volle Kontrolle über das Modellbahngeschehen Es können nahezu beliebige Steuerungen vorgenommen werden Leicht änderbar: nicht unter der Modellbahn-Anlage sondern an der Benutzer-Oberfläche! Beispiel: Jedes Gerät ist genau 1x mit dem System und nur mit dem System verbunden!

6 Verkabelungsprinzip - Vorteile Mehr Leistung? Einfach neues Netzteil anschließen! Beispiel: PSU PSU

7 Plug & Play versus Altanlagen ALAN unterscheidet sich hinsichtlich der Unterstützung von Endgeräten (Weichen, Signale, Anschlussgleise, Kontakte, Leuchten etc.) durch 2 wesentliche Betriebsmodi: Echtes Plug&Play (PnP) für kompatible Endgeräte mit dem ALAN Stecker Einfacher Anschluss nicht kompatibler Endgeräte über Adapter (BRIDGEs) Plug&Play stellt nach dem Einstecken weniger Fragen und verhindert falsche Anschlüsse vollständig BRIDGE erfordert mehr (im Allgemeinen vorhandene) Kenntnisse

8 Plug & Play Artikel Echtes Plug&Play (PnP) für kompatible Endgeräte mit dem ALAN Stecker Eigene Produkte wie Leuchten und Signale Für Märklin H0 Gleise (C-, K-) (Weichen, Entkupplungsgleise, Schaltgleise, Kontakte, ) Für Märklin Z Gleise (Weichen, Entkupplungsgleise, Schaltgleise, ) Für Märklin 1 Gleise (Weichen, Kontakte, ) Für LGB G Gleise (Weichen, Gleiskontakte, ) Für TRIX H0 Gleise (Weichen, Schaltgleise, Kontakte, ) Für MiniTrix Gleise (Weichen, Schaltgleise, Kontakte, ) Für KATO N Gleise (Weichen, Anschlussgleise, Kontakte, ) Für KATO H0 Gleise (Weichen, Kontakte, ) Für Rokuhan Z Gleise (Weichen, Anschlussgleise, )

9 Adapter (BRIDGE) Anschlussoptionen für Leuchten Licht-Signale mit gemeinsamer Anode Licht-Signale Viessmann Multiplex Form-Signale Weichen / Kreuzungen Anschlussgleise Entkupplungsgleise Schaltgleise Kontaktgleise Reed-Kontakte Motoren

10 Die Bausteine PSU (Power Supply Unit) PSU Ca. 60 Watt Ca. 200 Watt BRAIN (Gehirn) BRAIN-L aus Startpackungen (weniger Schnittstellen) BRAIN (Vollversion mit CAN, RS-485, Erweiterungen) BASE (Grundplatte) BASE-04 mit 4 Steckplätzen aus Startpackungen (nicht anreihbar, letztes BASE) BASE mit 16 Steckplätzen, bis zu 6x anreihbar BRICK BRICK-L für Weichen, Signale, Kontakte BRICK-M zusätzlich für Bahnstrom bis H0 DC (2x für Spuren Z und N) BRICK-H zusätzlich für Bahnstrom ab H0 AC und für reine Digital-Anlagen

11 Die Bausteine BOX (Verteiler) BOX-12L BOX-06L BOX-04L 12-fach (für Leuchten) 6-fach (für 2-Weg-Weichen, Kreuzungen, 2-begriffige Formsignale) 4-fach (für 3-Weg-Weichen, 3-begriffige Formsignale) MUX (Multiplexer) MUX-12H MUX-06H MUX-03H 12-fach (für bis zu 12 Abstell- oder Schattenbahnhofsgleise) 6-fach (für bis zu 6 Abstell- oder Schattenbahnhofsgleise) 3-fach (für bis zu 3 Abstell- oder Schattenbahnhofsgleise)

12 Die Bausteine BRIDGE (Adapter) BRIDGE-02L mit 2 Klemmen für Leuchten, Kontakte BRIDGE-02M mit 2 Klemmen für Bahnstrom BRIDGE-03L BRIDGE-04L mit 3 Klemmen für 2-Weg-Weichen, Kreuzungen, 2-begr. Formsignale) mit 4 Klemmen für 3-Weg-Weichen, 3-begr. Formsignale) BRIDGE-04M mit 4 Klemmen für 2x Bahnstrom Spuren Z und N BRIDGE-07L mit 7 Klemmen für potentialfreie Kontakte BRIDGE-12L mit 12 Klemmen für Schalt- und Kontaktgleise Märklin M-Gleise BRIDGE-ACH mit 2 Klemmen für Bahnstrom bei Wechselstrom-Betrieb (und DC/Digital)

13 Hersteller, Spurweiten, Systeme ALAN unterstützt Alle Spuren von Z bis G Alle Analogsysteme (Gleich- oder echter Sinus-Wechselstrom) Digitalsysteme (derzeit fx / MM und DCC) Mischbetrieb möglich (mit BRIDGE-ACH: Wechsel- / Gleichstrom + digital!) Alle Bediengeräte mit Webbrowser (Windows, ios, Android, Linux u.v.m.) Alle Bildschirmgrößen (vom Smartphone bis zum UHD/4K-Bildschirm) Alle Bildschirmorientierungen (Hoch- und Querformat) Bedienung mittels Gyrosensor für Weichen und Zuggeschwindigkeit Drehung des Gleisplans je nach Blick-/Bedienrichtung Freien Zoom ohne Verpixelung

14 Das Farbsystem ALAN ist ein kinderleicht handhabbares Stecksystem ALAN zeigt durch Farbmarkierungen schon vor dem Einstecken was passt ALAN Farbsystem befindet sich auch auf Verpackungen Wird dennoch ein Plug&Play-Endgerät falsch eingesteckt passiert NICHTS! Bei Adaptern (BRIDGEs) besteht ein gewisses Restrisiko (z.b. wenn statt einer Weiche eine LED ohne Vorwiderstand betrieben wird)

15 Das Farbsystem ALAN ist ein kinderleicht handhabbares Stecksystem ALAN zeigt durch Farbmarkierungen schon vor dem Einstecken was passt: PnP-Stecker / BRIDGE / BOX BRICK / BOX / MUX Nachfrage Angebot

16 Adapter für die Altwelt ALAN ist ein kinderleicht handhabbares Stecksystem ALAN zeigt durch Farbmarkierungen schon vor dem Einstecken was passt: PnP-Stecker / BRIDGE / BOX BRICK-L BRICK-M BRICK-H

17 Betriebsmodi Digital / Analog ALAN ist zunächst für gemischten Betrieb mit analogen und digitalen Fahrzeugen ausgelegt Einrichtung von Blockstrecken wie beim Vorbild Ansteuerung von Zubehör über Digital-Decoder ist immer möglich ALAN kann auch rein digital betrieben werden Einrichtung von einer oder mehreren Ringleitungen (Boosterstromkreise) Blöcke werden durch Rückmelder begrenzt ALAN kann also auch nur Zentralen ersetzen, Bedienung auch dann generell drahtlos und per Webbrowser

18 Betriebsmodi Digital / Analog ALAN unterstützt analog Gleichstrom-Betrieb und Wechselstrombetrieb (echtes Sinussignal) ALAN unterstützt derzeit digital DCC Märklin fx (Motorola / MM)

19 Praxis-Beispiele (1) Anschluss einer Weiche (2) Anschlussbeispiel Bremsbaustein (Spur 1 Märklin) (3) Anschlussbeispiel Blocksteuerung 1950er-Jahre (4) Blocksteuerung mit Digitalanlagen

20 Praxis-Beispiele (1.1/3) Anschluss einer Weiche (bzw. eines Weichenantriebs) ANALOG (mit Stellpult und Verteiler) L L 0 0

21 Praxis-Beispiele (1.2/3) Anschluss einer Weiche (bzw. eines Weichenantriebs) ANALOG (mit BRIDGE-03L)

22 Praxis-Beispiele (1.3/3) Anschluss einer 2-Weg-Weiche bzw. eines Weichenantriebs Anschluss eines Formsignals BRIDGE-03L S C R mit BRIDGE-03L 03-polig Ab BRICK-L verwendbar

23 BRICK Praxis-Beispiele (1.4/3) Anschluss einer Weiche (bzw. eines Weichenantriebs) ALAN Plug&Play noch einfacher

24 Praxis-Beispiele (2.1/3) Anschlussbeispiel Haupt- und Vorsignal Spur 1 ANALOG 4. Konventioneller Anschluss von Conventional connections for Raccordement conventionnel de Conventionele aansluiting van Quelle: L 0 0 B AC max. 16V AC/DC max. 16V

25 Praxis-Beispiele (2.2/3) Anschlussbeispiel Haupt- und Vorsignal Spur 1 DIGITAL Konventioneller Digitaler Anschluss Anschluss von von Conventional Digital connections connections for for Raccordement conventionnel digital de de Conventionele Digitale aansluiting aansluiting van van Quelle: L 0 0 B AC max. 16V AC/DC max. 16V L 0 0 B AC max. 16V Central Station Control Unit Booster

26 Praxis-Beispiele (2.3/3) Anschlussbeispiel Haupt- und Vorsignal Spur 1 ALAN

27 Praxis-Beispiele (2.4/3) Anschlussbeispiel Haupt- und Vorsignal Spur 1 ALAN Weitere Vorteile + Züge halten an Hauptsignalen ggf. langsam an (analog und digital) + Züge fahren an Vorsignalen ggf. langsam vorbei (analog und digital) + Vorsignale beziehen sich auf das tatsächlich nächste Hauptsignal + Signalstellung auch abhängig von Weichenstellung + Vorbildgerechte Überblendung der Signalbilder + Ohne Zusatzelektronik, ohne zusätzliche Kabel

28 Praxis-Beispiele (3.1/3) Anschlussbeispiel Blocksteuerung H0 Wechselstrom aus Märklin Signalbuch 0340 (1977) ANALOG Quelle:

29 Praxis-Beispiele (3.2/3) Anschlussbeispiel Blocksteuerung H0 Wechselstrom aus Märklin Signalbuch 0340 (1977) ALAN mit BRIDGE-ACH auch DC- oder Digitalbetrieb möglich

30 Praxis-Beispiele (3.3/3) Anschlussbeispiel Blocksteuerung H0 Wechselstrom aus Märklin Signalbuch 0340 (1977) ALAN Weitere Vorteile + Züge halten jetzt an Hauptsignalen ggf. langsam an (analog und digital) + Digitalbetrieb ist auch möglich + Keine Netz-Trafos nötig (früher 2 Stück) + Keine Gefahr eines Stromschlags durch Rückspeisung zwischen den Trafos + Keine Schaltgleise nötig (früher: 10 Stück) + Keine Verteiler (7209) nötig

31 Praxis-Beispiele (4.1/4) Blocksteuerung mit Digitalanlagen (Quelle: Der MoBa, Grundlagen Blockstreckensteuerungen bzw. automatischer Streckenblock gehören daher zu den wichtigsten Automatikschaltungen bei einer Modellbahn [ ] Funktionsprinzip Eine Blockstreckensteuerung soll verhindern, dass ein Zug auf einen anderen auffährt. Dazu wird die Strecke in einzelne "Blocks" aufgeteilt, die mit einem Signal gesichert sind. Ein Block ist also die Strecke zwischen zwei Signalen.

32 Praxis-Beispiele (4.2/4) Blocksteuerung mit Digitalanlagen (Quelle: Der MoBa, Blockschaltbild mit geschalteten Strecken (2 Blöcke) Die Blockstreckensteuerung muß erkennen können, wo sich Züge aufhalten. Dazu benötigt sie Besetztmelder. Einen Block unterteilt sie in mindestens folgende Abschnitte: Fahrtabschnitt Der Fahrtabschnitt reicht vom Anfang des Blocks bis ca. 1 m vor dem Blockende, d. h. dem nachfolgenden Blocksignal Haltabschnitt Der Haltabschnitt beginnt ca. 1 m vor dem Blockende. Er ist stromlos, wenn der nachfolgende Block besetzt ist (das nachfolgende Blocksignal also "Halt" zeigt) In der einfachsten Variante reicht es also, jedem Block einen Belegtmelder zuzuordnen. Wenn der Block besetzt ist, schaltet er den vor dem Block liegenden Haltabschnitt z. B. mit einem Relais ab.

33 Praxis-Beispiele (4.3/4) Blocksteuerung mit Digitalanlagen (Quelle: Der MoBa, Blockschaltbild mit sanfter Verzögerung und Beschleunigung (2 Blöcke) Nachteilig an der Einfachvariante ist, daß die Züge abrupt anhalten und anfahren. Wesentlich vorbildgerechter ist es, wenn die Züge vor einem "Halt"-zeigenden Signal langsam abbremsen und schließlich stoppen. Wenn das Signal wieder auf "Fahrt" geht, beschleunigt der Zug sanft. Dazu ist es notwendig, einen zusätzlichen Bremsabschnitt zwischen Fahrt- und Haltabschnitt einzufügen: [ ] Die Blocklogik enthält im wesentlichen ein ODER-Gatter, das die beiden Besetztmelder des nachfolgenden Blocks zusammenfasst sowie ein UND-Gatter, das bei besetztem eigenen Bremsabschnitt und besetztem Nachfolgeblock (Signal aus ODER-Gatter) den Bremsvorgang einleitet und den Haltabschnitt stromlos schaltet.

34 Praxis-Beispiele (4.4/4) Blocksteuerung mit Digitalanlagen Realschaltbild mit ALAN (2 Blöcke) Ohne Worte. Block 1 Block 2

35 Ausblick Nächste Schritte Weitere Hardware ALAN Multiplexer für Schattenbahnhöfe Abstellgleise MUX mit 3, 6 oder 12 Anschlüssen Funktioniert analog und digital! Ermöglicht mit 1 BRICK jeweils 1 aus (bis zu) 12 Gleisen zu befahren Weitere Möglichkeiten in Zukunft Verfügbarkeit voraussichtlich Juni 2016

36 Ausblick Nächste Schritte Weitere Software Ablaufsteuerung Basis: Grundlegende Bedingungen und Aktionen Klammern um die Grundbausteine für wichtige Anwendungen Fahrstraßen Fahrpläne Pendelzugstrecken Schattenbahnhof-Steuerungen Virtuelle Rückmeldungen Beliebige Auslöser wie Zugposition, Zeit uvm. Beliebige Aktionen wie Licht an, Zug abbremsen, Schranke schließen, uvm. Verfügbarkeit voraussichtlich 4. Quartal 2015

37 Ausblick Nächste Schritte Weitere Software Modulanlagen Treffen sich mehrere ALAN-Systeme z.b. auf Ausstellungen, dann kann man Die Gleispläne der Module wie den originalen Gleisplan zusammenstellen Die Steuerung funktioniert dann übergreifend für die gesamte Modulanlage Ermöglicht Module sowohl isoliert zu betreiben als auch kombiniert Gesamt-Gleisplan ist sofort verfügbar Verfügbarkeit ist noch offen

38 Ausblick Nächste Schritte Weitere Möglichkeiten der Hardware ZUKUNFT EINGEBAUT! BRAIN hat Kommunikationsschnittstellen für CAN und RS-485 BRAIN hat die Möglichkeit, Infrarot-Signale zu senden und zu empfangen BRAIN kann über WLAN und LAN praktisch jede moderne Funktion anbinden, die IP-basiert ist BRAIN hat eingebaute Schnittstellen für Hardware-Taster und LED-Ausleuchtungen Für noch höhere Leistungen können mehrere BRICKs parallel geschaltet werden (bis 9 Ampére pro BASE) Verlängerungskabel für BOX (bis 10 Meter)

39 Praxis Live-Demonstration Messe-Anlage Demo-Modus, manches ist nicht aktivierbar. Nicht allerneuester Entwicklungsstand.

40 Praxis Noch Wünsche? Vorschläge? Kritik? Fragen?