Elektronik_Header_3LŘftersteuerung mit ESP-01

 

Rennbahnregler

Vor einigen Jahren konnte ich meinen Spieltrieb mal wieder nicht in Zaum halten und habe meinem Sohn eine Autorennbahn gekauft (war gerade so sch├Ân preiswert ;-))

Hersteller ist Dickie. F├╝r unter Hundert Mark bekam man 12 m Strecke, zwei Autos und allerlei Zubeh├Âr. Ein richtiges Schn├Ąppchen, wie ich dachte. Ein Looping und ein zweites Paar Autos sind kurz darauf dazu gekommen.

Leider ist das Fahrverhalten der Rennautos nicht sonderlich berauschend. F├Ąhrt man zu zweit (mithin ja wohl der Sinn der ganzen Veranstaltung), passiert es immer wieder, dass das eigene Fahrzeug unvermittelt aus der Kurve fliegt, weil kurz vorher, man hat vermeintlich schon das Gas weggenommen, noch mal eine vehemente Beschleunigung stattfindet.

Nach eingehender Beobachtung dieses Effekts und der begleitenden Umst├Ąnde war klar, dass offenbar die Spannung am Fahrzeug zusammenbricht, wenn beide Autos mit Vollgas beaufschlagt werden. Nimmt dann im “richtigen” Augenblick der andere Fahrer das Gas weg, bekommt das erste Fahrzeug eine deutlich h├Âhere Spannung und beschleunigt nochmal kr├Ąftig.

Der mitgelieferte Trafo ist also offenbar zu schwachbr├╝stig. Die Bahn ist ausgelegt auf 6 V, das Steckernetzteil liefert laut Aufdruck 1,5 A. Misst man die Stromaufnahme des einzelnen Fahrzeugs, kommen bei Vollgas fast 1,1 A heraus. Klar, dass die Spannung dann bei zwei Fahrzeugen zusammen bricht.

Diesem Missstand konnte durch Zweckentfremdung eines “├╝bersch├╝ssigen” Labornetzger├Ątes aus Papas Werkstatt zu Leibe ger├╝ckt werden. Jetzt steht ein 8 V/16 A Schroff-Netzger├Ąt bereit die n├Âtigen Amp├ęres zu liefern, sollten mal wieder packende Zweik├Ąmpfe auf der Bahn anstehen :-)


An Weihnachten haben wir die Bahn mal wieder in Betrieb gesetzt. Trotz inzwischen erstarkter Stromversorgung hat der Spielspa├č aber seine Grenzen gehabt, denn nach einigen Auf- und Abbauzyklen sind die Sto├čverbindungen der einzelnen Schienenst├╝cke leider inzwischen ziemlich ausgenudelt. Der n├Âtige Saft f├╝r z├╝gige Fahrt ist auf den von der Einspeisestelle entfernteren Schienenbereichen deutlich eingeschr├Ąnkt, die billigen Kontakte fordern jetzt ihren Tribut.

modifizierte Anschlussschiene, im EinsatzUm Abhilfe zu schaffen, habe ich meinen schon l├Ąnger gefassten Plan in die Tat umgesetzt und ausgehend von der Einspeiseschiene sternf├Ârmig Leitungen (rechts im Bild) an 4 Schienen gelegt, die jetzt eine bessere Verteilung der Spannung auf dem Kurs erm├Âglichen. Um flexibel im Aufbau zu sein habe ich die Kabel steckbar ausgef├╝hrt.

Ich habe nat├╝rlich die sch├Ânen kupferfarbenen HighTech-Lautsprecherkabel mit transparentem Mantel gew├Ąhlt, denn das Auge f├Ąhrt ja mit ;-))

 

Zusatzversorgung der Strecke per KabelHier sieht man das Ziel so einer Sternleitung (aus der Ferne), ...

 

 

Stecker f├╝r Zusatzversorgung im Verlauf der Streckenf├╝hrung

 

 

 

... aus der N├Ąhe ...

 

 

Anschluss an die Leiter

... und von unten.

Die Stecker sind von Reichelt (RIA Anschlussklemmen Rasterma├č 3,5 mm, Bestellbezeichnung AKL 169-03 f├╝r die Stecker und AKL 183-03 f├╝r die Buchsen), die Lautsprecherkabel (2x 0,75 mm┬▓) ebenfalls.

 


Im gleichen Aufwasch habe ich noch die Standard-Geschwindigkeitsgeber durch “HighTech”-Varianten ersetzt. Von meinen Modellbauaktivit├Ąten her kenne ich die M├Âglichkeiten von PPM-Stellern, und auch bei modernen Modelleisenbahnsteuerungen wird dieses Verfahren angewandt um selbst bei kleinen Geschwindigkeiten ein ausreichendes Drehmoment am Motor zu erreichen. Dass das Ganze verlustfreier arbeitet als die normalen Lastwiderst├Ąnde in den Handreglern ist in diesem Zusammenhang nur nebens├Ąchlich, denn Energie haben wir ja dank Netzversorgung reichlich.

Im Prinzip wird bei dieser Art der Energiedosierung die Gleichspannung f├╝r den Motor in immer gleicher H├Âhe (also in unserem Fall immer 6 V) einfach nur ein- und ausgeschaltet. Der Trick dabei ist, dass sich das Verh├Ąltnis von Einschalt- zu Ausschaltzeit kontinuierlich von “ganz aus” bis “ganz ein” ver├Ąndern l├Ąsst. Die Spannung sieht mit dem Oszilloskop betrachtet dann rechteckig aus, mit variablem Puls-Pausen-Verh├Ąltnis. Daher der Name PPM, Puls-Pausen-Modulation.

Idealer Weise wird  bei Vollgas der elektronische Schalter durch einen mechanischen Kontakt ├╝berbr├╝ckt, so dass die Verluste, die ein elektronischer Schalter implizit hat (es f├Ąllt immer eine kleine Spannung am Transistor ab, auch wenn er “voll durchgesteuert” ist), vermieden werden.

Bei Conrad gab es vor einiger Zeit mal elektronische Drehzahlsteller f├╝r Elektrische Akkubohrmaschinen f├╝r kleines Geld im Surplus Corner und da mir die Idee mit den elektronischen Rennbahnreglern (-Stellern w├Ąre wohl korrekt ;-) schon damals durch den Kopf spukte, habe ich mir ein paar davon zugelegt.

Akkubohrmaschinendrehzahlsteller :-))Die edlen Teile nennen sich EATON Cordless Speed Control und vertragen laut Aufschrift 20 A bei 12 V Betriebsspannung. Irgendwie ideal, finde ich :-))

 

 

 

 

das elektronische Herz des StellersDa keine Beschreibung dabei war, konnte ich nat├╝rlich nicht umhin, wenigstens einen der Controller zu ├Âffnen. Das Geh├Ąuse war zum Gl├╝ck nur zugeschnappt und lie├č sich leicht dazu ├╝berreden, seinen Inhalt preis zu geben...

 

...es fand sich eine recht ├╝bersichtlich aufgebaute Schaltung rund um einen alten Bekannten, einen NE 555 (ein universell einsetzbarer Timer).

 

Die schwarzen Kleckse im Bild sind aufgedampfte Widerst├Ąnde. Weiterhin fand sich noch ein SMD-Transistor und eine SMD-Diode sowie zwei SMD-Chipkondensatoren. Unter dem rechten Ende des Kupferbalkens sitzt eine Leistungsdiode. Der bogenf├Ârmig angelegte Widerstand am rechten, unteren Ende des Keramiktr├Ągers ist der Stellwiderstand, die Schleifspuren des Doppel-Kontaktes sind deutlich zu sehen. Die blauen Markierungen kennzeichnen den Verlauf von aufgedampften Leitungen. An zwei Stellen sind im “zweiten Stock” Br├╝cken ├╝ber darunter liegende Leitungen gef├╝hrt worden (eine nicht sichtbar unter dem IC, die andere direkt unterhalb des SMD-Transistors in der rechten Bildh├Ąlfte zu erkennen).

 

jetzt ist es ein Slotcar Controller geworden ;-)Im Einsatz sind die neuen Regler (Steller, ich wei├č ;-) erst mal provisorisch in dieser Form (Bild links).

Das ist nicht sonderlich handlich und man muss Acht geben, dass die d├╝nnen Anschlussdr├Ąhte bei hektischem Hantieren nicht abgerissen werden, aber in den ersten Testrennen haben die Controller (so hei├čt so ein Teil in Fachkreisen, wie ich inzwischen durch Lekt├╝re auf verschiedenen Slotcar-Homepages gelernt habe :-) ihre Tauglichkeit beweisen d├╝rfen.
Erfolgreich, wie ich anmerken m├Âchte.

 

 


Da bei der Originalbelegung der Rennbahn der Minuspol gemeinsam und der jeweilige Pluszweig ├╝ber den Handregler an die Schienen gef├╝hrt war, musste ich die “Verdrahtung” der Anschlussschiene ├Ąndern.

Die Elektronik ist so ausgelegt, dass Plus direkt am Motor anliegt und der Minuspol geschaltet wird. Also flugs der Griff zur Miniflex, die Blechsteifen strategisch aufgetrennt und per Draht korrekt wieder verbunden.

die Anschl├╝sse der StromversorgungDas Ergebnis sieht so aus.

Kein Ausbund an ├ästhetik, aber ich tr├Âste mich damit, dass diese Ansicht in den wenigsten F├Ąllen zu sehen sein wird :-)

Die vier Stecker sind einfach parallel an die Schienenversorgung angel├Âtet.

 

 

die fertige modifizierte AnschlussschieneVon oben sieht das modifizierte Anschlussst├╝ck deutlich aufger├Ąumter aus.

 

Beim Verkabeln der Rennstrecke muss ├╝brigens darauf geachtet werden, dass alle Anschlussstecker der Zusatzversorgungsschienen (welch ein Wort ;-) innen liegen, ansonsten produzieren wir einen sauberen Kurzschluss (der sich dann beim Gasgeben auswirkt).


Hinweis
In einem gro├čen Internetkaufhaus mit “e” findet man solche Speed Controller momentan (Stand 2019) mit dem Suchbegriff “Trigger-Schalter akku”.

Nennt man einen 3D-Drucker sein Eigen, kann man sich sicher ein sch├Ânes und vor allem handliches Geh├Ąuse f├╝r so einen elektronischen Speed Controller konstruieren.

 


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