Die Getriebeprobleme entpuppten sich dann später als Folgeschaden der gebrochenen Lötstellen an den Drehgestell-Anschlusskabeln, die aufgrund der Schrumpfschläuche erst beim genaueren Hinsehen entdeckt wurden. Dadurch setzte gelegentlich mal ein Antrieb aus, was aufgrund des selbsthemmenden Getriebes (eingängige Schnecken, bei Spannungsausfall stark bremsende Motoren) zu Überlastung der Zahnräder führte. Es gab gelegentlich auch das Problem, dass die Lok in R1-Radien entgleiste, da die Vorbauten einfach nicht einlenken wollten. Ich vermutete, dass es an der Reibung zwischen Mittelrahmen und Vorbaurahmen lag, die wahre Ursache wurde aber später noch gefunden. Trotzdem war es vom Konstrukteur keine gute Idee, für eine (im Freien zu betreibende!) Gartenbahn-Lok glatte Kunststoffflächen gefettet aufeinander reiben zu lassen. Da ist vorprogrammiert, dass sich da Schotter-Partikel ansammeln, die die Flächen zerkratzen und die Vorläufer schwergängig machen. Ein paar Scheiben und Buchsen aus Polyamid oder Teflon und etwas andere Gehäusemaße hätten hier Wunder bewirkt.
Blick auf das Mittelteil der Lok, Stromabnehmer und Dach-Leitungen wurden abgebaut, um sie nicht zu beschädigen.
Diese vier Lithium-Eisenphosphat-Akkus (3,3V / 10 Ah) sollten eingebaut werden. Um bei der Erprobung der Einbaumöglichkeiten Kurzschlüsse zu vermeiden, wurden die Akkuzellen zuerst mit sicheren Anschlusskabeln versehen und die Kontakte isoliert. Ich hatte zwar Vorurteile, dass der hohe Preis der Akkuzellen nicht gerechtfertigt wäre, aber Uwe bestand darauf. Inzwischen sehe ich das etwas entspannter, denn die Akkus halten tatsächlich einen Zwölfstunden-Fahrtag locker durch. Und seitdem das Akku-Unterspannungs-Alarm-Modul nachgerüstet wurde, habe ich keinerlei Bedenken mehr, denn die Lok schlägt schon lange vor einer Tiefentladung einer Akkuzelle Alarm.
Hier sieht man eine erste Anprobe, die 4 Zellen passen geradeso rein, es wird aber eng. Aber ein guter Freund sagt immer: "Eng ist schöööön...".
Für die Akkus wurde ein Hilfsrahmen angefertigt, der auf den Zapfen der ausgebauten Gewichte befestigt wurde. Darunter wurde noch ein Lautsprecher montiert. Die seitlichen Alu-Winkel dienen der seitlichen Fixierung der Akkuzellen und der Befestigung von Leisten über den Zellen, die als Chassis für die Elektronik-Komponenten dienen.
Dabei waren diese Querträger im Weg, sie wurden dann kurzerhand abgeflext.
Hier ist ein Blick auf die ersten eingebauten Elektronik-Komponenten. Links ist die "Stromplatine". Hier sind die Akkus angeschlossen. Jede Zelle hat hier auch ihre eigene Sicherung in Form einer eingelöteten Drahtbrücke mit definiertem Querschnitt. Aus Vorsicht und mangelnder Erfahrung mit der LiFePo4-Technologie wurden 4 Schottky-Dioden eingesetzt, die das Umpolen einer Zelle bei Tiefentladung vermeiden sollen. Dies hat sich als überflüssig erwiesen, zumal inzwischen ein einstellbares Akku-Unterspannungs-Alarm-Modul eingesetzt ist, das bei Unterspannung einer Zelle einen schrillen Alarmton erzeugt. Die Stromplatine enthält außerdem noch die Ladebuchse (XLR-Buchse), an der alle Zellenabgriffe anliegen, damit jede Zelle ihre eigene Ladeschaltung im Ladegerät bekommen kann, um Zellendrift im Keim zu ersticken. Weiterhin trägt die Platine noch den Batterieschalter und zwei Schaltregler. Der Stepup-Regler erzeugt aus der Akku-Spannung etwa 18 V für den Antrieb der Lok. Der Stepdown-Regler erzeugt aus der Akku-Spannung 5 V zur Versorgung der Elektronik (außer Entkuppel-Servo und Pantographenwinden).
Ganz rechts befindet sich die Fahrtregler-Platine in der Ausführung, wie sie schon in etlichen Gartenbahn-Loks mit Li-Ion-Zellen im Einsatz ist. Der Steckplatz für das Soundmodul (weiße 7-polige Buchsenleiste rechts oben) ist noch leer, da steckte dann übergangsweise (zwecks Provokation) ein Diesel-Soundmodul drin. Dafür war auch eine Software mit Sound der Lüfter und Fahrmotoren in Planung, ist aber vom Tisch, weil der Entschluss gefallen ist, aus Copyright-Gründen einen Lok-Sound-Decoder mit E94-Geräusch einzusetzen. Die zu dessen Ansteuerung erforderliche Software muss aber auch noch geschrieben werden. Sie wird im Zusatzmodul eingesetzt werden, das sich zwischen Stromplatine und Lokfahrtregler befindet.
Das Zusatzmodul in der Mitte ist noch leer. Also Mikrocontroller (Tiny2313/Tiny4313) und SD-Karten-Soundmodul (WTV020-SD) sind (auf dem Foto) noch nicht eingesteckt. An der Unterseite ist ein weiterer Stepdown-Regler montiert, der die 5 V für Servos (Entkuppler) und DC-Getriebe-Motoren (Pantographen) liefert. Dies dient der Entkopplung der Stromversorgung von Mikrocontrollertechnik und Leistungsverbrauchern, also der Entstörung und Erhöhung der Zuverlässigkeit. Oberhalb der Zusatzplatine sieht man den Funkempfänger R6m der Marke Planet.
Die Elektronik-Komponenten wurden so angeordnet, dass sie bei geöffneter Dachhaube erreichbar sind. Sie wurden dann mit einer steifen Folie abgedeckt, um sie vor den Fingern neugieriger Betrachter und Helfer zu schützen. Denn der Besitzer ist aufgrund seines Rollstuhls bei der Inbetriebnahme der Lok auf Helfer angewiesen, die nicht immer mit der Technik vertraut sind. Deshalb ist auch der Batterieschalter großzügig beschriftet. Die Abdeckung lässt sich aber mit wenigen Handgriffen entfernen, falls dies mal nötig sein sollte. Unterhalb der Ladebuchse ist eine dreistellige Lichtschachtanzeige zu sehen. Diese zeigt bei eingeschalteter Lok wahlweise (über Umschalter) die Akkuspannung oder die Spannung hinter dem StepUp-Wandler (18 V) an. Dies diente vorrangig der Beobachtung unter Betriebsbedingung und dem Aufdecken eventueller Fehler. Rechts auf der Platine des Lokfahrtreglers sieht man das aufgesteckte Soundmodul mit Mikrocontroller Tiny85 und NF-Verstärker LM386. Es enthält den bereits erwähnten Diesel-Sound. Inzwischen ist es wieder entfernt.
Hier sieht man die Lichtschachtanzeige bei eingeschalteter Lok. Sie zeigt gerade die Akkuspannung an.
Die "Schaltzentrale" lässt sich mit der Dachhaube abdecken, es ist zwar schön (äähhh "eng"), geht aber gut.
Diese sind auch so rechtwinklig und scharfkantig ausgeführt, dass die Kabel da immer wieder hängen bleiben. Zuerst wollte ich die Kabel mit einer steifen Folie gegen Anecken schützen, doch dieser halbe Millimeter war schon zu dick, die Vorläufer hatten bei geschlossenem Gehäuse keinen Bewegungsspielraum mehr, sie waren völlig verklemmt.
Also flogen die Folien wieder raus und es wurde den Fußräumen mit der Flex zu Leibe gerückt:
Die dabei entstandene Öffnung wurde mit Packband verschlossen. Nun haben die Kabel genug Platz und ecken nirgendwo mehr an.
Aus dieser Informationsflut filtert nun das Zusatzmodul das heraus, wofür es zuständig ist. Das sind erstmal zwei Servo-Funktionen für Entkuppler (ist aber nur ein Servo installiert) und zwei H-Brücken für die DC-Getriebemotoren der Pantographen-Antriebe. Für die beiden H-Brücken wurde ein L293 (Stepperdriver) auf einem Stück Lochrasterplatine eingesetzt. Desweiteren kümmert sich das Zusatzmodul um einige Betriebszustände bzw. deren Änderungen und kann in bestimmten Situationen dem WTV020-SD (monophones Soundmodul) Aufträge zum Wiedergeben eines (von max. 512) Sounds erteilen. Desweiteren kann mit der Zifferntastatur eine zweistellige Zahl eingegeben werden und mit der Taste "F", die eigentlich für Fahrstraßen einer Weichensteuerung vorgesehen war, einer von 100 Sounds ausgelöst werden. Da haben dann neben seriösen Sounds und Ansagen auch ein paar sinnfreie Sprüche Platz, wie z.B. "Vorsicht am Zuge, der Bahnsteig fährt ab...". Die Software des Zusatzmoduls ist aber noch nicht fertig, denn sie soll ja noch um eine DCC-Ausgabe erweitert werden, um einen DCC-Loksound-Decoder anzusprechen, der dann die Fahrgeräusche ausgeben soll. Die Zusatz-Sounds, die per Tastatur ausgelöst werden können, bleiben aber erhalten.
Im Zuge des Umbaus im April 2014 wurde auch das programmierbare Akku-Alarm-Modul eingebaut. Dazu war eine weitere Platine mit 2 Mikro-Relais nötig, damit bei ausgeschalteter Lok das Alarm-Modul allpolig (außer Masse) vom Akku getrennt wird. Das Alarm-Modul wurde hinter einem Fenster des Maschinenraums montiert, so dass man den Akku-Zustand auch von außen ablesen kann:
Da nun auch die Pantographen wieder auf's Dach sollten und diese auch noch bewegt werden mussten, wurden an diese erstmal mit Epoxyd-Kleber Draht-Ösen zum Antüddeln der Zugseile angeklebt. Nachdem sich Stenzwirn als zu rauh erwiesen hatte und sich immer verhedderte, kam Fliesenschnur zum Einsatz, die zu dick und zu glatt zum Verheddern ist.
Als Winden für die Pantographen wurden kleine DC-Getriebemotoren eingesetzt, die Seiltrommel ist eine Welle mit 3 mm Durchmesser, die mit Schrumpfschlauch überzogen ist. Der L293, der die Motoren ansteuert, wird mit 5 V betrieben. Der vordere Führerstand erhielt dabei auch eine Führerstandsbeleuchtung. Dabei wurde ein Segment eines warmweißen LED-Leuchtbandes eingesetzt. Dass die mittlere LED schief aufgelötet ist (ich war das nicht!!!einseinself!!!), habe ich auch erst auf dem Foto bemerkt.
Es wurde ein von Bertram Heyn angebotener Entkuppler eingesetzt. Das Servo wurde an das Gewicht des Drehgestells angeschraubt (Löcher gebohrt, Gewinde geschnitten, Platinenrest als Schelle drüber). Die mitgelieferte Angelschnur wurde durch das mitgelieferte warm gebogene Kunststoffrohr zum Entkuppler geführt. Dazu musste noch ein Loch in den Vorläufer-Rahmen gebohrt werden. Die genaue Justage der Servos erfolgt vom Handsender der Funkfernsteuerung aus per Menü, wobei das Feedback über Sprachausgebe des WTV020-SD-Moduls erfolgt. Auch die Zuordnung der Sounds zu den Betriebssituationen erfolgt per Menü mit Sprachausgabe.
Im Rahmen des Umbaus im April 2014 wurden auch die Antriebseinheiten gegen die neue Ausführung ausgetauscht. Diese sind nun mit kugelgelagerten Bühlermotoren mit zweigängigen Schnecken und entsprechend überarbeiteten Zahnrädern und Achsen ausgestattet, was das Fahrverhalten entscheidend verbessert.
Hier ist die erste größere Testfahrt mit dem Zusatzmodul...
© 07/2014 by Hannes