Angefangen hat es mit Versuchen in Relais-Technik, die vielversprechende Erfolge brachten, aber bei Ausweitung doch zu sperrig und auch zu teuer wurden. Dies war die erste Generation der Automatisierung, deren Ableger 'Lichtschranke' wir in einem anderen Projekt dargestellt haben.
Die zweite Generation war die Umsetzung der Relais-Funktionen in Halbleitertechnik. Auch sie funktionierte anstandslos, brachte jedoch immer nur spezielle Lösungen für spezielle Anforderungen hervor; mit anderen Worten: alle entworfenen Schaltungen waren Unikate.
Die neue Generation beinhaltet standardisierte Module, von denen es nur 3 verschiedene gibt:
- den Streckenblock,
- die Weiche und
- die Kreuzung.
Die 'Materialverfolgung' über Lichtschranken haben wir aufgegeben, weil diese beim Anlagenbau zu deutlich in
Erscheinung traten bzw. sich schlecht verstecken ließen und Probleme bei Gegenverkehr brachten. Die Fa. Faller
hat uns den wahrscheinlich richtigen Weg gezeigt, mit Reedkontakten in der Straße, die von den
Führungsmagneten der Fahrzeuge betätigt werden. Leider hatten wir ein Manko bei den winzigen Kontakten
nicht bedacht: sie sind nur für extrem kleine Ströme ausgelegt (10 mA). Deswegen hatten wir schon beim
Testen die meisten 'versemmelt'. Notgedrungen mußten wir uns eine etwas andere Konstruktion einfallen lassen,
mit einem Verstärker gleich mit im Sensor. Das Ganze wurde auf eine dünne Platine in SMD-Technik
aufgebracht. Das 'Gehäuse' ist ein Stück Messingrohr mit 9 mm Außendurchmesser. Die Schaltung wird
so breit ausgeführt, daß sie etwas außermittig liegt, damit der Reed-Kontakt sich genau im
Zentrum befindet. Wir haben die Platine mit Sekundenkleber fixiert und das Röhrchen dann ausgegossen.Im Nachhinein würden wir der Schaltung noch einen Kollektor-Widerstand von ca. 10kΩ (also zwischen der 'out'-Leitung und +) spendieren (rot gezeichnet), damit die 'out'-Leitung bei gesperrtem Transistor (= kein Fahrzeug da) nicht wie eine Antenne wirken kann und sich Störungen einfängt.
Seufz: Das ist ja das Problem aller Entwürfe und Basteleien: ein 5-Zentimeter-Draht soll wie eine Antenne wirken, aber ein 5-Meter-Draht darf es nicht....
Streckenblock:
Ein Streckenblock benötigt bei Beginn der Strecke einen Sensor, durch den erkannt wird, daß ein Fahrzeug einfährt und dadurch diesen Block belegt. Diese Belegung muß gespeichert werden. Durch einen Sensor am Ende der Strecke wird der Block wieder freigegeben. Mit demselben Sensor könnte auch der Folge-Block belegt werden, was die Hälfte der Sensoren einsparen würde.
Weiterhin muß der Block wissen, ob der Folgeblock belegt ist. In diesem Falle wird am Ende des Blocks eine Stopstelle aktiviert, so daß das Fahrzeug den Block nicht verlassen kann. Weiterhin wurde (ab Version 3) eine Zeitüberwachung eingebaut, die Alarm schlägt, wenn das Fahrzeug den Block nicht nach einer bestimmten Zeit wieder verlassen hat (z.B., weil Akku leer). Natürlich darf die Überwachung nicht ansprechen, wenn das Fahrzeug durch die Stopstelle festgehalten wird. Des weiteren ist ein Eingang vorhanden (im Bild nicht gezeichnet), mit dem die Stopstelle von extern eingeschaltet werden kann, z.B. durch eine Ampel. Auch hierbei 'merkt' die Steuerung, daß das Fahrzeug nicht fahren darf, und stoppt die Fahrzeit-Überwachung.
Eine Trick- und Stromsparschaltung ist noch dabei: Die Stopstelle wird nur dann eingeschaltet, wenn auch ein Fahrzeug im Block ist.
Kreuzung:
Eine Kreuzung bestand (bis zur Version 2) aus zwei Streckenblöcken, die um eine Engstelle konkurrieren. Block a (bzw. b) ist die Zufahrt zur Kreuzung, Block a+1 (bzw. b+1) ist die Abfahrt aus der Kreuzung. Mit einer Kreuzung ist auch eine stumpf befahrene Weiche realisierbar.
Da jedoch nicht nur Streckenblöcke, sondern auch Weichen als zulaufender Streckenblock fungieren können, wurde die Kreuzung ab der 3. Generation auf einen reinen Funktionsblock ohne eigene 'Straßenstücke' reduziert.
Das Herzstück der Kreuzung ist eine Vorfahrtsregelung, die aus einem etwas aufgemotzten FlipFlop besteht: wer zuerst kommt, darf zuerst fahren. Das evtl. gestoppte Fahrzeug hat aber seinen 'Anspruch' angemeldet und darf bei Freiwerden der Kreuzung als nächstes fahren; logisch, weil es inzwischen das 'erste' geworden ist. Ein weiteres 'Schmankerl' ist die Überwachung auch des Rückstaus auf der Kreuzung: Könnte ein Fahrzeug wegen Rückstaus auf seiner Strecke die Kreuzung nicht überqueren, so wird ihm die Zufahrt verwehrt, und der Querverkehr darf so lange fahren, bis sich der Stau auf der ersten Strecke aufgelöst hat. So wird mit Sicherheit ein sog. 'deadlock' verhindert.
Weiche:
Auch die Weiche wurde in der neuesten Version zu einem Organisationsmodul. Es verbindet den Block w (= ehemals Weiche) logisch entweder mit dem Block g (= geradeaus) oder mit dem Block a (= Abzweig). Die Belegtmeldung und Abfrage-Auswertung des Folgeblocks (ob dieser belegt ist), darf nur über den Zweig erfolgen, auf den die Weiche geschaltet ist. Weiterhin darf die Weiche nicht mehr verstellt werden, wenn das Auto schon so weit gefahren ist, daß es nicht mehr angehalten werden kann. Dazu dienen (s. in der Zeichnung unten) die beiden Meldungen 'Stop' und 'w belegt'.
Da die eigentliche Weiche nur aus einem Magneten besteht, der eingeschaltet wird, wenn das Fahrzeug in die abzweigende Spur gelenkt werden soll, ergeben sich einige Besonderheiten. So ist ein Merkspeicher (FlipFlop) installiert, der wie eine Modellbahnweiche mit zwei Tastern betätigt werden kann, aber nur bei 'Abzweig' den Magneten ansteuert. Natürlich passiert dies nur, wenn sich ein Fahrzeug auf der Weiche befindet (Strom sparen, ähnlich wie bei einer Stopstelle).
So weit sind wir:
Die Nullserie der Bausteine (bis auf die neue Kreuzung) wurde ausgiebig getestet und für funktionstüchtig befunden. Dabei wurde festgestellt, daß die Kreuzung, so wie sie in Version 2 geplant war, nicht funktionieren konnte. Die Tests erweitern sich nun auf sehr enge Konfigurationen mit der neuen Kreuzung, wie Abzweigung mit Gegenverkehr, einfache Bushaltestelle (Haltebucht) und Bushaltestelle (ohne Haltebucht) mit Gegenverkehr. Diese Tests werden aber aus Zeitgründen erst ab Dezember möglich sein.
08.10.2017:
Dieses Projekt wurde, weil ungeliebt und mit sehr hohem Aufwand verbunden, nicht besonders weiterverfolgt. Viel mehr als zu heißen Diskussionen über das Für und Wider hat es nicht getaugt. So sind hierüber etliche Jahre ins Land gegangen.
Inzwischen haben wir mit der Fahrzeugerkennung ein völlig neues Konzept mit wesentlichen Verbesserungen "erfunden", das wir nun weiterverfolgen werden.