MpC-Steuerungs-Verdrahtung

 

Altes Konzept

Die MpC ist hardwaremäßig als Zentralsteuerung aufgebaut, d. h. alle Funktionskarten, wie Block-, Weichen- und Signaldecoder, sowie die Belegtmelder-, Taster- und LED-Decoder sind einheitlich auf genormten Steckkarten im Europa-Format untergebracht, die ihrerseits an zentraler Stelle im Steuerungsschrank in 19-Zoll-Rahmen (sog. racks) auf einer Busplatine stecken.

 

19"-Rahmen mit MpC-Steckkarten, die zentral in einen Steuerungsschrank eingebaut werden. Man lasse sich von dem Bild nicht täuschen: Das ist die Schokoladenseite der Steuerung. Auf der Rückseite sieht es mitunter aus, wie bei Hempels unterm Sofa. Foto © Gahler+Ringstmeier

Die "Rückseite" der Steuerungsrahmen besteht aus Busplatinen, und auf denen findet die gesamte Verdrahtung statt. Insbesondere muss neben der Verdrahtung der Signalkabel eine Querverdrahtung zwischen Blöcken, Hilfsblöcken und Belegtmeldern (Brems- und Haltepunkten) hergestellt werden, um Hilfsblöcke und BM-Abschnitte mit dem "richtigen" Fahrstrom zu versorgen. Das bedeutet, dass z. B. allein von einer einzigen Hilfsblock-Platine für die eigene Fahrstromversorgung und die von zugehörigen Belegtmeldern i.d.R. bis zu 12 Kabel und von einer einzigen BM-Platine 16 Kabel abgehen.

Abb. Teil der Busplatinen mit der früheren Verkabelung.

Das führt naturgemäß, trotz aller Mühe um eine so weit wie möglich ordentliche Kabelführung, zu einem ziemlichen Kabeldickicht. Hinzu kommt, dass dazwischen auch noch die Signalkäbelchen (i.d.R. Litze 0,14 mm²) "herumwuseln", da sie der Empfehlung von G+R zufolge nicht schön rechtwinkelig verlegt werden sollen (wegen der möglichen Gefahr von gegenseitigen Störungen und weil zu große Litzenlängen zu einer Antennenwirkung führen könnten), sondern "unordentlich" kreuz und quer auf kürzestem Wege. Die kleinen Litzen sind sehr fragil und üblicherweise angelötet, so dass der Lötkolben zwischen all den Kabeln zum Einsatz kommen muss, wenn mal ein solches Käbelchen unbeabsichtigt abgerissen wird - ein Horror, wie man sich vorstellen kann.

Ursprünglich verdrahtete ich also die Busplatinen in den 19"-Rahmen der G+R-Emfpehlung folgend. Sofern man mehr als einen 19"-Rahmen einsetzen muss, fallen für jeden Kartentyp, der in mehreren Rahmen vertreten ist, noch Verdrahtungen von der letzten Karte im Rahmen zur ersten Karte im folgenden Rahmen an (die Bussignale müssen an den Bus im nächsten Rahmen weitergereicht werden). Hinzu kamen dann die vielen Litzen für die Querverdrahtung zwischen Block- und Hilfsblockkarten sowie jene zwischen Block-/Hilfsblockkarten und Belegtmelderkarten. Zu guter Letzt verstärkten dann die abgehenden Litzen für Fahrstrom zu den Schienen das Ganze zu einem wahren Wust.

Abb. Die frühere Verdrahtung auf den Busplatinen.

 

Durch die Querverdrahtung aller Rahmen sind diese dann so miteinander verbunden, dass man sie im Falle einer Revision oder einer Fehlersuche nur komplett aus dem Steuerungsschrank herausnehmen kann, was schon wegen der fragilen 0,14mm²-Drähtchen nicht empfehlenswert ist. Außerdem hätte man sämtliche Fahrstromlitzen abziehen müssen, was bei über 100 Stück kaum sinnvoll gewesen wäre. Da mein Steuerungsschrank vor meiner Anlage steht, ist er nur 1 m hoch, was dazu führte, dass ich Fehlersuche oder Umverdrahtungen nur kniend oder mitunter auch liegend durchführen konnte. Also sann ich schon eine ganze Weile lang auf Abhilfe.

 

Neues Konzept

Auslöser für eine grundlegende Neuverdrahtung meiner MpC war dann ein Fehler, der nach einer längeren Stillstandzeit plötzlich aufgetreten war: Im Schattenbahnhof reagierten nur noch 4 Belegtmelder. Ich suchte den Fehler tagelang und konnte infolge des Kabeldickichts einfach nichts finden. Durch Zufall sprach ich mit Modellbahnfreund Winfried Koehne darüber, der mir ein Konzept für eine flexiblere Verdrahtung gab, das er vor Jahren einmal entwickelt und hernach realisiert hatte. Winfried stand mir auch mit Rat und Tat während des Umbaus zur Seite. Das Konzept basiert insbesondere auf folgenden Punkten:
 

• Jeder Rahmen muss so autark verdrahtet werden, dass er aus dem Verbund mehrerer Rahmen jederzeit herausgenommen werden kann. Zu diesem Zweck werden alle notwendigen Verdrahtungen zwischen den Rahmen über lösbare Steckverbindungen ausgeführt.


• Die Litzen für die Steuerungs-Signale laufen am oberen Rahmenrand in einem kleinen Kabelkanal aus Alu-U-Profil und werden von dort senkrecht nach unten geführt und angelötet. Das führt zu einer sauberen und übersichtlichen Grundverdrahtung. Die dünnen Litzen hängen nicht mehr frei herum und sind nun nicht mehr abrissgefährdet. Meine anfänglichen Bedenken bezüglich möglicher Störungen bei dieser Art der Leitungsverlegung konnte Winfried unter Hinweis auf seine praktischen Erfahrungen zerstreuen.


• Die Litzen für Fahrstrom und Belegtmeldungen werden unmittelbar auf 25-polige Sub-D-Buchsen vor jedem Rahmen herausgeführt, und über diese Steckverbindungen erfolgt dann die Verbindung zur Anlage.

Ich organisierte zunächst die Rahmen neu:

• Rahmen 1: Grundkarte, Weichen, Signale, LED (für Lichtsignale)
• Rahmen 2: Blöcke, Hilfsblöcke und Belegtmelder der Fahrstromgruppe 1
• Rahmen 3: Blöcke, Hilfsblöcke und Belegtmelder der Fahrstromgruppe 2

  Abb.Belegung meiner drei Rahmen Für größere Darstellung auf das Bild klicken.

Tasterkarten und weitere LED-Karten für ein eventuelles Gleisbildstellpult (GBS) habe ich nicht mehr in die 19"-Rahmen integriert. Diese Karten werden später direkt in das GBS eingebaut, womit lange Verbindungsleitungen von den Rahmen zu den Tastern und LED im GBS vermieden werden.

 

Wie macht man jeden 19"-Rahmen autark?

Bisher wurden die Busplatinen in der Weise verdrahtet, dass die nötigen Signalkabel von der Grundplatine, der Verstärkerplatine GBUF und der Platine OSZ zu der ersten Busplatine einer jeden Gruppe (Blöcke, Hilfsblöcke, Belegtmelder usw.)verlegt und dort angelötet werden. Von der letzten Karte einer jeden Gruppe sind dann Kabel zu Busplatinen derselben Art in weiteren Rahmen zu verlegen (also z. B. von der letzten Busplatine für Blöcke im Rahmen 1 zur ersten Busplatine für Blöcke im Rahmen 2, von Rahmen 2 nach Rahmen 3 usw. Damit sind alle Rahmen untereinander durch die dünnen Drähtchen letztlich untrennbar verbunden.

Um jeden 19"-Rahmen unabhängig von anderen Rahmen zu machen ist es also notwendig, die Karten in jedem Rahmen unabhängig von den anderen Rahmen mit folgenden Resourcen zu versorgen:

• +5 V
• +15 V
• GND
• Fahrstrom +
• Fahrstrom -
• Steuersignale von der Grundplatine
• Steuersignale von GBUF
• +12 V von der OSZ-Platine
• OSZ von der OSZ-Platine

Um jederzeit einen Rahmen aus dem Schrank herausnehmen zu können, müssen diese Verbindungen über Stecker realisiert werden, die man im Bedarfsfall ausstöpseln kann.

Somit bekommt jeder Rahmen 2 "Ohren", das sind kleine Alu-Winkel, die links und rechts am hinteren Teil des Rahmens klappbar angeschraubt werden und die auf der linken Seite die Stromversorgung und auf der rechten Seite die Signalversorgung über eingebaute Stecker aufnehmen.

 

Abb. Winkel links

Abb. Winkel rechts

Diese Stecker und Buchsen sind jeweils doppelt vorhanden: Ein(e) Stecker/Buchse für den Eingang und eine(r) für den Ausgang. So können über kleine Verbindungsleitungen (sogen. Peitschen) die Ausgänge eines Rahmens mit den korrespondierenden Eingängen des folgenden Rahmens verbunden werden.

Am oberen Rand jedes Rahmens wird ein Alu-U-Profil als Kabelkanal angeschraubt. Das U-Profil erhält zuvor an der Unterseite in regelmäßigen Abständen Kabeldurchlässe, so dass die notwendigen Litzen auf die darunter liegenden Buskarten "durchgesteckt" und dann dort angelötet werden können.

 

Abb. Alu-Kabelkanal

 

Damit entfallen die "frei schwebenden" und damit abrissgefährdeten Drähtchen, deren korrekten Anschluss am richtigen Pin der Busplatine man nun auch wesentlich besser kontrollieren kann. Nach der von einer individuellen Modellbahnanlage zunächst einmal unabhängigen Grundverdrahtung hat man nach wie vor übersichtliche Busplatinen vor sich.

  Abb. Umgebauter Rahmen mit Grundverdrahtung auf den Busplatinen Für größere Darstellung auf das Bild klicken.

Die beiden seitlichen Winkel werden miteinander durch einen weiteren Querwinkel verbunden, der die SUB-D-Buchsen für den Fahrstrom für Blöcke und Hilfsblöcke und die Eingänge der Belegtmelder aufnimmt. Hier werden dann die Verbindungsleitungen zur Anlage aufgesteckt.

Hier ist jetzt der unterste Rahmen mit seinen zwei abgeklappten Winkeln zu sehen. Dieser Rahmen enthält die Grundplatine, die Platine OSZ und die Platine GBUF. Ansonsten sind in diesen Rahmen nur Busplatinen für Weichen, Signale und ein paar LED-Platinen für das MpC-Fahrpult eingebaut worden. Links sind die beiden XLR-Rundstecker zu sehen, über die +5V, +15V und GND eingespeist werden. Der untere Stecker ist der Eingang, der obere der Ausgang zum nächsten Rahmen. An der rechten Seite befinden sich zwei SUB-D-Buchsen. Die untere nimmt alle für die Karten im folgenden Rahmen notwendigen Signalkabel auf, die obere alle Signalkabel für ein GBS.

Abb. Rahmen mit aufgeklappten "Ohren" Für größere Darstellung auf das Bild klicken

Hier ist nun der linke Winkel von innen im Detail zu sehen.

Abb. Rahmenwinkel links Für größere Darstellung auf das Bild klicken

Und hier ist der rechte Winkel von innen.

Abb. Rahmenwinkel rechts Für größere Darstellung auf das Bild klicken

Das Ergebnis für die gesamte Steuerung sieht dann so aus:

Abb. Alle drei 19-Zoll-Rahmen zusammen Für größere Darstellung auf das Bild klicken

Wenn man nun z. B. den mittleren Rahmen herausnehmen möchte, um an ihm zu arbeiten, dann zieht man einfach die Stecker links und rechts ab, und schon ist der Rahmen unabhängig von dem darunter und dem darüber liegenden. Im Übrigen sorgt der oben liegenden Kabelkanal und die Buchsenleiste für die Verbindung zur Anlage für eine "aufgeräumte" Verdrahtung.

Revision der Stromversorgung

Ich habe die Stromversorgung für die MpC in der von G+R dafür angebotenen 19"-'Kiste' untergebracht.

Abb. Das 19"-Gehäuse für die MpC-Stromversorgung

Deren Frontplatte liegt in meinem Schrank auf der Vorderseite und sollte dort auch verbleiben. Somit brachte ich auf der Rückseite des Gehäuses weitere Bohrungen ein, die dann Cinch-Buchsen sozusagen als Kopie der vorderen Buchsen aufnahmen. So kann ich auf kurzem Wege die Stromzuführung zu den Steuerungs-Rahmen bewerkstelligen und behalte für Prüfzwecke den Schalter für den SNT-Baustein und für Spannungsmessungen die Buchsen auf der Frontplatte bei. Bei der Gelegenheit konnte ich auch meine im ersten Anlauf wenig professionelle Verdrahtung durch eine etwas angemessenere ersetzen. Gleichzeitg baute ich in die Frontplatte auch Halterungen für die Schmelzsicherungen ein, so dass im Falle eines Falles nicht das komplette Gehäuse aus dem Schrank gezogen werden muss, um eine Sicherung auszuwechseln (m.E. ein kleiner Planungsfehler von G+R bei dem im Handbuch veröffentlichten Vorschlag für die Konfiguration der "Kiste").

Um als Nichttechniker bei der Realisierung nicht ins Trudeln zu kommen, zeichnete ich zuvor einen genauen Verkabelungsplan, nach dem ich dann auch exakt vorging. Zu meiner eigenen Überraschung funktionierte die Stromversorgung hernach auf Anhieb; ordentliche Planung zahlt sich eben doch aus.

Abb. Verkabelungsplan der MpC-Stromversorgung Für größere Darstellung auf das Bild klicken

Abb. Die fertig verkabelte Stromversorgung im geöffneten Zustand. Hinten sieht man die Verkabelung der
        Chinch-Buchsen und des XLR-Steckers, die zu den Steuerungs-Rahmen führen.
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Abb. Die von mir bearbeitete Rückseite der Stromversorgung, die über den Steuerungs-Rahmen liegt.

Zum Schluss noch ein Bild von meiner Steuerung, so wie sie komplett in meinen Steuerungsschrank eingebaut worden ist.

Abb. Die Steuerung komplett mit Stromversorgung, eingebaut im Steuerungsschrank
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