Das digitale Stellwerk

Transkript

1 Das digitale Stellwerk Michael Prieskorn, M6400, m letzten user wurde ausführlich eine Loksteuerung mittels Computer vorgestellt, aber das Märklin Digitalsystem kann noch mehr. Auch die Steuerung sämtlicher Magnetartikel kann per Macintosh erfolgen. Grundlagen Diese Daten werden im Prinzip genauso übertragen, wie bei der Loksteuerung. Damit es aber zu keiner Ve r w e c h s e l u n g kommt, liegt die Frequenz bei 9625 Hz, also dem doppeltem der Lokfrequenz. Eine gegenseitige Beeinflussung der Daten wird so ausgeschlossen. Auch hier werden zwei Datenpakete schnell hintereinander übertragen, und nur wenn sie übereinstimmen, werden sie vom Empfänger akzeptiert. Ein Datenpaket besteht aus 9 Bits. Die ersten vier enthalten die Decoderdresse und sind trinär codiert (Trinäre Codierung, user 1/97), Bit 5 ist unbenutzt und die Bits 6 bis 8 enthält Ausgangsadresse des Decoders (jeder Decoder hat 8 Ausgänge). Das letzte Bit schließlich zeigt an ob der Ausgang ein- oder ausschalten soll. Um einen beliebigen Magnetartikel (Weiche, Signal, Entkupplungsgleis) zu schalten, muß dieser an einen speziellen Decoder angeschlossen werden. Einen solchen Decoder mit der Bezeichnung k83 zeigt das Bild unten. In jedem k83 sitzt ein achtpoliger DIP-Schalter auf die Adressen 1 bis 64 eingestellt, können maximal 256 doppelspulige Magnetartikel geschaltet werden. Anschluß Ein Decoder k83 kann vier einfache Weichen bzw. Signale oder acht Entkupplungsgleise schalten. Zur Stromversorg u n g wird er mit einem roten und braunen Kabel ans Gleis, besser direkt an Control Unit oder Booster angeschlossen. Jeder der vier Ausgänge hat einen gelben und zwei blaue Anschlüsse, die mit den entsprechenden Magnetartikel, hier einem Signal, verbunden werden. Decoder älterer Bauart hatten weniger starke Leistungstransistoren, und man durfte pro Ausgang nur ein Signal betreiben. So mußte ein dazugehöriges Vorsignal, das immer den selben Zustand wie das Hauptsignal anzeigt, an einen extra Decoder angeschlossen werden. Dieser erhält dann die selbe Codenummer. Es fällt leicht diese alten k83 zu erkennen: die Schalttransistoren haben ein halbrundes Gehäuse, während die neuen eckig mit einem Loch in der Mitte sind. Programmierung Magnetartikel per Computer zu schalten gestaltet sich genauso einfach wie die Loksteuerung. Zum einen gibt es zwei sogenannte Infozeichen. Das Infozeichen mit der Nummer 33 veranlaßt den k83 den grünen Ausgang auf Masse zu legen. Das entspricht dem drücken der grünen Taste an einem konventionellen Stellpult. Das Infozeichen für den roten Ausgang hat die Nummer 34. Sobald dieses Zeichen den Computer verlassen hat, muß die Decoderadresse (1 bis 256) folgen. Damit wäre der gewünschte Magnetartikel geschaltet. Mit Ausnahme der modernen Weichenantriebe der K-Gleise haben die Spulen keine Endabschaltung. Bei der jetzigen Stellung des k83 würden die Antriebe nach einigen Minuten durchbrennen. Es muß also noch ein Befehl folgen, der den Strom wieder abstellt. Dieses Infozeichen hat die Nummer 32. In unserem Beispiel habe ich den Decoder k83 auf die Nummer 1 eingestellt und ein einfaches Form-Hauptsignal an den Ausgang 1 angeschlossen. In Q-Basic für IBM-kompatible Computer sollte der Befehl zum schalten auf grün so aussehen: PRINT#1, CHR$(33)+CHR$(1); PRINT#1, CHR$(32); Zwischen den beiden Befehlen soll ein Zeitraum von 80 bis 1000 Millisekunden liegen. Damit wird gewährleistet, das das Signal wirklich geschaltet wird. Besonders alte Magnetantriebe können etwas schwergängig sein und einen längeren Zeitraum brauchen. Bei 150 Millisekunden sollten alle Antriebe fehlerfrei arbeiten. 2

2 HyperTalk Der Buttonscript in HyperCard sieht so aus: get HyperSerial(write,modem,33) get HyperSerial(write,modem,1) get HyperSerial(write,modem,32) Wichtig sind die Wait-Befehle mit einer Mindestlänge von 2 ticks. Eine Sekunde ist 60 ticks lang. Wird der erste Wa i t weggelassen ist es nicht so schlimm, das Signal reagiert meist nicht. Vergißt man dagegen den zweiten Wait-Befehl, schaltet der k83 nicht wieder ab, und nach einiger Zeit brennt die Spule am Signal durch. Der korrekte Empfang des 32er-Befehls läßt sich sehr einfach kontrollieren. Während der Magnetantrieb schaltet, wird die Beleuchtung kurzfristig dunkler. Kommt dieser Befehl nicht, ist die Beleuchtung immer etwas dunkel, nur beim Schaltvorgang wird sie kurz heller. Manchmal ist auch ein leichtes Summen zu vernehmen. Besser ist es nicht den Port direkt im XFCN anzugeben, sondern unsere in Stackscript definierte Variable zu benutzen: global theserport get HyperSerial(write,theSerPort,33) get HyperSerial(write,theSerPort,1) get HyperSerial(write,theSerPort,32) Um das Signal wieder auf rot zu stellen, legen wir einen zweiten Button an: -- Magnetartikel gerade/grün schalten on GeradeGrün get HyperSerial(write,theSerPort,33) -- Spulenstrom einschalten get HyperSerial(write,theSerPort,MagnetartikelNr) -- Adresse senden get HyperSerial(write,theSerPort,32) -- Spulenstrom ausschalten end GeradeGrün Anstatt das Signal über zwei Buttons zu steuern, ist einer mit wechseldem Icon viel eleganter, wie wir ihn schon aus dem letzten user kennen: if the icon of me is then -- wenn Signal rot set the icon of me to set the icon of me to Auffällig an dem Script sind die Iconnummern. Sie müssen nicht absolut sein, sie können auch berechnet werden. Damit werden die Iconnummern übersichtlicher. So setzt man z.b. für ein Haltsignal fest, für Grün Läuft der Schienenstrang statt von unten nach oben von rechts nach links designt man zwei neue Icons um 90º gedreht und nennt sie und usw.. So braucht man im Script nur die Additionsziffer zur Iconnummer ändern ( und ). global theserport get HyperSerial(write,theSerPort,34) get HyperSerial(write,theSerPort,1) get HyperSerial(write,theSerPort,32) Auch hier haben wir die Möglichkeit die Benutzung von Unterprogrammen. Es gibt jeweils eines zum Rotschalten eines Signal, bzw. Rundschalten einer Weiche. Zuerst definieren wir nach on openstack die neue Variable MagnetartikelNr und schreiben wir folgendes in den Stack (die Kommentare nach den Doppelstrichen sind optional): -- Magnetartikel rund/rot schalten on RundRot get HyperSerial(write,theSerPort,34) -- Spulenstrom einschalten get HyperSerial(write,theSerPort,MagnetartikelNr) -- Adresse senden get HyperSerial(write,theSerPort,32) -- Spulenstrom ausschalten end RundRot Hat man statt dem einflügeligen Fomsignal (HP0 auf HP1) eines mit zwei gekoppelten Flügeln (HP0 auf HP2), benutzt man z.b. die ID-Nummern und usw.. Hält man diese Ordnung ein, erkennt man schon im Script welche Icons verwendet werden. 3

3 Da solche Signale meist vor einer Weiche stehen, können sie gemeinsam mit dieser angeschlossen werden. Dazu genügt es den grünen Stecker der Weiche mit dem grünen des Signals zuverbiden. Der rote Weichenstecker gerhört auf den orangen Signalstecker. Stellt man nun das Signal auf HP1 stellt sich die Weiche auf gerade und der Zug kann mit unverminderter Geschwindigkeit weiterfahren. Stellt man dagegen auf HP2 (Langsamfahrt) wechselt die Weiche auf Abzweig. Eine andere Möglichkeit ist der separate Anschluß der Weiche und dieser Script: Dreibegriffig sind manche Signale, die neben der Stellung HP1 (rot) und HP1 (grün) auch HP2 (grün/gelb) für Langsamfahrt anzeigen können. Diese haben einen dreispuligen Magnetantrieb und belegen auf einem Decoder k83 anderthalb Ausgänge. Der rote Stecker für HP0 und den grünen für HP1 steckt man z.b. in die entsprechenden Buchsen von Decoderausgang 1. Der orange Stecker sollte dann sinnvollerweise in die grüne Buchse von Ausgang 2. Den roten Ausgang 2, der nicht benötigt wird, kann man noch für einen einspuligen Magnetartikel wie ein Entkupplunggleis benutzen. Nun gibt es noch ein kleines Problem mit der Programmierung, denn wir wollen nur einen Button benutzen. Zum einen könnten man beim mouseup die Command- oder Optionstaste abfragen, aber es geht auch ohne Benutzung der Ta s t a t u r. Das ermöglicht der neue HyperCard 2.3 Befehl on mousedoubleclick: if the icon of me is then -- wenn HP0 set the icon of me to HP1 set the icon of me to HPO on mousedoubleclick set the icon of me to HP2 end mousedoubleclick Beim einfachen Klicken wechselt das Signal von HP0 auf HP1 und umgekehrt. Bei einem Doppelklick wechselt es von HP0 zunächt kurz auf HP1 und dann auf HP2. Das beruht auf dem Umstand, das HyperCard zunächt einen einfachen Mausklick registriert, das ist aber in der Praxis kein Problem, da die Spule für den unteren Flügel bei der Anwahl HP2 den oberen mitschiebt. In unserem Fall wurde dieser einen Sekundenbruchteil früher bewegt. Mit einem einfachen Klick kehrt man wieder zu HP0 zurück. Das funktioniert beim Märklin Lichtsignal 7241 genauso. put 4 into MagnetartikelNr if the icon of me is then -- wenn Weiche gerade set the icon of me to set the icon of me to Entsprechende Weichenicons habe ich mit der ID und belegt. Wie das Bild zeigt, have ich nicht nur 90º- Versionen wie bei den Signalen,sondern auch 45º Exemplare gezeichnet. Damit lassen sich auch komplexe Weichenstraßen darstellen. Hier belegt die Weiche 1 den Decoderausgang 4. Mit folgendem Script fragt das Signal die Weichenstellung ab, und zeigt dann das entsprechende Signalbild: if the icon of me is not then -- wenn Signal nicht HP0 set the icon of me to HP0 pass mouseup set the icon of me to HP1 e l s e set the icon of me to HP2 4

4 Solange es sich nur eine Weiche handelt, ist die erste Lösung ökonomischer; man spart ja einen Decoderausgang. Steht das Signal aber vor mehreren Weichen, darf es nur HP1 zeigen, wenn der Zug auf keinen Fall von seiner geraden Fahrt abgelenkt wird. Das kann mühelos mit mehren IF-Abfragen der Weichen realisiert werden. Fremdprodukte Man ist nicht gezwungen nur Signale der Firma Märklin einsetzen. So gibt es interessante LED-bestückte Signale von den Firmen Brawa, Busch, Schneider oder Viessmann. Im Unterschied zu Märklin haben sie keinen elektromagnetischen Antrieb. So ist man gezwungen ein entsprechendes Relais, Märklin nennt es Universalfernschalter, extra zu beschaff e n. Der Märklin UFS kostet rund 40 DM. Man muß noch einen viertel Decoder k83 hinzurechnen, vorausgestzt es handelt sich um ein einfaches HP0/HP1-Signal. Komplexe Signale sind entsprechen teurer in der Steuerung. Billiger geht es mit dem Decoder k84. Diese Variante des k83 gibt bei der Betätigung keinen kurzen Impuls zur Ansteuerung von Magnetartikeln ab, sondern verhält sich wie ein einfacher Umschalter. Der mittlere Anschluß eines k84 wird entweder auf den roten oder grünen Anschluß dauerhaft geschaltet. Eine Zwischenstellung ist nicht möglich. Zur Steuerung eines solchen Fremdsignals wird die rote Leuchtdiode mit der roten Buchse und die grüne mit der grünen des Ausgangs 1 verbunden. Der mittlere Anschluß gehört z.b. an einen Volt Lichttrafo, da LED-Signale die 20 Volt des Märklinsystems nicht immer schadlos überstehen. Allerdings wird kein Zug an dem Signal automatisch halten, solange die Zugbeeinflussung nicht angeschlossen ist. Dazu wird wie gewohnt bei einem Schienenabschnitt beidseitig der Mittelleiter isoliert und mit dem Ausgang Grün/2 des k84 verbunden. Der mittlere Anschluß von diesem Ausgang wird an das rote Bahnstromkabel der Control Unit angeschlossen. So funktioniert dieser Ausgang als einfacher Unterbrecher. Es ist zu beachten, das beide Ausgänge betätigt werden müssen: Hauptsperrsignal Diese Signalart steht meist am Bahnhofsende und erlaubt neben Zug- auch Rangierfahrten. Während die rechte rote LED erlischt, bleibt die linke an, und zusätzlich brennen zwei weiße (Zughalt, Rangierverbot aufgehoben): if the icon of me is then -- wenn Signal HP00 set the icon of me to HP0/SH1 set the icon of me to HP00 on mousedoubleclick set the icon of me to HP1 end mousedoubleclick if the icon of me is then -- wenn Signal rot set the icon of me to Signal grün schalten -- Fahrstromschalter schließen (Lok fährt) set the icon of me to Signal rot schalten -- Fahrstromschalter öffnen (Lok hält) Ich benutzte hier aus Faulheit noch die alten Formsignalicons. Weitaus wichtiger ist die Beachtung des Wa i t - B e f e h l s. Bei einem k84 ist er zwar nicht so wichtig, aber wenn über ein k83 mehrere Magnetartikel hintereinander geschaltet werden, vermeidet man so eine Überbelastung der Stromversorgung. 5

5 Bei diesem Schaltbild fehlt noch der Anschluß der Zugbeeinflussung. Dazu wird wie beim Beispiel zuvor ein weiterer k84 Ausgang (z.b. Nr.3) benötigt. Überhaupt hat die seperate Schaltung des Fahrstroms einige Vorteile. Fährt eine Lok von hinten am Signal vorbei, kann der Lokführer die Signalstellung nicht erkennen, und somit bleibt die Fahrt beeinflußt. Um das bei der Modellbahn zu realisieren, wird ein zweiter kleiner Button angelegt, der nur den Fahrstrom schaltet. Ein weiterer Einsatzzweck für einen solchen Button wäre eine Rangierfahrt an einen Block- oder Einfahrsignal, das kein Signalbild für Rangierfahrten darstellen kann. Hier der dazugehörige Script, der im Fall des obersten Radiobuttons nur die Weiche schalten muß: if the icon of btn "Weiche 1" is then -- wenn Weiche rund Der Button darunter muß zusätzlich die Doppelte Kreuzungweiche schalten: if the icon of btn "DKW 1" is then -- wenn DKW gerade send "mouseup" to btn "DKW 1" Der Script für den dritten Button unterscheidet sich nur bei der DKW: Memory ist die Bezeichnung für ein Gearät aus der Märklin Digital- Serie, daß unter anderem die Schaltung mehrerer Magnetartikel durch nur einem Knopfdruck erlaubt. So kann man z.b. ganze Fahrstraßen stellen ohne etwas neu zu verkabeln. Diese Möglichkeit hat man mit dem Computer selbstverständlich auch. Besonders geeignet sind die gruppierbaren Radiobuttons von HyperCard 2.3. Bei meiner Experimentalbahn werden durch die drei Radiobuttons eine Weiche und eine Doppelte Kreuzungsweiche (DKW) geschaltet. Damit immer nur ein Button hilite ist, muß er einer Familie zugeordnet werden. Dazu reicht es bei Style Radio Button und bei Family 1 auszuwählen. if the icon of btn "DKW 1" is then -- wenn DKW rund send "mouseup" to btn "DKW 1" Durch das Versenden vom mouseup entfällt viel Programmierarbeit. Durch die If-Abfragen werden nur die Magnetarikel geschaltet, die in der falschen Position stehen. Bei diesen zwei Weichen mag der Aufwand mit der Fahrstraßenprogrammierung übertrieben, aber mal stelle sich eine Bahnhofseinfahrt oder ein Ablaufberg mit anschließender Gleisharfe mit 10 Weichen vor... Farbe? Die Farbmöglichkeiten von HyperCard 2.3 sind leider begrenzt. Icons zur Darstellung von Lichtsignalen können normalerweise keine Farbe zeigen, was die Übersichlichkeit eines Gleisbildstellpultes nicht gerade fördert. Man kann aber farbige Flächen erstellen und sie so plazieren, das sie hinter dem Icon liegen. Bei den rechten Icons habe ich unten eine rote und oben eine grüne Fläche hinterlegt. Das ist wegen der geringen Größe eine Fummelarbeit, aber im normalen Betrieb sieht es aus, als wäre es ein richtiges farbiges Icon. Leider darf man den Button mit dem Icon nicht mehr verschieben, weil die Farbpunkte nicht mitwandern. 6