AT398908B - Steuerungssystem für schienengeführte modellfahrzeuge - Google Patents

Description

AT 398 908 B

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für schienengeführte Modellfahrzeuge mit einer digitalen Steueranordnung zur individuellen Steuerung von Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung und/oder Zusatzfunktionen der einzelnen Fahrzeuge, bei dem die Steuerinformationen von der digitalen Steueranordnung in Form binär codierter Befehle aus jeweils einem Adreßteil und einem Datenteil über einen Öbertragungska-5 nal zu den zu steuernden Fahrzeugen übertragen werden.

Ein derartiges Steuerungssystem ist aus der DE-PS 28 46 801 bekannt. Bei dem bekannten Steuerungssystem ist eine Steuervorrichtung in Form einer Steuerungs-Zentraleinheit vorgesehen, welche die Befehlsworte mit ihrem Adreßteil und ihrem Datenteil in Form von pulslängen-codierten Signalen erzeugt, mit welchen eine Trägerfrequenz amplitudenmoduliert wird. Das amplitudenmodulierte Signal wird an die io Fahrschienen gelegt, an denen außerdem die mit Hilfe einer Betriebsspannungs-Einheit erzeugte Betriebsspannung aniiegt, wobei die Steuerinformationen auch durch Tasten bzw. Pulsen der Betriebsspannung übertragen werden können. Dabei sind der Steuerungs-Zentraleinheit Fahrpulte zugeordnet, über die die einzelnen Befehle in digitaler Form eingegeben werden können.

Digitale Steuerungssysteme der vorstehend beschriebenen Art dienen der Steuerung von mit entspre-15 chenden digitalen Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Fahrzeugen, insbesondere in Anlagen, in denen mehrere Fahrzeuge unabhängig voneinander mit unterschiedlicher Fahrtrichtung und/oder Geschwindigkeit angetrieben werden sollen.

Das bekannte Steuerungssystem und andere bekannte digitale Steuerungssysteme sind hinsichtlich ihrer Funktion bei der Steuerung von Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung und Zusatzfunktionen, wie z.B. 20 Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen Weichen und dergleichen, voll befriedigend, wenn sie von Anfang an beim Aufbau einer Modellanlage mit digitaler Fahrzeugsteuerung eingesetzt werden. Für Anwender, die bereits kleine bis mittelgroße analogbetriebene Anlagen mit einigen Fahrzeugen besitzen, ist es jedoch sehr unbefriedigend, wenn bei der Umrüstung auf eine digitale Steuerung außer einer digitalen Steueranordnung und den entsprechenden digitalen Empfangseinrichtungen an den Fahrzeugen auch noch 25 ein spezieller Versorgungstransformator und ein neues Steuergerät angeschafft werden muß, während die bereits vorhandenen, analog arbeitenden Steuerungen bzw. Fahrregler nach der Umstellung auf digitalen Betrieb nicht mehr verwendet werden können.

Ferner beschreibt die DE 36 13 429 A1 ein Verfahren und eine Anordnung zum unabhängigen Betreiben mehrerer schienengebundener Fahrzeuge, bei dem teilweise in einem digitalen Betrieb gearbeitet 30 wird. Im einzelnen wird die Spannung eines analogen Fahrgeräts zum direkten Betreiben konventioneller Fahrzeuge benutzt, also zum Betreiben von Fahrzeugen, die nicht mit einem Digitalempfänger ausgestattet sind. Der digitale Betrieb gemäß dem bekannten Verfahren bezieht sich lediglich auf die rechnergestützte Umschaltung der analogen Fahrspannung auf verschiedene elektrisch getrennte Gleisabschnitte. Diese Art des durch Trennstellen ermöglichten konventionellen Mehrzugbetriebs ist im Bereich der Modellbahn seit 35 vielen Jahren unter dem Begriff "Z-Schaltung" bekannt, wobei die Schaltaufgaben bisher von mühsam verdrahteten Relaisschaltungen erledigt wurden, die Erfindung betrifft also in diesem Fall den Einsatz eines Zentralrechners zum Schalten der Streckenabschnitte. Die zitierte Druckschrift vermittelt aber keine Anregung dafür, einen konventionellen Fahrregler in der Weise einzusetzen, daß dessen veränderliche Ausgangsspannung in kodierte Daten für Modellfahrzeuge mit eingebautem Digitalempfänger umgesetzt wer-40 den.

Ausgehend von diesem Problem und dem eingangs erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen bei der Umstellung auf Digitalbetrieb bereits vorhandenen Fahrregler auch nach der Umrüstung der Anlage auf eine digitale Steuerung weiterhin verwenden zu können.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Steuerungssystem gemäß der Erfindung dadurch 45 gelöst, daß die digitale Steueranordnung einen analog arbeitenden Fahrregler mit einem Signalausgang umfaßt, an dem eine veränderliche Ausgangsspannung erzeugbar ist, und daß der Signalausgang des Fahrreglers mit einem Signaleingang eines ausgangsseitig an den Übertragungskanal angeschlossenen Digitalsenders verbunden ist, durch den die veränderliche Ausgangsspannung des Fahrreglers in den die Fahrgeschwindigkeit des anzusteuernden Fahrzeugs bestimmenden, binär codierten Datenteil eines codier-50 ten Befehls umsetzbar ist, dessen Adreßteil an dem Digitalsender eingebbar ist.

Es ist ein besonderer Vorteil des Steuerungssystems gemäß der Erfindung, daß bei der Umrüstung einer Anlage auf digitalen Betrieb anstelle einer kompletten Steueranordnung lediglich ein zusätzlicher Digitalsender benötigt wird, der die analoge Information vom Signalausgang des Fahrreglers in digitale Fahrgeschwindigkeits-Datensignale umsetzt, die dann zu einem codierten Befehl ergänzt werden, indem der 55 Adreßteil des Befehls an dem Digitalsender eingegeben wird. Dabei ergibt sich für den Benutzer der zusätzliche Vorteil, daß die Fahrgeschwindigkeit der Modellfahrzeuge in der ihm vertrauten Weise über einen Drehknopf des bereits bisher verwendeten Fahrreglers eingestellt werden kann. 2

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In Ausgestaltung der Erfindung ist es besonders günstig, wenn der üblicherweise vorhandene Versor-gungsspannungs-Ausgangsanschluß des Fahrreglers mit einem Versorgungsspannungsanschluß des Digitalsenders verbunden wird, so daß für diesen keine separate Spannungsversorgung bzw. kein separates Netzteil benötigt wird.

Dabei kann der Digitalsender gleichzeitig derart ausgebiidet sein, daß mit seiner Hilfe in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf und/oder der Polarität der variablen Ausgangsspannung des Fahrreglers ein die Fahrtrichtung und/oder eine Zusatzfunktion des anzusteuernden Fahrzeugs bestimmender codierter Datenteil eines codierten Befehls erzeugbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Steuerungssystems gemäß der Erfindung: Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Digitalsenders eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems und Fig. 3 ein Prinzipschaltbild eines konventionellen, analog arbeitenden Fahrgeräts zur Verwendung in einem Steuerungssystem gemäß der Erfindung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Steuerungssystem mit einer Steueranordnung, die gemäß der Erfindung aus zwei Hauptkomponenten aufgebaut ist, nämlich aus einem Digitalsender 1 und aus einem konventionellen, analog arbeitenden Fahrregler 2. Der Fahrregler 2 ist eingangsseitig' beispielsweise wie in der Zeichnung gezeigt, über einen Stecker 3 an die Netzwechselspannung anzuschließen. Ein erster Ausgang 4a des Fahrreglers 2 liefert in üblicher Weise eine konstante Ausgangsspannung die beim Ausführungsbeispiel an einem Versorgungsspannungseingang 4b als Speisespannung für den Digitalsender 1 dient. Ein zweiter Ausgang des Fahrreglers 2 stellt den üblichen Signalausgang 5 eines konventionellen Fahrreglers dar, an dem eine veränderliche Ausgangsspannung zur Verfügung steht, deren Größe mit Hilfe eines Stellelementes 6 eingestellt werden kann, welches beim Ausführungsbeispiel durch einen drehbaren Stellknopf für einen sekundärseitigen Spulenabgriff 7 eines Stelltransformators gebildet wird (vgl. Fig. 3). Der zweite Ausgang, d.h. der Signalausgang 5 des Fahrreglers 2 ist mit einem weiteren Eingang, nämlich dem Signaieingang 8 des Digitalsenders 1 verbunden.

Der Digitalsender 1 besitzt ein weiteres Stellorgan 9, welches beim Ausführungsbeispiel als Schieber mit definierten Schaltstellungen ausgebildet ist, aber auch als Drehknopf mit definierten Schaltsteliungen ausgebildet sein könnte. ’ Wie Fig. 2 zeigt, ist der Signaleingang 8 des Digitalsenders· 1 mit einem Analog/Digital-(A/D-)Umsetzer 10 verbunden. Der A/D-Umsetzer 10 ist ausgangsseitig mit einem Digitalcodierer 11 verbunden. Ein zweiter Eingang des Digitalcodierers 11 ist mit einem Adreßsignalgeber 12 verbunden, dessen Adreß-Ausgangssi-gnal durch die Stellung des Stellorgans 9 bestimmt wird. Aus dem Adreßsignal einerseits und dem Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 10 andererseits erzeugt der Digitalcodierer 11 ein Befehlswort, welches gegebenenfalls mehrfach wiederholt und nach Verstärkung in einem Verstärker 13 an den Ausgang 14 des Digitaisenders 1 gelegt wird, der beim Ausführungsbeispiel mit den Schienen 15 der Modellbahnanlage verbunden ist. Dabei wird der Verstärker 13 mit der Ausgangsspannung vom ersten Ausgang 4a des Fahrreglers 2 gespeist, wobei diese Spannung oder eine davon abgeleitete Spannung auch der Speisung der Schaltungen 10 bis 12 dient, was in Fig. 2 jedoch nicht besonders dargestellt ist.

Wie Fig. 3 zeigt, enthält der Fahrregler 2 einen Stelltransformator mit einer im Betrieb an der Netzspannung anliegenden Primärwicklung 20 und einer geteilten Sekundärwicklung 22a, 22b. Dem einen Sekundärwicklungsteil 22b ist dabei der bereits erwähnte Spulenabgriff 7 zugeordnet, dessen Anschluß den zweiten Ausgang (Signalausgang 5) des Fahrreglers 2 darstellt. Der erste Ausgang 4a des Fahrreglers ist mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Sekundärwicklungsteile 22a, 22b verbunden. Der von dem Verbindungspunkt abgewandte Anschluß des Sekundärwicklungsteils 22b liegt an Erde bzw. Bezugspotential. Ein entsprechender Bezugspotential-Anschluß (nicht gezeigt) ist auch für den Digitalsender 1 vorgesehen. Mit Hilfe einer Taste 24 kann der von dem Verbindungspunkt 7 abgewandte Anschluß des anderen Sekundärwicklungsteils 22a direkt mit dem zweiten Ausgang bzw. dem Signalausgang 5 des Fahrreglers 2 verbunden werden, um dort einen Spannungssprung zu erzeugen bzw. einen Impuls höherer Spannung, wie er in konventionellen Anlagen typischerweise als Umschaltimpuls für die Fahrtrichtung der gesteuerten Fahrzeuge verwendet wird. Dabei kann der Digitalsender 1 so ausgebildet werden, daß er in Abhängigkeit von einem derartigen Spannungsimpuls beispielsweise ein entsprechendes, codiertes Fahrtrichtungsänderungssignal erzeugt.

Bezüglich der Realisierung des erfindungsgemäßen Steuerungssystems ist anzumerken, daß die Funktionen der Schaltkreise 10 und 11 mit Hilfe eines Microcontrollers mit einem in einem Lesespeicher fest gespeicherten Programm realisiert werden können, wobei durch den Microcontroiler in Abhängigkeit von dem gespeicherten Programm sowohl die Umwandlung der analogen Signalspannung an dem Signaleingang 8 in ein digitales Signal als auch die Erzeugung des über den Verstärker 13 an die Schienen 15 anzulegenden digitalen Befehls erfolgen kann. Dabei erfolgt die Adreßwahl an dem Signalgeber 12 durch 3

Claims (3)

1. AT 398 908 B das Ablesen der Stellung des Stellorgans 9, das heißt in der Praxis durch das Ablesen einer Schalterstellung, die dann in codierter Form über dafür vorgesehene Anschlüsse in den Microcontroller eingegeben wird. Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß durch das erfindungsgemäße Steuerungssystem die Möglichkeit geschaffen wird, bei einer Digitalsteuerung einen im Regelfall bereits vorhandenen, analog arbeitenden Fahrregler weiterzuverwenden und auf diese Weise die Kosten für die Umrüstung auf Digitalbetrieb erheblich zu verringern. Patentansprüche 1. Steuerungssystem für schienengeführte Modellfahrzeuge mit einer digitalen Steueranordnung zur individuellen Steuerung von Fahrgeschwindigkeit, Fahrtrichtung und/oder Zusatzfunktionen der einzelnen Fahrzeuge, bei dem die Steuerinformationen von der digitalen Steueranordnung in Form binär codierter Befehle aus jeweils einem Adreßteil und einem Datenteil über einen Öbertragungskanal zu den zu steuernden Fahrzeugen übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Steueranordnung einen analog arbeitenden Fahrregler (2) mit einem Signalausgang (5) umfaßt, an dem eine veränderliche Ausgangsspannung erzeugbar ist, und daß der Signalausgang (5) des Fahrreglers (2) mit einem Signaleingang (8) eines ausgangsseitig an den Übertragungskanal (Schienen 15) angeschlossenen Digitaisenders (1) verbunden ist, durch den die veränderliche Ausgangsspannung des Fahrreglers (2) in den die Fahrgeschwindigkeit des anzusteuernden Fahrzeugs bestimmenden, binär codierten Datenteil eines codierten Befehls umsetzbar ist, dessen Adreßteil an dem Digitalsender (1) eingebbar ist.
2. 2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalsender (1) einen Versorgungsspannungsanschluß (4b) aufweist, der mit einem Versorgungsspannungs-Ausgangsan-schluß (4a) des Fahrreglers (2) verbunden ist.
3. 3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitaisender (1) derart ausgebildet ist, daß mit seiner Hilfe in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf und/oder der Polarität der variablen Ausgangsspannung des Fahrreglers (2) ein die Fahrtrichtung und/oder eine Zusatzfunktion des anzusteuernden Fahrzeugs bestimmender codierter Datenteil eines codierten Befehls erzeugbar ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4