Kategorie: Stellwerk

18. Oktober 2021 – Mechanisches Stellwerk mit Elektronengehirn

Im Bahnhof Grünberg sollen Nachbildungen von mechanischen Stellwerken zum Einsatz kommen. Wichtig sind hierbei die Fahrstraßen mit den entsprechenden Sperren, da diese im Betrieb den Fahrdienstleiter deutlich entlasten.
Beim Vorbild kommen hier mechanische und elektromechanische Riegel zum Einsatz. Deren originalgetreue Nachbildung wäre sehr reizvoll, allerdings gleichzeitig aber auch sehr aufwändig. Außerdem steht zu befürchten, dass eine so feine Mechanik den rauen Betrieb auf einem FREMO-Treffen nicht lange überleben würde.

Wir haben uns deswegen dazu entschlossen, die Abhängigkeiten der verschiedenen Stellelemente elektronisch abzubilden. Dazu werden die Signale aller Stellelemente nur an eine zentrale Steuerung weitergegeben. Dieses „Hirn“ entscheidet dann, ob der Stellbefehl ausgeführt werden kann und leitet ihn ggf. an die Decoder im Bahnhof weiter. Ist die Aktion im aktuellen Zustand des Stellwerkes nicht erlaubt, so wird der Stellbefehl gar nicht erst generiert und der Benutzer mit einer Fehlermeldung darauf hingewiesen.
Die Stellhebel sind dabei nicht mechanisch verriegelt. Um dem Benutzer dennoch mitteilen zu können, welche Hebel nicht bedient werden dürfen, gibt es an jedem Stellelement eine rote LED. Wenn diese aufleuchtet, darf das Stellelement nicht bedient werden.

Bisher basiert die Logik des Stellwerks auf einem PC-Programm (Rocrail). Es hat sich jedoch schnell gezeigt, dass die Wartung des Stellpults, das Korrigieren und Hinzufügen von neuen Funktionen damit extrem aufwändig wird. So würde das Hinzufügen des Strecken – später des Bahnhofsblocks – einen weitgehenden Umbau erfordern. Dabei besteht immer die Gefahr, neue Fehler einzubauen, da die Zusammenhänge der Stelllogik auf verschiedene Teile des Programms verteilt sind.
Weiterhin erfordert die bisherige Lösung den Einsatz eines Kleincomputers, wie zum Beispiel einen Raspberry Pi, mit aller Komplexität eines darauf laufenden Betriebssystems.

Wir haben deswegen dank eines weiteren FREMO-Kollegen damit begonnen, die Steuerlogik als eigenständiges Programm zu entwickeln, das auf einem Arduino läuft. Da alle Komponenten des Bahnhofs und der Stellpulte per Loconet angesteuert werden, benötigt der Arduino nur ein LN-Shield als weitere Komponente. Zusätzlich haben wir noch ein Display hinzugefügt, um im Falle einer Fehlbedienung mehr Hinweise als nur einen Summer ausgeben zu können. Das Display ist allerdings optional, einem echten Stellwerksprofi passieren sowieso auch keine Fehler:-)

Auf dem Holzbrett im Vordergrund ist die Steuerung zu sehen. Die beiden linken Platinen dienen der Stromversorgung und Terminierung des Loconet, rechts oben sitzt der Arduino mit dem LN-Shield und unten rechts ist das Display zu sehen.

Aktuell ist auf diese Weise die Funktion der beiden Stellwerke Gf und Go realisiert. Zur Zeit existiert noch keine Anbindung an den Streckenblock oder die Verbindung der beiden Stellwerke untereinander mit einem Bahnhofsblock. Diese sollen erst in späteren Stufen hinzugefügt werden.

Als nächstes steht erstmal der Test der aktuellen Software mit dem Bahnhof beim nächsten FREMO-Treffen in Hochdorf-Assenheim an. Wenn die Steuerung dort einwandfrei funktioniert soll als nächster Schritt die Anbindung an den Streckenblock erfolgen, um die Kommunikation mit benachbarten Bahnhöfen zu ermöglichen.

12. September 2021 – Halbfinale

Am Wochenende hat sich die Grünberg ARGE getroffen. Ein umfangreiches Programm stand an, um den Bahnhof fit für den ersten Testeinsatz in Hochfeld Assenheim Ende Oktober zumachen.

  • Einsetzen der Alufüße mit den richtigen Längen. Schließt das Alurohr im Halter bündig ab, ergibt sich automatisch die richtige Modulhöhe von 1300 mm. Wird das Rohr weiter bis zur Modulplatte eingesteckt, ergeben sich noch ca. 2 cm Reserve für unebene Hallen.

  • Test des Zusammenspiels nach der Verkabelung. Fahrstrom, Decoder haben auf Anhieb funktioniert.
  • Einbau der beiden Gleissperren. Dazu mussten wir Gleise nochmal abnehmen und neu verlegen, da der Schwellenabstand an der Gleissperre 6 mm statt 4 mm beträgt.
  • Verlängern von Gleis 8 und Verlegen von Gleis 5a (Bahnmeisterei) und Gleis 9 (Zufahrt zur Drehscheibe).
  • Probestellen der Drehscheibe und Untersuchungsgrube.

Highlight waren die beiden Behelfsstellwerke. Die Technik der beiden Stellwerke Gf und Go wurde nachempfunden. Kippschalter bilden die Stellhebel für die Weichen und Gleissperren, Fahrstraßen und Signale nach. Fahrstraßenfestlegung und Auflösung über Taster. Da eine mechanische Verriegelung nicht möglich ist, zeigen rote LEDs an, welche Elemente gerade nicht bedient werden können.

Auf die Implementierung des Bahnhofsblocks haben wir erstmal verzichtet. Das wird später aber auch noch umgesetzt. Erstmal wollen wir Erfahrung mit der Bedienung sammeln. Danach kann über die Umsetzung mit Stellhebeln nachgedacht werden.

Schalter und LED werden über Loconet-Decoder angesteuert. Als Software wird Rocrail auf einem alten Laptop eingesetzt. Die Umstellung auf ein C-Programm auf einem Arduino ist in der Planung.

In Summe ein sehr erfolgreiches Wochenende mit positivem Ausblick auf den ersten Testbetrieb im Oktober. Dann hoffentlich auch schon mit den Formsignalen.