Stromversorgung:

Schon im Rahmen der Grobplanung meiner Anlage hatte ich mir erste Gedanken zur Stromversorgung gemacht. Die schrittweise Erweiterung der Anlage erforderte natürlich auch im Bereich der Stromversorgung Ergänzungen und Anpassungen. Das Bild zeigt den aktuellen Stand.

Um die Betriebssicherheit der Anlage zu gewährleisten und um die Auswirkungen von Fehlern bei der Verdrahtung zu minimieren speisen alle Netzteile ihren Strom über Sicherungen (im Bild violett) in die Anlage ein.

Durch den permanenten Zubau von weiteren elektrischen Verbrauchern wollte ich stets einen Blick auf den vom 5V-Netzteil bereitgestellten max. Strom haben. Zu diesem Zweck zeigt mir ein kleines Display den aktuellen Strom und die Spannung der 5V-Spannungsversorgung permanent an. Wegen der Spannungsabfälle auf den Kabeln zur Stromversorgung der Raspberries habe ich das 5V-Schaltnetzteil auf 5,2V eingestellt. So kann ich gewährleisten dass alle Raspberries die für einen sicheren Betrieb erforderliche stabile 5V-Spannung erhalten.

Verdrahtung Fahrbetrieb:

In diesem Dokumentationsbereich ist die Verdrahtung für den eigentlichen Fahrbetrieb der Anlage zusammengefasst. Dazu zählen die Einspeisung des Fahrstrom, das Zu- und Abschalten des Fahrstroms auf diversen Gleisabschnitten, die Einbindung von Schaltgleisen, die Ansteuerung von Signalen, die Ausleuchtung der Weichenlaternen sowie die Pufferbeleuchtung, die Ansteuerung der Entkupplungsgleise und nicht zuletzt das Schalten der Weichen. Der im nebenstehenden Bild festgehaltene Verdrahtungsplan ist natürlich der Preis, den ich für den Verzicht auf eine digitale Ansteuerung von Weichen und Magnetartikeln zu zahlen habe.

Mit Ausnahme des Fahrstroms (BF), der von der Märklin Anschlussbox eingespeist wird, werden alle übrigen Komponenten über den Märklin-Lichttrafo VA52 versorgt (BL,OL). Die Relaiskarten zur Ansteuerung der Signale enthalten jeweils einen Brückengleichrichter, so dass auch diese mit der Wechselspannung des Lichttrafos betrieben werden können. Die Relais zur Schaltung der Weichen wurden direkt an die 5V-Spannungsversorgung angeschlossen. Details zur Weichensteuerung sind im Abschnitt Aktiver Gleisplan beschrieben.

Damit die Verdrahtung etwas übersichtlicher bleibt und ich bei einer ggf. irgendwann vorzunehmende Demontage der Anlage auch unter der Anlage nur an wenigen Stellen Kabel trennen muss, ist in jedem Rahmensegment eine Stromverteiler für BF und BL/OL montiert.

Anbindung der Raspberries:

Eine etwas andere Form der Verkabelung kommt bei der Anbindung der Raspberries zum Einsatz. Insbesondere der Haupt-Raspberry Pi2 soll ja über die Ausgänge des PiFace-Interfaces eine Vielzahl von Einzelbeleuchtung, die über die ganze Anlage verteilt sind, ein- bzw. ausschalten. Damit nun nicht jede LED mit ihren Anschlussleitungen bis an die PiFace-Klemmen herangeführt werden muss, habe ich eine Ringleitung realisiert, an die in jedem Rahmensegment ein kleines Steckboard angeschlossen ist (siehe Bild). Auf diesen Steckboards liegen jeweils die acht Output-Kontakte des PiFace-Interfaces, die beiden getrennt abgesicherten 5V-Spannungen (+/-), sowie die Open- und Close-Kontakte der beiden auf dem PiFace-Interface verbauten Relais an.

Die übrigen Raspberries sind am Verwendungsort (PiZero1: Bahnbetriebswerk, PiZero3: Bedienpult) oder in dessen Nähe (PiZer02: Stripes und OLED-Display) verbaut. Die Kommunikation untereinander erfolgt wie im Abschnitt Raspberry-Kommunikation beschrieben drahtlos via WiFi.

Belegung der PiFace-Ports:

Die Steuerung der Beleuchtung von Häusern, Straßen und Bahnsteigen übernimmt der Haupt-Raspberry, so dass von jeder LED die Anschluss-Kabel an die kleinen Steckboards geführt werden müssen. Durch einfaches Umstecken eines Kabels auf einen anderen Platz kann dann die entsprechende LED auf Basis der vom Haupt-Raspberry vorgenommenen Zeitsteuerung zu einem anderen Zeitpunkt leuchten. So kann ich leicht mein Beleuchtungs-Szenario geänderten Wünschen anpassen.

Ich verwende unterschiedlich gefärbte Kabel (Litzen auf Telefonkabel) um unter der Anlage jede einzelne Beleuchtungsgruppe bzw. Einzel-LED zuordnen zu können. In einer Excel-Tabelle halte ich die Belegung für jedes Steckboard fest. Das Bild zeigt z.B. die Belegung des Steckboards des vorderen Rahmensegments.

Belegung GPIO der PiZeros:

Bei den PiZeros, die ja für spezielle Aufgaben eingesetzt werden, beschränkt sich die Dokumentation auf die Belegung der GPIO-Pins.

Unter zur Hilfenahme dieser kleinen Übersichten kann ich schnell erkennen, ob und an welchem Pin einer dieser Winzlinge noch Reserven zur Realisierung einer weiteren kleinen Spielerei hat.

Div. kleine Elektronik-Schaltungen:

Damit ich unter der Anlage liegend die verschiedenen kleinen Elektronik-Schaltung besser zuordnen kann habe ich auch hierzu eine Übersicht erstellt. Die Einbauorte sind jeweils so gewählt, dass sich zu den angesteuerten Objekten bzw. den funktionsauslösenden Bausteinen möglichst kurze Kabelwege ergeben.

Die eigentlichen kleinen Schaltungen dieser Platinen dokumentiere ich mit dem OpenSource Programm TinyCAD, das man kostenfrei von der Seite https://www.tinycad.net/ herunterladen kann. Beispiele für eine solche Schaltungsdokumentation finden sich in diversen Abschnitten meiner Beschreibungen (z.B. Tipps/Bahnübergang oder Tipps/Lichtschranke).

Die Erweiterung meiner Anlage um die Modulanlage habe ich natürlich in gleicher Weise „dokumentiert“.