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Karlsruher Straßenbahn

Auf dem Wunschzettel meiner Frau stand  schon seit Wiederaufnahme meiner Modelleisenbahn-Aktivitäten ein Modell einer Karlsruher Straßenbahn. Ich habe seitdem nach einem Modell im Maßstab TT (1:120) gesucht, bin aber leider nicht fündig geworden.

Nun habe ich schon vor einiger Zeit einen kleinen Abstecher in die große Welt der H0-Modelleisenbahn gemacht und mir damals eine schöne königsblaue S3/6 gegönnt, die seitdem in ihrer Vitrine ihr Dasein fristet.

Jetzt, einige Jahre sind ins Land gegangen, ist der Gedanke an die Straßenbahn wieder mal an die Oberfläche der trägen Gedanken gestiegen, nicht zuletzt ausgelöst durch die Beschäftigung mit meiner Modelleisenbahn im Rahmen der Digitalisierung mit DCC++.

Wieder habe ich ebay bemüht und ein gut erhaltenes Modell der Karlsruher Straßenbahn von Roco ergattert. Das Modell hat die Standard-Austattung, also Sitze im Innern, weißes Fahrlicht vorne oder hinten, gesteuert durch zwei Dioden, mit der Fahrtrichtung wechselnd, aber keine Innenbeleuchtung und keinen DCC Decoder, nur den passenden NEM-652 Steckanschluss.

Da ich nicht vorhabe, meine TT-Bahn komplett und endgültig durch H0-Material zu ersetzen, ich andererseits aber gerne sowohl die S3/6 als auch die Straßenbahn mit DCC++ befeuert einmal fahren sehen wollte, habe ich mir von einem Freund nicht mehr benutzte Schienen schenken lassen und bin auf die Suche nach preiswerten DCC Lokdecodern gegangen. Fündig wurde ich bei ANE Model.

Der ANE LC201 hat 6 Funktionsausgänge, die vier Ausgänge neben der Fahrlicht-Funktion haben sogar schon Vorwiderstände für den Betrieb von LEDs eingebaut. Ich erwähne das explizit, weil ich beim Überfliegen der Betriebsanleitung diese Vorwiderstände erwähnt gesehen habe und ohne Nachdenken davon ausgegangen bin, dass das auch für die Fahrlicht-Ausgänge gilt. Das ist aber ausdrücklich NICHT der Fall. Die LEDs quittieren beim Einschalten den Dienst mit einem leisen „Pitsch“, schließt man sie ohne passenden Vorwiderstand an den Decoder an. Der Decoder übersteht das klaglos, alle Ausgänge sind kurzschlussfest.


Auf der Suche nach einer passenden Stelle zur Unterbringung des Decoders habe ich zuerst die Deckel der Wagen abgenommen. Dazu einfach an beiden Seiten gleichzeitig die Unterkanten der Deckel leicht abspreizen und den Deckel nach oben abnehmen.

Im Mittelteil des Wagenzugs sitzt unter einer grauen Abdeckung der Motor sowie der NEM-Stecker für den Decoder. Die beiden Wagenabteile links und rechts davon sind mit Sitzreihen ausgestattet, in alle Abteile hat man von beiden Seiten durch die großflächigen Fenster freien Einblick in die Wagen. Der Decoder kann also nur außerhalb, genaugenommen unterhalb der Wagen platziert werden.

Ohne Fräsarbeiten ist dieses Unterfangen mit den ANE Decodern aussichtslos, dazu ist er zu groß. Also bin ich der Unterseite des hinteren Wagens mit einem Alufräser zu Leibe gerückt und habe einen Ausschnitt von 34 x 18 mm in die zerklüftete Unterseite gefräst.

Platz für ANE Decoder

Die angedeuteten Kästen und sonstigen Teile dort sind genau so hoch, dass der Unterboden noch in kompletter Stärke erhalten bleibt. Der Decoder sitzt schön verdeckt innerhalb der stehen gebliebenen Seitenwände. Ein passendes Loch für die 10 Kabel des Decoders ist bereits vorhanden, lediglich die scharfen Kanten sollte man mit einer Schlüsselfeile noch entgraten, damit die dünnen Kabel nicht beschädigt werden.

Decoder eingebaut

Der Decoder wird lediglich mit schwarzem Tape überklebt und so befestigt, ist also jederzeit wieder zu lösen, sollte das nötig werden.

Der Stecker des Decoders passt nicht durch das Loch im Boden des Wagens, muss also vorher abgelötet werden – Farben merken!

Farben der Decoder-Kabel

Im Innern des mittleren Wagens müssen die Leitungen dann wieder passend an den NEM-Stecker angelötet werden.

Decoder-Kabel innen

Der aufmerksame Betrachter ahnt es schon... Die beiden Wagenteile müssen ausgetauscht werden, die Leitungen vom Decoder sind zu kurz um von der gegenüber liegenden Seite zum Stecker geführt zu werden. Das ist allerdings kein Problem, die beiden Wagen sind identisch aufgebaut.

In die im oberen Bild sichtbare Nut unterhalb des grauen Bodens wird zusätzlich zu den beiden vorhandenen Kabeln für das Fahrlicht noch ein weiteres Kabel für das neu einzubauende Rücklicht eingelegt.


Drei der vier zusätzlichen  Schaltausgänge werden für die Innenbeleuchtung der drei Wagenabteile verwendet. Zwei der Ausgänge sind bereits mit einer Leitung versehen, der dritte Ausgang erhält eine Leitung in Eigenregie.

Für die Innenbeleuchtung der Wagen habe ich selbstklebende, warmweiße LED-Streifen für 12 V mit 120 LEDs/m verwendet. Der mittlere Wagen wird somit mit 9 LEDs, die beiden Endwagen mit jeweils 15 LEDs beleuchtet.

LED-Streifen im Mittelteil

Im Mittelteil sind an der Decke Querstege zur Stabilisierung des Gehäuses vorhanden, die zum einen das Ankleben des LED-Streifens verhindern und zum anderen beim Abkleben der oberen Seitenteile stören. Ich habe deshalb diese Stege im Bereich des LED-Streifens und direkt neben der Seitenwand mit einem scharfen Seitenschneider entfernt.

LED-Streifen Vorderwagen

Die Stromzuführung erfolgt über jeweils zwei Steckkontakte aus 2,54 mm Pin-Header Kontakten und Buchsen, die ich mit transparentem Pattex an die Decke im Wagen neben die LED-Streifen geklebt habe. Die Verbindungen sind damit trennbar.

Zusammen mit den im Decoder eingebauten und den auf den LED-Streifen vorhandenen Vorwiderständen beleuchten die LEDs den Innenraum der Bahn sehr wirklichkeitsgetreu.

Straßenbahn beleuchtet

Im Bild oben fährt der Zug gerade rückwärts, erkennbar an den roten Rücklichtern unterhalb des Fahrers ;-)

Um den Eindruck eines Geisterzuges zu vermeiden mussten natürlich auch Fahrgäste in den Wagen Platz nehmen. Die im Bild erkennbaren Personen stammen aus einem 50er Set “Sitzende”. Soll es besonders naturnah aussehen, sollte man auf Figuren von Preiser zurückgreifen. Für mich tun es die preiswerten, nicht so akribisch bemalten Figuren unserer chinesischen Freunde.

Um ein Durchleuchten der sehr dünn eingefärbten Seitenteile der Wagen zu unterbinden, habe ich innen passend zugeschnittene Steifen schwarzes Isolierband direkt ober- und unterhalb der Fenster eingeklebt.

schwarzes Isolierband gegen Durchleuchten

Das Band unterhalb der Fenster muss nur bis zu den oberen Nasen der Klemmhalter reichen, darunter deckt der Wagenboden die Seitenteile gegen Lichteinfall.


Um das einfache Fahrlicht auf Weiß/Rot umzubauen mussten die vorhandenen Miniglühlämpchen und die beiden Dioden durch eine Kombination von jeweils zwei Duo -LEDs warmweiß/rot und Vorwiderständen ersetzt werden.

Hier die original verbaute Beleuchtung mit Glühlampe und Diode:

Fahrlichteinheit original

Der erste Versuch dazu, die LEDs an den Anschlussdrähten aus Kupferlackdraht zu befestigen, hier noch ohne Vorwiderstände, hat nur kurz funktioniert, wir erinnern uns an das hässliche Geräusch beim ersten Test...

LEDs mit Drähten fixiert

Bei diesem Versuch sind die beiden LEDs parallel verdrahtet.

Letztlich habe ich dann eine winzige Leiterplatte entworfen, die die beiden Duo-LEDs sowie deren Vorwiderstände trägt.

Leiterplatte für Fahrlicht vorn/hinten

Die Platine ist 2 mm breit und 14 mm lang, an der oberen Kante - im Bild unten unten - muss mit einer Dreikant-Schlüsselfeile eine Kerbe erzeugt werden, in der der Draht für die weißen LEDs geführt wird.

Fahrlichtplatine

Fertig bestückt präsentiert sich das Prachtstück so:

Fahrlichtplatine bestückt

Bei der Befestigung der Platine mit Sekundenkleber auf der vorhandenen Trägerplatine ist darauf zu achten, dass mindestens 1 mm Abstand zur vorderen Kante der Leiterplatte einzuhalten ist, hier fassen zwei Stege ein, die am Wagenboden angebracht sind und ursprünglich der Eingrenzung des Lichtaustritts der Glühlampe dienten. Sitzt die LED -Platine zu weit vorne, kommen sich diese Stege und die Vorwiderstände ins Gehege.

Platine montiert

Die Verdrahtung erfolgt mit Kupferlackdraht:

Platine verdrahtet

Um eine gut zu erreichende Stelle zu bekommen, an der der Draht vom Decoder angelötet werden kann, habe ich die rechte Kupferfläche der original Leiterplatte mit dem Skalpell in zwei Teile getrennt.

Die Platine für die LEDs habe ich mit EAGLE erstellt.

LED-Fahrlicht         (Click auf das Bild für größere Darstellung)

Die Außenabmessungen der LED-Platine sind kritisch, die Höhe muss ziemlich exakt 2 mm betragen damit sowohl die LEDs Platz finden als auch die Platine in den zur Verfügung stehenden Raum passt. Die Länge könnte noch etwas kleiner ausfallen, dann hätten die beiden Kupferlackdrähte seitlich mehr Platz, aber es funktioniert auch mit den im Design angegebenen 14 mm. Die Schrauben zur Befestigung des Lichtgehäuses passen gerade noch so an den Drähten vorbei.

Das Anschlusspad für weißes Licht wird beim Ausfräsen der Platine zum Teil abgeschnitten, das ist Absicht.

Das Designfile stelle ich als Download zur Verfügung, diesmal nur das Board, denn das Schaltbild ist nur irreführend. Ich hatte keine Lust ein eigenes Gehäuse für die Duo-LED zu entwerfen und habe deshalb eine vom Footprint her passende RGB-LED verwendet. Die Anschlüsse im Schaltbild sind demnach vollkommener Blödsinn.

Die beiden LEDs, genauer die beiden Farben jeder LED, sind hintereinander geschaltet, in Serie mit dem jeweiligen Vorwiderstand. Für die weißen LEDs habe ich 470 Ω gewählt, für die Roten 680 Ω. Damit ergibt sich bei 14 V Gleisspannung jeweils ca. 15 mA Strom durch die LEDs. Der zulässige Maximalstrom ist lt. Datenblatt 20 mA, wir liegen hier also gut im Rahmen. Die zusätzlichen Spannungsabfälle im Decoder sind bei der Berechnung nicht berücksichtigt, der Strom ist also geringer als berechnet, die Helligkeit ist aber sehr gut und vollkommen ausreichend.

Der gemeinsame Anschluss für Plus ist das linke Anschlusspad, der Decoder schaltet jeweils GND zu den LEDs. Bitte diesbezüglich die vergrößerte Darstellung der Platine im Bild oben beachten.

Die LEDs werden als Spezial-LEDs für die Beleuchtung von Loks, Triebwagen oder Wendezügen angeboten und haben in der SMD Größe 0605 Abmessungen von 1,6 x 1,5 mm. Man findet sie bei ebay über den Suchbegriff “duo led rot weiß smd”. Ungeeignet für den vorgesehenen Einsatz sind Angebote mit LEDs der Größe 3528. Die verwendeten SMD Widerstände haben die Größe 0603.

Wichtig bei der Verkabelung ist noch, dass die weißen LEDs oben positioniert sind, ihren Strom also über den zusätzlich freigestellten Anschluss bekommen. Das ursprünglich vorhandene Kabel für das Fahrlicht muss somit an diesen neuen Anschluss angelötet werden, das zusätzlich eingeführte Kabel für das rote Rücklicht an den ehemaligen Anschluss.

Vermutlich würde eine einzelne Duo-LED ebenfalls ausreichen um die beiden Lichtleiter zu beleuchten, durch die Verwendung von zwei LEDs habe ich mir eine eventuell kritische Justierung der LED auf die Mitte des Lichtleiters oder eine anderenfalls möglicherweise ungleichmäßige Ausleuchtung der beiden Scheinwerfer erspart.


Hier sieht man die zusätzlich verlegten Kabel für die Innenbeleuchtung des vorderen Wagens sowie der Rücklichter. Innerhalb des Wagens, unter der grauen Abdeckung ist kein Platz für die Kabel, daher erfolgte die Verlegung außen vorbei.

2019-12-28_P1110542_resize

Der Pfeil markiert den mit einem Skalpell erzeugten Ausschnitt für die Durchführung der Kabel:

2019-12-28_P1110545_resize_a

 


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