Inleiding

De treinbesturing bestaat uit hardware en software maar vooral ook uit allerlei aansluitingen en schakelingen om uiteindelijk de Märklinbaan te bedienen, een “interface”. De kunst hierbij is om de beperkte middelen zo goed mogelijk te gebruiken en ervoor te zorgen dat programmeerfouten in de software geen kortsluiting kunnen veroorzaken.

De baan kan zowel analoog (met de hand) als digitaal (met de computer) worden bestuurd. De handbediening voor wissels en seinen werkt altijd. Handig voor de kinderen die de trein gewoon zelf willen bedienen.

De hoofdschakelaar bepaalt of de baanspanning handmatig of met de computer wordt geregeld. Of alles uit om een noodstop te maken. De schakeling is zo opgezet dat er nooit verschillende soorten spanningen op de baan kunnen staan. De besturingssoftware kan dan ook nooit kortsluiting veroorzaken.

---

---

Spanningsregelaar

Een Märklin-trafo zorgt voor de stroomvoorziening bij de handbediening. De computer bestuurt een andere trafo via een lichtdimmer. De trafo op een lichtdimmer zorgt voor de regelbare baanspanning 0 tot 16Volt. De dimmer wordt bedient met relais 10 en 14. Relais 10 zet de dimmer aan, relais 14 regelt de dimmer. De spanning stijgt of daalt.  

Circuit FB4 wordt in en uitgeschakeld door de baanspanning. Het systeem kan daardoor zelf meten of de baanspanning nul is. Deze spanningsmeter wordt bedient door relais 15: wel of niet meten. Het computer activeert de dimmer en controleert wanneer de spanning op nul staat. Op die manier kan de software de stroomregelaar “kalibreren”. 

Via relais 9 kan ook overspanning (24 Volt) op de baan worden gezet zodat de trein van rijrichting verandert.

---

---

Baanspanning

Als de baanspanning door de computer wordt geregeld is de baan opgedeeld in drie baanvakken. Relais 16, 32 en 64 bepalen welk baanvak wordt bestuurd en welke sporen worden voorzien van een constante baanspanning. Een trein kan dus vaart minderen terwijl de andere twee treinen gewoon op constante snelheid doorrijden.

Inschakelen van relais 16, 32 of 64 geeft repectievelijk een constante spanning op baanvak SP1, SP2 of SP3. Uitschakelen van een relais zet het betreffende spoor op de computergestuurde spanning. Bij de handbediening zijn alle relais uit en staan de sporen automatisch op handbedieining.

De rijrichting kan worden omgeschakeld door een puls van 24 volt te geven met relais 9. De aansluitingen zijn zo gemaakt dat de verschillende spanning nooit voor kortsluiting kunnen zorgen omdat er altijd maar één soort spanning op de baan kan staan.

---

---

Wissels en seinen

Voor de bediening van wissels en seinen gebruik ik de dubbele relais 1 t-m 7. Relais 1 t/m 3 bedienen de seinen. Relais 4 t/m 7 bedienen de wisselgroepen. De massaschakelaar 128 bepaalt welk contact met massa is verbonden.

De ontkoppelingsrail wordt geactiveerd door relais 8. Een railcontact vlak achter de ontkoppelrail stelt de rail in werking als relais 8 is ingeschakeld. De trein moet langzaam rijden anders werkt het ontkoppelen niet.

Relais 128 bedient ook het FB2 circuit. Hiermee wordt een bepaalt welke groep railcontacten actief is.

---

---

Railcontacten

In het oorspronkelijke ontwerp voor mijn treintafel De Loreley was het mogelijk om 4 groepen railcontacten uit te lezen met de computer. De laptop die ik nu gebruik leest vreemd genoeg maar 1 ingang van de centronics-poort uit. Daarom maak ik gebruik van relais die de specifieke groepen railcontacten activeren. Per baanvak zijn er twee groepen railcontacten gemaakt, C1 en C11, C2 en C12, C3 en C13. Zie het schema met de codering.

Relais 11 activeert de railconten C1. De railcontacten C1 geven een massacontact op de elektronische schakeling FB1. Het elektronische schakeling FB1 schakelt relais FB1 in.  Ditzelfde geldt voor relais 12 en 13 maar die activeren andere groepen railcontacten, namelijk C2 en C3. FB2 wordt aangestuurd door relais 128. In de 0-stand wordt railcontact C11 herkend, in de 1-stand wordt C12 herkend. Met het activeren van relais 13 worden de railcontacten C11 en C12 beide uitgeschakeld zodat alleen het signaal van railcontact C13 doorkomt.

Relais FB1 zorgt voor de input van het signaal naar de computer. Als dit relais wordt ingeschakeld staat er massa (GND) op een pin van de centronicspoort van de computer. De software weet nu dat er een railcontact is. De wisselspanning van de modelspoor is door dit relais ook fysiek gescheiden van de gelijkspanning die de computer gebruikt.

Relais FB4 wordt gebruikt door de schakeling voor de spanningsregelaar. Door dit relais in te schakelen controleert de computer of de baanspanning nul is.

---

---

De behuizing

De electronica en de trafo’s heb ik ingebouwd in een oude PC-kast. De LED’s laten zien welk relais wordt geschakeld en laten zien of de spanning er op staat. De LED’s dienen alleen ter controle. Schakelt de software de juiste relais in en komt er een terugmelding van de railcontacten? Voor de eindgebruiker wordt op het beeldscherm getoond wat er gaande is op de modelspoorbaan. Dat is de interface die uiteindelijk voor de “seinwachter” relevant is.

Aan de achterkant heb ik kroonsteentjes gemonteerd om de bedrading van wissels en seinen makkelijk aan te kunnen sluiten. En natuurlijk noteren wat waarvoor is!

1	Sein 1 -	1	Sein 1 /	1	Contactrail 1
2	Sein 2 -	2	Sein 2 /	2	Contactrail 11
3	Sein 3 -	3	Sein 3 /	3	Contactrail 2
4	Wissel 1 -	4	Wissel 1 /	4	Contactrail 12
5	Wissel 2 -	5	Wissel 2 /	5	Contactrail 3
6	Wissel 3 -	6	Wissel 3 /	6	Contactrail 13
7	Wissel 4 -	7	Wissel 4 /	7
8	Ontkoppelrail	8		8
9		9	Stuurspanning IN	9	Handstuursp IN
10		10	GND	10	Sp1 span. UIT
11		11	Sp1 cst. span. IN	11	Sp2 span. UIT
12	24 Volt UIT	12	Sp2 cst. span. IN	12	Sp3 span. UIT
		13	Sp3 cst. span. IN

---

---

Besturing

Er zijn prachtige digitale systemen te koop om je trein met de computer te besturen. Maar vaak is het erg kostbaar en al je treinen, wissels en seinen moeten worden voorzien van een stukje extra elektronica. Daarom heb ik geprobeerd om zelfs iets hiervoor te bouwen. Veel goedkoper en veel leuker.

De treinbaan moet zowel analoog (met de hand) als digitaal (met de computer) kunnen worden bestuurd. Dan kinderen de kinderen de baan bedienen en kan ik plezier beleven aan de computerbesturing.

De treinbesturing bestaat uit een elektronisch circuit dat is aangesloten op de printerpoort van de computer. Märklin maakt gebruik van 16 Volt wisselspanning en dat is lastig omdat de meeste elektronische circuits uitgaan van gelijkspanning. Ik heb daarom gebruik gemaakt van een relais. Dat is een elektrische schakelaar die de stroomkring van 16 Volt wisselspanning kan schakelen. Ik heb zelf geen verstand van elektronica dus het moet wel simpel blijven! Door gebruik te maken van een relais blijven de stroomkring van de computer en de Märklin-trein gescheiden. Een veilig idee als er kortsluiting ontstaat.

---

---