Schlagwort: Ferritkern

Ich verwende für Nächternhausen Servodecoder der Firma MBTronik¹http://www.mbtronik.de/. Warum ich Servos als Antrieb von Weichen, Signalen, Toren usw. empfehle habe ich im Technikbereich geschrieben.

Ich bin mit diesen Decodern sehr zufrieden – allerdings musste ich im Laufe der Zeit relativ viel lernen. Hätte ich es vorher gewusst wäre mir einiges an Arbeit erspart geblieben. Damit es euch nicht genauso passiert habe ich diesen Beitrag verfasst.

Die folgenden Tipps beziehen sich auf den Betrieb von Servodecodern des Typs WA5 der Firma MBTronik. Viele dieser Tipps treffen aber auch auf andere Servodecoder zu.

Produktübersicht

Bei MBtronik gibt es sowohl Decoder für DCC, als auch für das Selectrix System. Im folgenden betrachte ich ausschließlich die DCC Decoder da ich keine Erfahrungen mit Selectrix habe.

Basis aller Decoder ist der WA5. Es gab früher auch die WA4 und WA3 Reihe. Beide sind aber schon lange überholt und durch den WA5 ersetzt. Von diesen gibt es folgende Varianten:

• WA5 Mini – der Basisdecoder aber ohne Relaisfunktion.
• WA 5 – WA5 Mini mit Relaisbaustein
• Sonderbausteine mit anderer Relaisschaltung – hauptsächlich für spezielle Gleissysteme.

Der WA5 Mini lässt sich mit einem Erweiterungsbaustein zum WA5 erweitern.²unter Artikelnummer 3961.

Die Sonderbausteine erlauben die Ansteuerung mehrere Weichenherzen im Rahmen der Herzstückpolarisierung. Dies ist insbesondere bei Tillig-DKWs der Fall. Die Sonderbausteine sind aber nicht unbedingt erforderlich – ich selbst habe diverse Weichen der Firma Tillig im Einsatz (Reihe Tillig Elite) – siehe dazu auch die Beschreibung im Download Bereich.

Bausatz oder Fertigbaustein?

Bausätze sind günstiger und Bauen macht Spaß!

Aber nicht jeder Bausatz lässt sich auch einfach montieren – und nicht jeder mag Elektronikteile löten. Ein weiteres Problem: Wenn es nicht funktioniert ist die Schuldfrage oft schwierig. Habe ich den Fehler gemacht oder ist ein Baustein defekt?

Nachdem ich inzwischen über 40 MBTronik Bausteine des Typs WA5 und WA4 eingesetzt habe – ohne irgendeine wirkliche Ahnung von Elektronik zu haben – kann ich sagen, das es wirklich einfach ist die Bausätze von MBTronik zu bauen. Kein einziger war bisher defekt.

Ein Gehäuse kann man mit kaufen. Ich rate aber davon ab. Staub macht der Elektronik nichts aus – und ich habe keinen einzigen Baustein nach über 10 Jahren Betrieb wegen Staubproblemen verloren. Der einzige Verlust war ein falsch eingebautes IC. Auch verwendet MBTronik keinerlei komplexe SMD Technik wodurch das Löten sehr einfach ist.

MBTronik liefert eine gute Anleitung für den Zusammenbau mit der nichts hinzuzufügen ist. In Nächternhausen sind alle Servodecoder selbst zusammengebaut. Wenn man mehrere bestücken muss, so kann man nach dem ersten erfolgreichen Zusammenbau mehrere parallel bestücken. Halten sie sich an die Anleitung und es kann eigentlich nichts schief gehen.

Letztlich muss aber jeder für sich selbst entscheiden ob Bausatz oder fertige Bestückung.

Decoder mit Relais oder ohne?

Punktkontakt (aka „Märklin“)-fahrer können dieses Kapitel überspringen. Für alle anderen gilt:

Polarisieren sie alle Herzstücke ihrer Weichen! Nur so ist ein störungsfreier Betrieb gewährleistet.

Und genau hierfür benötigen wir die Decoder mit der erweiterten Relaisfunktion (WA5). Die Decoder ohne Relaisfunktion heißen „WA5 Mini“. Die Decoder ohne Relais verwendet man hauptsächlich für Signale, Tore, und alle Arten von Servos die keine Abhängigkeiten haben. Aber: Nicht alle Weichen benötigen den – teureren – WA5! Siehe dazu weiter unten das Kapitel zum Thema Relaisschaltung.

Es gibt auch die Möglichkeit zusammen mit dem Servo einen Mikroschalter zu bewegen. Das ist aber von der Einbausituation abhängig und auch eher etwas für die Spezialisten da man ja jeweilig einen Schalter für jede Endlage benötigt. Ich empfehle da eher die sichere Variante.

Verschaltung Relaisbaustein WA5

Die Verschaltung des Herzstücks beim Relaisbaustein ist in der Dokumentation ausreichend beschrieben. Dabei bitte beachten: Auf jedem Relaisbaustein sind 2 Relais und anfangs hatte ich doch etwas Probleme mit der Dokumentation die da lautet:

Relaisbelegung WA5 Decoder (© Klaus Holtermann)

Gemeint ist damit, das Pin 6 jeweils Verbindung mit Pin3 hat wenn der Servo in Stellung Grün ist und Verbindung nach Pin 2 wenn der Servo in Stellung Rot ist. Mir hat erst eine Darstellung als Relaisschaltbild geholfen es zu verstehen (habe da auch vielleicht die falsche Denkweise für):

Relaisschaltbild WA 5 Decoder

Bei Bewegung des Servos ist keiner der Kontakte mit Pin 4 und 6 verbunden. Herr Holtermann empfiehlt die Pins 4 und 6 als Lötbrücke auf der Platine zu verbinden. Mit der Verbindung außerhalb der Platine bin ich aber wesentlich flexibler was den Einsatz angelangt. Man kann dann mehr machen als nur eine Herzstückpolarisierung. Ich verwende in Nächternhausen diese Relais z.B. bei der Kehrschleifenweiche um die Polung zu wechseln.

Genau genommen bräuchte man nun keine Verbindung von 4 und 6 weil man auch ausschließlich 4 oder 6 verwenden könnte zur Polarisierung. Tatsächlich hatte ich aber Probleme mit Tillig Weichen älterer Bauart (s.u.).

Daher empfehle ich generell die Verschaltung gemäß Dokumentation. Im realen Leben sieht das dann so aus:

Tilligweichen alter Bauart und Weichen mit durchgehenden Zungen.

Eine Besonderheit stellen Tilligweichen alter Bauart dar. Hier hatte ich immer wieder Kurzschlüsse als ich nur ein Relais verwendet hatte (also Pin 2,3,4). Dazu muss ich sagen, das ich auch die Zunge mit der Spannung aus der Herzstückpolarisierung verwendet habe, da der Anpressdruck i.d.R. alleine nicht ausreicht um die Zunge dauerhaft mit Strom zu versorgen.

Meine Vermutung: Bei Tillig werden die durchgehende Zungen der Weiche zusätzlich mit Strom über die Backenschiene versorgt! Schaltet jetzt das Relais um bevor das Servo die Backenschiene vollständig elektrisch von der unteren Schiene getrennt hat, so kommt es zum Kurzschluss! Die Weiche hat kurzzeitig parallel Verbindung über die anliegende Zunge mit dem Versorgungsbereich grün:

. Auch wenn diese nur wenige Millisekunden andauert reicht es das die Zentrale abschaltet.

Das Problem hat nichts mit dem WA5 zu tun. Durchgehende Zungen sind vorbildorientiert. Wer solche Weichen verwendet muss daher entweder die Zunge hinter dem Herzstück auftrennen, oder die Weiche anders verschalten. Wie dies funktioniert habe ich in einer PDF im Downloadbereich beschreiben.

Neue Tilligweichen verschalten

Neuere Tilligweichen haben dieses Problem nicht

Man beachte die unterschiedlichen Herzstücke. Bei den neuen Weichen sind diese von der durchgehenden Zunge getrennt. Bei den alten Weichen sind diese verbunden.

Trotzdem sollte man auch bei den neuen Weichen die Zunge zusätzlich mit Spannung versehen und nicht darauf vertrauen das dauerhaft die Verbindung über die Backenschiene vorhanden ist – dazu benötigen wir aber kein Relais, eine einfache elektrische Verbindung auf der Unterseite reicht aus.

Alle Weichen dann mit WA5 ausstatten?

Nein! Selbstverständlich kann ich mit einem Relaisbaustein auch eine 2. Weiche mit der Polarisierung versehen.

Zu beachten ist lediglich, das man

a) bei Verwendung alter Tilligweichen die Stellschiene entweder vom Herzstück trennt, oder aber man verwendet beide Relais gemäß der Herstellerdokumentation.

b) die 2. Weiche eine Abhängigkeit von der 1. Weiche haben sollte. Nur wenn Weiche 1 auch bedeutet das man Weiche 2 schalten muss macht eine Polarisierung der 2. Weiche gemäß Stellung der 1. Weiche Sinn. Beispiel:

Einbau und Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme ist in der Dokumentation hinreichend erklärt. Für die Einstellung empfiehlt sich das zusätzliche Programmiergerät von MBTronik³. Man kann sich so ein Gerät auch mit wenig Aufwand selbst herstellen – falls ihr daran Interesse habt schickt mir einfach eine PN. Wenn die Anlage größer ist, kann man die Kabel auch problemlos verlängern und so den unterirdischen Servo oberirdisch einstellen.

Da ich einmal dazu zu faul war das Programmiergerät zu verlängern, half ein anderer Trick: Skype auf dem Handy installieren und mit einem 2. Handy (vielleicht hilft da ja der/die Partner*in) das erste per Skype (o.ä.) Videocall anrufen. Dann eines der Handys vor das Signal oder die Weiche platzieren. Der Trick funktioniert auch gut in nur schwer einsehbaren oder unzugänglichen Bereichen der Anlage!

• Niemals die Servos einbauen und sofort an die Weiche und den Decoder anschließen. Servos haben einen Ruhepunkt der von der Elektronik initial angefahren wird. Leider sind neue Servos nicht immer auf diesen Punkt eingestellt. Dies würde bei angeschlossener Weiche zu so hohem Anpressdruck führen, dass die Weichenzungen kaputt gehen würden. Ich habe mir angewöhnt alle neuen Servos erst einmalig kurz an einem WA5 initial anzuschließen der noch nicht konfiguriert wurde oder der mittels Reset auf den Grundzustand gesetzt wurde!

• Versorgen Sie alle Servos mit einer eigenen Stromversorgung und mit eigener Zuleitung – die sollte mindestens 1.0mm² Durchmesser haben (zumindest bis zum Verteiler).

Fehlersuche

Beim Betrieb von Servos gibt es ein paar Punkte zu beachten. Viele Probleme scheinen mir damit zusammenzuhängen, das Servos beim Einschalten immer zuerst kurz vor und zurück schalten um dann die aktuelle Lage genau zu positionieren. Bei hunderten von Servos kann man sich vorstellen, das dies zu Problemen führen kann. Es gibt aber Abhilfe und die folgenden Tipps sind sicher für den Ein- oder Anderen hilfreich.

Servos brummen

Nachdem ich ca. 30 Antriebe eingebaut hatte fingen die Antriebe beim Einschalten an zu zittern oder zu brummen – teilweise ließen sich die Zuckungen der Servos nur dadurch abstellen, dass die Servokabel mehrerer, nebeneinander liegender Steuerungen abgezogen wurden – nicht sehr hilfreich. Kurt Haders (der Entwickler des Decoders) hat mir dann noch einige Tipps gegeben die nicht in der Anleitung standen.

• Aus dem Flugmodellbau kennt man s.g. „Ferritkerne“ die Fehlerströme vermeiden helfen. Häufig sind vor allem Servokabelverlängerungen Grund für unkontrolliertes Brummen – auch und gerade beim Einschalten. Hier sollte man einfach mal probieren ob ein Ferritkern das Brummen abschaltet. Bei einigen Servos war das Brummen danach weg – auch wenn diese nicht verlängert wurden! Insgesamt brauchte ich aber nur 8 solcher Kerne für die gesamte Anlage. Ferritkerne sind im Elektronikhandel erhältlich – teilweise aber auch an vorhandenen USB Anschlüssen am PC vorhanden (damit kann man schon mal ausprobieren):

• Auf keinen Fall sollte man die Möglichkeit verwenden die Stromversorgung der Steuerung von einem der anderen Bauteile weiterzuleiten – die Möglichkeit auf den WA-Bausteinen verleitet leider schnell dazu. Stattdessen immer die Digitalstromversorgung von einem Hauptverteiler beziehen! Nutzt man die Weiterleitung über die Platine kann es dazu führen das einzelne Bausteine nicht mehr schalten.

Servos flattern oder zucken

• Servo defekt: Leider sind auch nicht alle Servos fehlerfrei. Ich verwende von Conrad Elektronik die kleinen ES5 Servos – leider gibt es dabei ab und an auch Ausschuss. Tauschen Sie den Servo aus und prüfen Sie ob der Servo immer noch zuckt. Von einer Lieferung mit 30 ES5 waren 4 Stück defekt – leider zeigt sich dieser Fehler erst beim Anschluß am WA5…
• Alle oder einzelne Servos flattern nach dem Einschalten und hören damit nicht mehr auf: Ich habe als Stromversorgung für die WA5 einen alten Schultransformator (die man vielleicht noch aus dem Physikunterricht kennt). Das Teil liefert 9A (!) bei 16V Wechselstrom. Messen sie den Stromverbrauch beim Einschalten – und prüfen sie, ob dies der vorhandene Transformator hergibt.
• Man sollte Wechselstrom vermeiden – auch wenn es damit eigentlich auch geht. Und man sollte vermeiden die Stromversorgung langsam einzuschalten – falls man über einen Poti einschaltet diesen gleich auf Anschlag drehen!
• Einzelne Servos flattern nach dem Einschalten: Die beste Stromversorgung nutzt nichts, wenn man große Leitungslängen nutzt (als Beispiel >3m) . Ich verwende einen durchaus großen Leitungsquerschnitt von 1,5 mm². Trotzdem haben bei mir immer wieder einige Servos geflattert beim Einschalten. Leider flattern nicht nur die hintersten Servos in einer Reihe, aber man sollte sich überlegen die Servos die am weitesten von der Stromversorgung entfernt sind (bei mir immerhin ca. 8m Leitungslänge) mal abzuschalten. Geholfen hat dann ein kleiner zusätzlicher lokaler Trafo für die hinteren Stränge und schon ging alles ohne Flatterprobleme!
• Servos schalten nicht oder flattern: Immer mal wieder messen wie viel Strom gezogen wird – anfangs hatte ich einen drei normale Trafos – die haben nur 1.5 A gehabt und sind schnell am Anschlag. Auch hier zeigt sich, dass eine eigenständige Stromversorgung für die WA5 dringend erforderlich ist!

Ich hoffe diese kleine Beschreibung hilft beim Einsatz der Servodecoder – ich bin jedenfalls hochzufrieden damit! Leider kann ich nur von meinen Erfahrungen mit Gleismaterial von Roco und Tillig berichten. Wenn ihr Erfahrungen mit anderen Weichen, Herstellern oder Decodern gemacht habt oder Fragen, dann nutzt doch bitte die Kommentarfunktion!

P.S: Um allen Fragen zuvor zu kommen: Ich habe weder eine verwandtschaftliche Verbindung mit dem Hersteller, noch erhalte ich dafür irgendwelche finanzielle Unterstützung seitens des Herstellers.

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