Leseprobe-Raspberry Pi steuert Modelleisenbahn by Elektor

In diesem Buch findet der ambitionierte Modelleisenbahner die genaue Beschreibung, wie er sich für die eigene Anlage ein vorbildgetreues Drucktastenstellwerk mit Computer-Steuerung bauen kann.

In diesem Buch ﬁndet der ambitionierte Modelleisenbahner die genaue Beschreibung, wie er sich für die eigeEs schließt die Lücke zwischen den früher beliebten Stellwerken auf Relaisbasis und den ne Anlage ein vorbildgetreues Drucktastenstellwerk mit Möglichkeiten, die kleine Rechner wie der Raspberry Pi bieten. Computer-Steuerung bauen kann.

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werkstypen wird kurz eingegangen. Die RPi-Programmierung können Sie mit einem PC unter Windows oder Linux machen. Danach läuft Ihr Stellwerk völlig autonom. ISBN 978-3-89576-283-3

ISBN 978-3-89576-283-3

Elektor-Verlag GmbH 52072 Aachen www.elektor.de Cover_Modellbahnsteuerung_rz.indd 1

Damit Sie die Hardware einfach zusammenbauen können, wurde auf die Verwendung von SMDs soweit möglich wie verzichtet. Zu sämtlichen Schaltungen sind die Elektor-Verlag GmbH Platinenlayouts als Download auf der Elektor-Website 52072verfügbar. Aachen

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RASPBERRY PI STEUERT MODELLEISENBAHN Raspberry Pi steuert Modelleisenbah

RASPBERRY PI STEUERT MODELLEISENBAHN Vorbildgetreues Spurplanstellwerk digitalisiert Kurt Zerzawy

steuert Modelleisenbahn RASPBERRY PI Vorbildgetreues Spurplanstellwerk digitalisiert STEUERT MODELLEISENBAHN

VORBILDGETREUES SPURPLANSTELLWERK DIGITALISIERT

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Raspberry Pi

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EINLEITUNG

Elektor-Verlag, Aachen

2015: Elektor Verlag GmbH, Aachen. Alle Rechte vorbehalten. Die in diesem Buch veröffentlichten Beiträge, insbesondere alle Aufsätze und Artikel sowie alle Entwürfe, Pläne, Zeichnungen und Illustrationen sind urheberrechtlich geschützt. Ihre auch auszugsweise Vervielfältigung und Verbreitung ist grundsätzlich nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung des Herausgebers gestattet. Die Informationen im vorliegenden Buch werden ohne Rücksicht auf einen eventuellen Patentschutz veröffentlicht. Die in diesem Buch erwähnten Soft- und Hardwarebezeichnungen können auch dann eingetragene Warenzeichen sein, wenn darauf nicht besonders hingewiesen wird. Sie gehören dem jeweiligen Warenzeicheninhaber und unterliegen gesetzlichen Bestimmungen. Bei der Zusammenstellung von Texten und Abbildungen wurde mit größter Sorgfalt vorgegangen. Trotzdem können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden. Verlag, Herausgeber und Autor können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgend eine Haftung übernehmen. Für die Mitteilung eventueller Fehler sind Verlag und Autor dankbar. Korrektorat: Raimund Krings

Koordination: Rolf Hähle

Umschlaggestaltung: Etcetera, Aachen Satz und Aufmachung: Dré de Man Druck: WILCO, Amersfoort (NL) Printed in the Netherlands ISBN 978-3-89576-283-3 Elektor-Verlag GmbH, Aachen www.elektor.de

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Vorwort

Das Buch gibt dem ambitionierten Modelleisenbahner die Möglichkeit, sich ein vorbildgetreues Drucktastenstellwerk zu bauen. Es schließt die Lücke zwischen den früher beliebten Stellwerken auf Relaisbasis und den Möglichkeiten der heutigen Technik. Gleichzeitig wird bewusst auf einen PC für den Betrieb verzichtet. Alle für die Planung und den Aufbau notwendigen Schritte werden erklärt. Die Stellwerkstypen Integra Domino 55 und das Siemens SpDrS60 werden genauer erklärt. Damit ist das Buch sowohl für den Modelleisenbahner mit einer Schweizer Anlage als auch für Liebhaber der DB interessant. Auch auf die Anpassung an andere Stellwerkstypen wird kurz eingegangen. Bei der Hardware wurde nach Möglichkeit auf die Verwendung von SMD verzichtet, damit der Zusammenbau keine Schwierigkeiten bereitet. Durch eine genaue Beschreibung aller Prints ist auch eine nachträgliche Anpassung und Erweiterung jederzeit möglich. Damit ist die Steuerung auch für Clubanlagen interessant, bei denen die langfristige Verfügbarkeit ein wichtiges Argument darstellt.

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INHALT

Inhalt Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1

Pflichtenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Benutzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Reparaturpersonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Baupersonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Planer, Programmierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Spezialist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.2 Technische Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Literatur zum Vorbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Literatur zu Stelltischen für die Modellbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Arten von Stellwerken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Stellwerke mit verschlossenen Weichen als Fahrstraßenelement . . . . . . . . . . . . 21 Tasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Rangierfahrstraßen(RaFa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Abfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Auflösen der Rangierfahrstraße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Blöcke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Diverses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.1 Schemabild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2 Blockschaltbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.3 Grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.4 Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.5 Fahrstraßenliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Rangierfahrstraßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Zugfahrstraßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.6 Kabelliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.7 Kurzbeschreibung der Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Gehäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

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INHALT EP16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 OKEP16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 AP216 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 RP8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 OKAP16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 µCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Speisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.8 Zusammenbau der Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3

Detailbeschreibung der Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.1 Backplane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Anschlussbelegung der Backplane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.2 Eingabeplatine EP16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Flachbandkabelstecker PL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Jumper JP1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Testschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.3 Optokoppler-Eingabeplatine OKEP16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Flachbandkabelstecker PL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.4 Ausgabeplatine AP216 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Flachbandkabelstecker PL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.5 Optokoppler-Ausgabeplatine OKAP16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Berechnet bei 12 V Betriebsspannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Bestückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Flachbandkabelstecker PL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 7

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INHALT 3.6 Relaisplatine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Flachbandkabelstecker PL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.7 Raspberry Pi Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Speisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Schieberegister Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Verbindungen an der Vorderseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 IO Pin Zuordnung Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Testschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.8 Versorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Spannungen und deren Strombedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 12 V Speisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Elektronik-Rack Logikspeisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Sicherungsmaßnahmen und Crowbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Logikspeisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Weichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Netztrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Blockschaltbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Stückliste Versorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.9 Versorgungseinschub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.10 8-fach Versorgungsplatine VERS8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Printstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Bestückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 3.11 5 V-Versorgungsplatine VERS5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Printstecker X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Printstecker X2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 8

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INHALT 4

Verkabelung der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.1 WAGO-Adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.2 Lichtsignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 RSIGNAL32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Rückwandstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Signalboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Printklemmen X1, X2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Geographische Anordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.3 Anschluss der Weichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.4 Gedanken zur Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Hauptanforderungen an die Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Verbindungstechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Flachbandkabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Crimpen bei D-Sub-Steckern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Faston . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Wire-Wrap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Schraubklemmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.5 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Vormontage im Rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 1:1 Verbindung von Rack zu Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Montage auf der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Elektronik unter der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.6 Interfacemodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5.1 Konfigurationsdatei *.conf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Struktur der Konfigurationsdatei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5.2 Hauptschleife . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.3 SW-Listings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Eingaben und Ausgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 LEDs und Duo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Tasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 9

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INHALT Weichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Fahrstraßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Parser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 6

Linux-Installation auf PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 6.1 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 6.2 Der erste Kontakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Benutzung des Terminals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 6.3 Installation des Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Expandieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Schreiben der Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 6.4 Arbeiten auf dem Raspberry-Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 SSH verbinden mit der Secure SHell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 scp – Secure CoPy: Dateien transferieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 6.5 Sichern der Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Programmierumgebung unter Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 7.1 Ein persönliches Wort vorab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 7.2 Installation von Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 7.3 Installation des Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Download von Raspbian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 7.4 Arbeiten auf dem Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Adresse des Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Secure Shell verbinden mit SSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 WinSCP - Dateien transferieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7.5 Sichern der Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 8.1 Erste Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Konfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 8.2 Passwort ändern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 8.3 Schutz der SD-Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 8.4 Ein erstes Programmierbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

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INHALT 8.5 Test der Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 bcm2835 Installieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 8.6 Autostart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 8.7 Das Stellwerkprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 9

Stellwerke für die DB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 9.1 Pflichenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Tasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Rangierfahrstraßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Zugfahrstraßen (ZuFa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Blöcke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 9.2 Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Fahrstraßenlisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Kabelliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 9.3 Stelltisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Struktur für die Konfigurationsdatei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Billigsignale von Märklin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Andere Typen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.1 Stellwerke mit Eintastenbedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.2 Elektromechanische Stellwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.3 Stellwerke für mechanische Signale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.4 Spezielle Signale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.5 Automatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 10.6 Zugbeeinflussung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 10.7 Visualisierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 10.8 Verbindung mit anderen Computersystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

Hinweise für Selbstbauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 11.1 Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Schema, Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Platinenherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Bestückung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 11.2 Mechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 11

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INHALT Gehäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 11.3 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 C-Entwicklungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 2-Umgebungs-Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Testumgebung auf PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Lauffähiges Programm auf Raspberry Pi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Verbesserungsmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 12.1 Pulthardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Tasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 12.2 Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Gehäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Rückmeldungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 12.3 Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 12.4 Testmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 12.5 Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 12.6 Wiederverwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

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Einleitung

Warum dieses Buch? Lesen Sie hier, warum dieses Buch entstanden ist und warum es für Sie interessant sein kann. Vielleicht erinnern Sie sich noch an die Zeiten, in denen jeder Modellbahner auch die Steuerung für seine Modellbahn selber entwickeln musste. Das konnte eine einfache Steuerung mit einer Diodenmatrix sein, die mehrere Weichen gleichzeitig schalten konnte, oder auch eine komplexe Relaissteuerung. Die jüngeren Leser haben wahrscheinlich von Anfang an mit der Digitaltechnik Kontakt gehabt. Damit schienen ja alle Probleme endgültig gelöst und die selbst gebauten Steuerungen unnötig zu sein. Haben Sie auch die Erfahrung gemacht, dass dem nicht so war? Digitalsteuerungen sind ja meistens eine einfache Mehrzugsteuerung und 1 : 1 Verbindungen zwischen einer Weichentaste und einem Weichenantrieb. Vielleicht haben Sie sich auch immer gefragt, wie Sie die Rückmeldungen von der Modellbahn auf ein Stellpult bringen können, ohne immer auf einen PC angewiesen zu sein. Und vielleicht wollten Sie auch Modellbahner sein und nicht einfach ein Videogame bedienen. Und vielleicht ging es Ihnen wie uns, dass Sie vergebens nach Literatur suchten, als Sie einen vorbildgerechten Stelltisch realisieren und trotzdem von der modernen Technik profitieren wollten. Vielleicht kennen Sie noch von früher Bücher zu diesem Thema, wenn nicht, finden Sie etliche Titel hierzu im Anhang. Vielleicht finden Sie diese Bücher noch in der Bibliothek oder in einem Antiquariat. Und vielleicht erkennen Sie bald, dass die Realisierung dieser Projekte sehr schnell komplex und teuer wird. Wenn Sie also wie wir nach einer Steuerung suchen, dann hoffe ich, Ihnen mit diesem Buch helfen zu können. Sie lernen hier die Lösung des SPEAK, des Spreitenbacher Eisenbahn Amateur Klubs sowie das vorbildgerechte Stellpult des Bahnhofs Bad Waldsee kennen. Sie erfahren hier, wie diese Steuerung aufgebaut ist, wie man sie programmieren kann und wie Sie diese Steuerung auf Ihre Bedürfnisse anpassen können. Keine Angst, Sie brauchen nicht allzu viele Vorkenntnisse, und wo nötig, werden Sie sehen, wo Sie sich Literatur besorgen können, um Ihr Wissen zu erweitern. Vielleicht haben Sie auch schon negative Erfahrungen mit Anlagenelektronik gemacht oder von Kollegen Warnungen gehört, auf einer Modellbahn nur Relais einzusetzen. Sie erfahren hier, wie man eine zuverlässige Steuerung aufbauen kann, die keine Probleme mit Störungen hat und einer Relaislösung bezüglich Zuverlässigkeit weit überlegen ist. Ob Sie Ihre Modellbahn mit einer Digitalsteuerung steuern oder nicht, spielt keine Rolle. Sie können von den Vorteilen der Mehrzugsteuerung profitieren oder Sie können analog fahren. Für die Stellwerkselektronik spielt das keine Rolle.

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EINLEITUNG

Bild 1.1: Bahnhofsausfahrt von Bad Waldsee Vielleicht merken Sie in all diesen Zeilen einen kleinen Anflug von Skepsis gegen PCs. Ich kann Ihnen aber versichern, ich habe nichts gegen PCs, arbeite beruflich als Ingenieur und habe schon einige Steuerungen mit PCs gesehen, solche die sehr zuverlässig funktionieren, aber auch andere. Der PC ist sicher eine tolle Erfindung. Aber es geht um Modellbahnen, um Entspannung, um Entfaltung und um Spielen. Dazu sind PCs nicht unbedingt notwendig, manchmal sogar störend. Sie brauchen den PC nur zur Programmierung des Stellpultes und danach läuft die Steuerung völlig autark. Die Programmierung erledigen Sie in C. Erschrecken Sie nicht, das ist nicht weiter kompliziert und Sie werden langsam in dieses Thema eingeführt. Auch ein wenig Literatur zum Thema C kann nicht schaden. Zu empfehlen ist beispielsweise (Crawford, 2005).

Konventionen in diesem Buch Mit Schreibmaschinenschrift sehen Sie Ausgaben, die der Computer macht. Mit fetter Schreibmaschinenschrift sehen Sie Eingaben, die Sie machen müssen. Umrahmt sind Tastennamen. 14

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1 Pﬂichtenheft Ich werde aus ihnen nicht schlau, Herr Präfekt. Mal wollen sie das Eine, und dann wollen sie wieder Dasselbe. Asterix in Rom Hier erfahren Sie, wie die im Buch vorgestellte Lösung entstand.

Bild 1.1. Stelltisch Bad Waldsee.

1.1 Aufteilung in Personengruppen Dieses Stellwerk richtet sich an verschiedene Personengruppen. Es gibt • Benutzer, • Reparaturpersonal, • Baupersonal, • Planer, Programmierer und • Spezialisten.

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1 PFLICHTENHEFT

Benutzer Als Benutzer stehen Sie während des Betriebes vor dem Stelltisch und wickeln den Betrieb des Bahnhofs Bad Waldsee ab. Dazu müssen Sie wissen, wie Sie Zugfahrstraßen und Rangierfahrstraßen stellen und wie der graphischen Fahrplan zu lesen ist.

Reparaturpersonal Falls das Stellpult seinen Dienst versagt, sind Sie und Ihr Wissen gefragt. Sie können ein Prinzipschema lesen und aus der Störungsform herausfinden, welcher Baustein defekt und auszuwechseln ist.

Baupersonal Sie wissen, wie man einen Bestückungsplan, ein Schema und eine Kabelliste liest und Sie können Platinen löten. Sie können die gesamte Steuerung aufbauen, auch falls Sie noch kein Profi im Löten sind. Sie müssen in erster Linie „normale“ Bauteile verlöten, nur bei den Versorgungsplatinen werden SMD-Bauteile verwendet. Falls Sie die Platinen selbst aufbauen, können Sie sie auch später auch selbst reparieren. Das geht einfacher auf einem Tisch, statt direkt in der Anlage. Den Arbeitstisch können Sie dann so einrichten, dass Sie bequem und effektiv arbeiten können, weil Sie über die entsprechende Infrastruktur verfügen.

Planer, Programmierer Hierfür sind die meisten Kenntnisse erforderlich, die entweder bereits vorhanden sind oder die Sie sich aneignen müssen. Im Einzelnen sind das Kenntnisse zu Linux – wie wird es installiert und wie geht man damit um; • • Kenntnisse zum Raspberry Pi – Sie können mit einer Anleitung die Entwicklungsumgebung des Raspberry Pi installieren und • Kenntnisse zu C – Sie können C programmieren. Erschrecken Sie jetzt nicht, da Sie die Anforderungen nun kennen. Sie können beruhigt sein, diese Dinge sind durchaus erlernbar. Bei einigen Dingen stellen Sie fest, dass Sie von dem, was Sie früher gelernt haben profitieren können. Vielleicht haben Sie ja schon mal in BASIC programmiert, Erfahrungen gesammelt und keine Berührungsängste vor dem PC.

Spezialist Sie können sehr gut C programmieren und die Anforderungen der Stellwerker in ein Programm umsetzen. Damit können Sie fast beliebige Stellwerktypen oder Automatiken nachbilden.

1.2 Technische Anforderungen Falls Sie sich auch für ein Drucktastenstellwerk entschieden haben, erfahren sie hier mehr zu den technischen Anforderungen. Das Stellwerk ist ein Drucktastenstellwerk des Typs Domino 55 mit Zwergsignalen. Es ermöglicht eine weitgehend originalgetreue Bedienung und Anzeige der Rückmeldungen und der Signale. Bitte denken Sie daran, dass auch die hier vorgestellten Anforderungen eine Anpassung an 20

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2 Hardware

2.1 Schemabild Für eine Modellbahnsteuerung sind drei Dinge erforderlich: die Modelleisenbahn, die Steuerung und dazwischen Leitungen für den Transport der elektrische Signale. Die Signale der Modellbahn sind vorgegeben. Hier können Sie kaum noch etwas machen. Also muss sich die Steuerung an die Modellbahn anpassen.

Bild 2.1. Steuerungsübersicht

2.2 Blockschaltbild

Wenn Sie das Blockschaltbild von vorher ein wenig besser aufschlüsseln sieht es so aus:

Bild 2.2. DetailSteuerung. Die Elektronik ist direkt mit dem Stelltisch verbunden und über Koppler mit der Anlage. Dadurch steigt die Unempfindlichkeit gegen Störungen aus der Anlage massiv. Die Stromversorgung SV für die Steuerung ist in die Steuerung integriert. Auch das im Hinblick auf die Störsicherheit.

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2 HARDWARE

2.3 Grundsätze Für den Aufbau des Stellpultes gelten die folgenden Grundsätze. • Alle Signale vom Stelltisch gehen direkt an die EP16. • Alle Signale zum Stelltisch kommen direkt vom AP216. • Alle Signale von der Anlage gehen über eine galvanische Trennung an die Steuerung. • Alle Signale zur Anlage gehen über eine galvanische Trennung an die Anlage. Beim SPEAK kommen noch einige Zusatzbedingungen hinzu. • Die Belegt-Melder der Digitalsteuerung werden in das Rack eingebaut. • Die Belegt-Melder der Digitalsteuerung geben die Belegt-Meldungen über Ausgabemodule an das Stellwerk weiter. Hinweis: Beim Stellwerk Bad Waldsee des SPEAK kommt noch ein Automatikbetrieb hinzu. Dazu werden die Weichenantriebe mit Relais vom hier beschriebenen Stellwerk elektrisch getrennt und direkt mit der Digitalsteuerung verbunden. Auf diesen Zusatz wird in diesem Buch nicht eingegangen.

SPEAK

Bad Waldsee

Modul Zusammenschaltung Version 3

B+B 28 Eingänge

Altburg

8 W Opto eichen

25 Eingänge

Oberhausen

Kabel 10 PL83 - PL 94

Rack Modul-Nr.

Automat / Fernsteuerung

Stellpult

2 Optokoppler brauchen 1 Inputmodul

Modul

A-I

J-K

8 Optokoppler AG - AM

Modul

K-L

M-P

Q-V

X -Z Output 32

Output 32

Input 16

Output 32

Stelltisch

Signale

Zwerge Abfahrbefehle PL22 - PL 24

Stelltisch

Extern 10

Extern 11 Relais PL41 - PL42

was

Stecker Kabel

PL1 - PL 18

PL19 - PL 21

Kabel 1-7

Modul J = 32 Output 1/2 Modul K = 16 Output

(von Opto)

PL30 - PL33 Teile von Kabel 4 und 6

PL34 - PL 39 10a

Modul

W eichen PL51 - PL 53 PL51a -PL53a

u-Controller UNC20

1/2 Modul K= 16 Output Modul L = 32 Output 48 Adern

48 Adern

Modul

AA-AC Input 48 Adern Output 8 Adern pro Modul gibt 6 Module

OPTO 8 PL71 - PL 76

AL-AM

AD-AF

OPTO 9 PL77 - PL 82

BA - BB

Altburg

Relaiskarte PL95- PL 96

Oberhausen

48 Anschlüsse

48 Anschlüsse Plus Impuls von Drucktaster einfügen

Anlage Impulse vom Automat 2002 einfügen

Panorama W and

speak-wa-Rack.vsd Blatt 5 Jean Blumer 17.10.2006

Fernbedienung

Aend . :

Automat 2002

27.12.2006

Bild 2.3. Übersichtsschema. 30

139010-Modellbahn_v3.indb 30

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3 Detailbeschreibung der Module Das Kapitel sollte jeder lesen, • der verstehen will, wie die Module funktionieren und • der die Platinen selbst bestücken möchte.

3.1 Backplane Sie benötigen vermutlich zwei Backplanes (auch unter dem Namen „Busplatine“ bekannt. Eine Platine ist für die EP16, die andere für die AP216 erforderlich. Sie können sich denken, dass die beiden Backplanes relativ groß sind, aber zum Glück müssen Sie keine teure Platine kaufen, sondern können mit ein wenig Handarbeit eine normale Lochstreifenrasterplatine einsetzen. Die Takt- und Strobe-Signale der EP16 und AP216 sind bei allen Backplanes identisch und können einfach durchverbunden werden. Bei den Datensignalen ist das schon ein wenig komplizierter. Hier müssen Sie dafür sorgen, dass der Ausgang der einen Platine zum Eingang der nächsten Platine gelangt.

Bild 3.1. Backplane der Anlage.

Stückliste Backplane Verschiedenes J1…J32 = Federleiste, 64-polig JP0…JP16 = Jumper, 2-polig 32 Federringe M2,5 32 Schrauben M2,5 x 10 1 Experimentierplatine mit 2,54 mm Streifen 47

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3 DETAILBESCHREIBUNG DER MODULE

Bild 3.2. Zeichnung der Backplane.

Bestückung Bei der Stromversorgung für die Backplane können Sie verschiedene Methoden verwenden. Bei professionellen Backplanes sehen Sie häufig aufgelötete Faston-Steckzungen. Ich habe damit die Erfahrung gemacht, dass die günstigen Lochrasterplatinen den mechanischen Kräften nicht gewachsen sind, die durch das Aufstecken der Hülse entstehen. Sie können auch WAGO-Klemmen mit etwas Abstand von der Kupferseite her anlöten und dann in aller Ruhe die Kabel verbinden.

Rückwandstecker Mit diesem Stecker verbinden Sie die Platinen mit der Backplane. Funktion U Tisch nc. GND nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. STROBEn nc. Data Out n nc. CLKn nc. Pn/S

Pin A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20

Pin C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20

Funktion U Tisch nc. GND nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. nc. STROBEn nc. Data In n nc. CLKn nc. Pn/S

Bemerkung Speisung des Stelltisch +12 V Masseleitung

Fallende Flanke: Daten werden ausgegeben. Daten vom und zum nächsten \AP Takt \AP Low = Einlesen, High = Schieben

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4 Verkabelung der Anlage Sie sollten dieses Kapitel lesen, wenn Sie die Anlage verkabeln wollen.

4.1 WAGO-Adapter

Bild 4.1. WAGO-Adapter. Wenn Sie die Federleisten auf der Rückseite kontaktieren wollen, dann werden Sie vielleicht nicht alles löten wollen. Sie sehen hier eine Lösung mit Klemmen, die Sie viel bequemer kontaktieren können. Schneiden Sie ein Stück Lochstreifenrasterplatine aus. abei sollten in Streifenrichtung etwa 5 Löcher stehen bleiben, quer dazu müssen Sie 32 ganze Kupferbahnen haben (Bild 4.1a). ingesamt 32 Leiterbahnen

Bild 4.1a. Lochstreifenrasterplatine mit 32 Kupferbahnen zu je fünf (5) Löchern.

Danach bestücken Sie die Federleiste, löten sie aber noch nicht fest. Setzen Sie die 32 Wago-Klemmen1 von der Kupferseite in dieselben Löcher wie die Federleiste. Danach verlöten Sie die Kombination mit dem Lochstreifenrasterprint. Damit die Klemmen aneinander passen, müssen Sie das Abschlussplättchen entfernen. Passen Sie dabei auf, dass Sie den weißen Schieber nicht verlieren. Danach können Sie die Klemmen aneinander reihen. 1

Diese WAGO-Klemmen sind beliebig trenn- und kaskadierbar. Selbstverständlich sind auch Printklemmen anderer Hersteller verwendbar.

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4 VERKABELUNG DER ANLAGE Denken Sie daran, dass Sie mit diesem Adapter die Anschlüsse a und c jeweils kurzschließen, weil bei dieser WAGO-Klemme die beiden Anschlüsse verbunden sind. Das ist für die Optokoppler-Eingabeplatine OKEP16, die Optokoppler-Ausgabeplatine OKAP16 und die Relaisplatine RP8 jedoch kein Problem. Stückliste 1 x Federleiste, 64-polig 4 x Wago Printklemme 8 P 2,54 mm, Typ 218-508, 8-polig 1 x Lochstreifenrasterplatine (32 Leiterbahnen mit je 5 Löcher), siehe Bild 4.1a

Bild 4.2.a Detailbild a für die Adapterherstellung.

Bild 4.2.b Detailbild b für die Adapterherstellung.

Bild 4.2.c Detailbild c für die Adapterherstellung. Bild 4.2a zeigt alle Einzelteile: 100

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5 Software Bestimmt haben Sie sich auch sehr viele Gedanken zur Programmierung gemacht und sind sich trotzdem nicht sicher, was den Aufwand betrifft. In diesem Buch lernen Sie, wie Sie das Stellpult einfach programmieren können, aber auch, wie Sie einen beliebigen Aufwand treiben können, falls Sie spezielle Wünsche haben oder einfach, wenn Sie auch etwas mehr von der Funktionsweise verstehen wollen. Im ersten Schritt erfahren Sie, wie Sie mit einer Konfigurationsdatei die Daten des Stelltisches so darstellen können, dass sich die Möglichkeit bietet, ein Stellwerk ohne Besonderheiten zu programmieren, ohne dass Sie auch nur eine Zeile Programm schreiben müssen. In einem zweiten Schritt lernen Sie, wie das Programm diese Datei verarbeitet und wie Sie selber programmieren können, falls Sie andere Wünsche haben.

Grundsätze Für die Programmierung brauchen Sie gewisse Grundsätze, damit es einigermaßen geordnet zugeht. Diese könnten zum Beispiel sein: Der Raspberry Pi liest alle Signale von der Anlage ein. Der Raspberry Pi schreibt alle Signale an das Stellwerk und an die Anlage. Signale zum und vom Nachbarbahnhof führen über den Raspberry Pi. Auf diese Weise haben Sie eine einfache Dokumentation und es ist Ihnen auch möglich, mit Hilfe der Software alle Signale zu testen. Sie müssen Sie nicht mühsam nach der Herkunft eines Signals in der Anlage oder am Stelltisch suchen, das über Umwege von einem anderen Ort kommt.

5.1 Konfigurationsdatei *.conf Es muss für Sie ja einen Weg geben, der Software mitzuteilen, wie das Stellwerk aussieht. Hier wäre es sicher sehr unpraktisch, die ganzen Daten hart codiert im Programm zu haben. Das würde ja bedeuten, dass Sie für ein neues Stellwerk die Software compilieren müssen. Das würde ja auch bedeuten, dass Sie immer die Entwicklungsumgebung zur Hand haben müssen. Um das zu vermeiden, gibt es ein einziges File, das Sie editieren müssen, um das Stellpult Ihren Bedürfnissen anzupassen. Dieses File ist die Konfigurationsdatei. Sie sehen nun die Syntaxdiagramme und dann noch Ausschnitte aus der momentanen Konfigurationsdatei des Bahnhofes Bad Waldsee.

Struktur der Konfigurationsdatei Sie sehen hier die Struktur mit Hilfe von Syntaxdiagrammen erklärt. Diese bestehen aus drei Elementen1: 1 Ich weiß, dass dies nicht ganz die ‚reine Lehre‘ von Syntaxdiagrammen ist, aber ich will die Sache nicht unnötig kompliziert machen.

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5 SOFTWARE • • •

Schlüsselworte: Diese sind in runden Kästchen und müssen genauso geschrieben werden, wie sie dort stehen. Variablen: Falls Sie kein Syntaxdiagramm mit diesem Namen finden, dann müssen Sie hier eine Zahl oder ein Wort eingeben. Sonst müssen Sie hier beim Syntaxdiagramm mit diesem Namen beginnen. Linien: Auf diesen Linien müssen sie, angefangen von oben links durch das ganze Diagramm fahren. Dabei können Sie bei Weichen jede Abzweigung nehmen. Aber sie dürfen die Fahrrichtung nicht wechseln.

Diagramm der Konfigurationsdatei Name BadWaldsee { { AnzahlEingaenge 8 AnzahlAusgaenge 26 AnzahlVariablen 2 } }

Bild 5.1. Diagramm der Konfigurationsdatei. Diagramm der IOs Im ersten Teil definieren Sie die Ein- und Ausgänge (Input/Output). Zusätzlich können Sie Variablen definieren. Das sind Bits, die keinen Eingang und keinen Ausgang haben, sondern zur Speicherung von Werten dienen.

Bild 5.2. Diagramm der IOs. 120

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6 Linux-Installation auf PC

Mein Gott, selbst ein Huhn kann Debian installieren, wenn du genug Körner auf die Enter-Taste legst. Thomas Köhler in de.alt.sysadmin.recovery Für eine gute Programmierumgebung auf dem PC lohnt es sich, wenn Sie Debian GNU/ Linux installieren. Eine sehr gute Abhandlung über dieses Thema finden Sie in JurzikL, 2013. Am einfachsten machen Sie sich die Arbeit, wenn Sie für diese Arbeiten einen eigenen PC anschaffen. Sie müssen keinen sehr leistungsfähigen Rechner haben, da Debian sehr genügsam ist. Der PC sollte aber einen DVD-Leser haben, damit Sie die Installation schnell vornehmen können. Bei mir tut ein alter PIII mit 700 MHz seinen Dienst. Sie sollten allerdings keinen hochmodernen PC verwenden, weil es hier Probleme geben kann, wenn noch nicht alle Distributionen mit den neuen Bauteilen klarkommen. Falls Sie einen Laptop wollen, empfehle ich Ihnen die Seite www.linux-laptop.net zu konsultieren, bevor Sie zugreifen. Wenn Sie an ihrem bisherigen PC arbeiten wollen, dann brauchen Sie ein Dual Boot System. Es ist am einfachsten, eine zweite Harddisk zu kaufen und einzubauen, damit Sie darauf Linux installieren können. Noch besser, wenn auch ein wenig teurer ist die Verwendung von Wechselschubladen. Damit können Sie die Harddisk Ihres PC auswechseln. Je nach Verwendung haben Sie dann das System, das Sie brauchen. Notieren Sie Sich vor Beginn der Arbeiten die exakte Konfiguration Ihres PCs. Dazu gehört auch der Name des LAN und des PCs. Achten Sie darauf, keine Daten zu zerstören, indem Sie beispielsweise die falsche Harddisk formatieren. Verwenden Sie Dual-Boot-System mit größter Vorsicht, wenn Sie auch noch andere Programme haben, die auf den MBR zugreifen, wie es einige Wiederherstellungs- oder Backupprogramme machen.

6.1 Installation Sie werden sehen, die Installation von Debian ist einfach und ist gut geführt. Debian herunterladen: Das Debian selber finden Sie auf DebianL, 2014. Dort können Sie sich DVD-ISO-Files herunterladen und brennen.

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6 LINUX-INSTALLATION AUF PC Schauen Sie auf die Architektur des Rechners, auf dem Sie Debian installieren wollen, damit Sie nicht mit einer falschen DVD vor Ihrem Rechner stehen. Erstes Booten: Schalten Sie den PC, auf dem Sie Debian installieren wollen ein und legen Sie die DVD ein. Eventuell m체ssen Sie danach noch einmal starten, damit der PC ab DVD bootet. Wenn das Booten ab DVD nicht klappt, m체ssen Sie eventuell die Bootreihenfolge im BIOS anpassen.

Bild 6.1. Startbildschirm nach dem Booten von DVD. Hier w채hlen Sie Graphical Install, es ist die bequemste Methode. Nun fragt Sie der Installer nach der Sprache der Installation.

Bild 6.2. Sprachwahl der Installation. 142

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11-5-2015 18:19:28

7 Programmierumgebung unter Windows

Wenn Sie selber das Stellwerk programmieren wollen, brauchen Sie die Entwicklungsumgebung. In diesem Kapitel lernen Sie eine Umgebung für Windows® kennen.

7.1 Ein persönliches Wort vorab Genau: Orthopädix hat beschlossen, dass wir an Fischtagen auch Fleisch reichen und umgekehrt. Gelatine in Asterix, Das Geschenk des Cäsars

Ich war früher ein großer Verfechter von Windows. Mir erschien der Gedanke, etwas Kostenloses könne gleich gut sein wie die nicht ganz kostenlosen Produkte von Microsoft schon etwas suspekt. Zu Linux bin ich dann auch über Umwege gekommen, nämlich als ich einen Controller (UNC20) mit LxNETES bestellte. Bei den heutigen PCs macht die Software schon den größten Anteil der Kosten. Und für das Hobby kann das schnell zu teuer werden, vor allem wenn man bedenkt, wie billig alte Hardware erhältlich ist, auf der XP nur noch knapp und Windows 7 gar nicht mehr läuft. Die Software kostet Sie also nicht nur Geld für den Kauf, sondern auch bei der notwendigen Hardware. Und hier ist Linux in beiden Fällen klarer Sieger. Ich verstehe die Bedenken der Windows-Anhänger gut. Es ist schließlich ein System, an das man sich gewöhnt hat und auf dem viele Anwendungen laufen. Und weil dieses Buch ein Buch für möglichst Viele sein soll, versuche ich auch eine Lösung für Windows 7 zu beschreiben.

7.2 Installation von Windows Wenn Sie sich für Windows entschieden haben, dann wahrscheinlich deshalb, weil es schon installiert ist. Der Abschnitt über die Installation von Windows ist hier also nicht notwendig.

7.3 Installation des Raspberry Pi Download von Raspbian Das hier verwendete Raspbian finden Sie unter RaspberryPiL, 2014. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf 2013-09-25-wheezy-raspbian.zip und speichern Sie diese Datei auf Ihrem PC. Merken Sie sich den Speicherort. 161

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11-5-2015 18:19:31

7 PROGRAMMIERUMGEBUNG UNTER WINDOWS Hinweis: Bei Drucklegung dieses Buches ist wahrscheinlich schon eine neuere Version verfügbar. Dann verwenden Sie natürlich diese.

Bild 7.1. Herunterladen von Raspbian. Kontrolle der Checksumme Damit Sie sicher sein können, dass Sie das richtige File heruntergeladen haben und dass es keine Fehler gab, können Sie die Checksumme berechnen. Diese ist auf RaspberryPiL, 2014 angegeben. Damit Sie das können, müssen Sie zuerst den Microsoft File Checksum Integrity Verifier herunterladen. Diesen finden Sie unter MicrosoftL. Die Installation besteht eigentlich nur aus einem Entpacken. Das einzige, was Sie anpassen sollten ist der Ort, an dem die Dateien entpackt werden. Ich habe meinen Dokumentenordner gewählt. Als Ordner tmp zu wählen, wie es vorgeschlagen wird, ist eine schlechte Idee, da dieser Ordner ja wahrscheinlich wieder mal geleert wird.

Bild 7.2. Speicherort von FCIV. 162

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8 Raspberry Pi

8.1 Erste Inbetriebnahme Da Sie jetzt die SD-Karte haben, können Sie sie in die Raspberry Pi-Anschlussbuchse stecken. Dann brauchen Sie noch eine Tastatur, eine Maus und einen HDMI-fähigen Monitor (wenn Sie eine nicht zu alte Flimmerkiste haben, können Sie auch diese verwenden.). Wenn Sie keinen Monitor haben, brauchen Sie die folgenden Schritte nicht zu machen. Es scheint, als ob alles so konfiguriert ist, dass Sie den Raspberry Pi mit SSH nur aus der Ferne betreiben können. Stecken Sie das Netzteil ein und versorgen Sie den Raspberry Pi mit Strom. Jetzt können Sie auf dem Monitor den Raspberry Pi beim ersten Booten zusehen.

Bild 8.1. Erstes Booten des Raspberry Pi.

Konfiguration Nun kommen Sie in das Hauptmenü. Dieses bietet diverse Möglichkeiten. Am wichtigsten ist momentan, dass Sie SSH einschalten. 179

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8 RASPBERY PI SSH ist eine Methode, eine verschlüsselte Verbindung von einer Konsole zu einem Rechner herzustellen. Sie können später von einem Rechner im Netzwerk auf den Raspberry Pi zugreifen und ersparen sich damit eine Tastatur, eine Maus und einen Bildschirm vor Ort.

Bild 8.2: Hauptmenü. Wählen Sie mit der Pfeiltaste die Nummer 8 „Advanced Options“ an und drücken Sie ENTER.

Bild 8.3: Auswahl Advanced OptionsNun sind Sie im Untermenü. Wählen Sie „A4 SSH“ und bestätigen Sie mit ENTER.

Bild 8.4. Auswahl SSH. Danach bestätigt der Raspberry Pi das Einschalten der SSH.

Bild 8.5: SSH eingeschaltet. 180

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9 Stellwerke für die DB

Sie sollten dieses Kapitel lesen, wenn Sie die Modellbahn für ein DB-Stellwerk aufbauen wollen.

Bild 9.1. Deutscher Teil der ehemaligen SPEAKAnlage.

9.1 Pﬂichenheft Wie Sie sich sicher denken können, sehen die Schweizer Stellwerke ein wenig anders aus als die Deutschen Stellwerke. Deshalb macht es Sinn, das Pflichtenheft speziell für die DB Stellwerke aufzuführen. Sie sehen in Bild 9.2, wie Bad Waldsee bei der DB aussehen könnte. 201

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9 STELLWERKE FÜR DIE DB

Bild 9.2. Fiktiver Bahnhof Bad Waldsee DB.

Tasten • • •

Alle Tasten sind Impulstasten. Wenn Sie zwei nicht zusammenhängende Tasten drücken, reagiert das Stellwerk nicht. Solange Sie mehr als zwei Tasten gleichzeitig drücken, reagiert das Stellwerk nicht auf die Eingabe.

Rangierfahrstraßen Stellen Eine Rangierfahrstraße wird gestellt • durch eine Stellanfrage von einer Zugfahrstraße ODER • durch das Stellen von Hand durch das gleichzeitige Drücken der Rangierfahrstraßen-Starttaste und der Rangierfahrstraßen-Zieltaste. Diese befinden sich entweder am Sperrsignal, am Haupt/Sperrsignal, auf der Strecke oder an einem Stumpfgleis. Bedingungen für das Stellen Eine Rangierfahrstraße wird gestellt, falls keine feindliche Rangierfahrstraßen oder Zugfahrstraßen gestellt sind UND • die Weichen in die verlangte Stellung gebracht werden können UND • notwendige Abschnitte frei sind Beim Stellen führt die Rangierfahrstraße folgende Aktionen hintereinander aus: sie stellt alle Weichen, die für sie notwendig sind, inklusive Schutzweichen1; • • sie wartet, bis alle Weichen gestellt sind; • sie verschließt alle Weichen; • sie leuchtet alle Abschnitte, die nicht belegt sind, weiß aus; • sie setzt das Zwergsignal auf Sh1; • sie teilt der Zugfahrstraße mit, dass die Rangierfahrstraße gestellt ist; Abfahren Wird ein Abschnitt belegt, wechselt die Ausleuchtung von Weiß auf Rot. Verlässt das Fahrzeug den Abschnitt, wechselt die Ausleuchtung wieder auf Weiß2. Auflösen der Rangierfahrstraße 1 2

Schutzweichen werden gestellt, wenn dies bei der Planung so festgelegt wurde. Spurplanstellwerke verhalten sich hier leicht anders. Hier verschwindet die Ausleuchtung nach dem Verlassen des Abschnitts.

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10 Andere Typen

Vielleicht wollen Sie ja ein ganz anderes Stellwerk bauen als ein Drucktastenstellwerk Typ Domino 55 oder ein DrStw. Mit der Elektronik können Sie selbstverständlich auch andere Stellwerkstypen realisieren.

10.1 Stellwerke mit Eintastenbedienung Vielleicht wollen Sie ja ein Stellwerk bauen, das nicht so vorbildgetreu ist, dass Sie dafür aber mit einer Hand bedienen können, schließlich sind viele Modellbahner ja neben Stellwerksbediener auch Lokführer, Fahrdienstleiter, Rangierarbeiter und so weiter. Sie können das Programm so anpassen, dass eine einzelne gedrückte Taste für eine bestimmte Zeit eingerastet bleibt und man mit der zweiten Taste eine Aktion ausführen kann wie das Stellen der Fahrstraße. Diese Variante ist beschrieben in Das elektronische Stellwerk: Planen, Schalten und Betrieb eines vollelektronischen Modellbahnstellwerkes und wird mit TTL-Bausteinen aufgebaut (MüllerL, München).

10.2 Elektromechanische Stellwerke Hier haben Sie die Möglichkeit, die ganze Relaislogik durch diese Steuerung zu ersetzen. Zu beachten ist sicher die Ansteuerung der Magnete, die die Drehschalter freigeben. Diese müssen Sie eventuell über Relais ansteuern, wenn die Stromaufnahme zu groß ist.

10.3 Stellwerke für mechanische Signale Wenn Sie für die älteren Bahnen schwärmen, dann wollen Sie vielleicht vor allem den Unterschied hervorheben, dass in Wirklichkeit jede Weiche einzeln geschaltet werden musste, danach die Fahrstraße mit dem Fahrstraßenhebel festgelegt wurde und erst dann das Signal gezogen werden konnte. Das können Sie beispielsweise mit einem einfach zu bedienenden Stellwerk mit Einzeltastenbedienung realisieren. Wenn Sie dann die gewünschte Fahrstraße eingestellt haben, kann die Logik für Sie die Arbeit des Stellwerkers übernehmen und wie in Wirklichkeit eine Weiche nach der anderen umstellen. Das geht zwar lange, ist aber wirklich vorbildgerecht und Sie haben Zeit, bis zum Einfahrsignal zu gehen und zu schauen, wie es aufgeht.

10.4 Spezielle Signale Wenn Sie ein Modellbahner sind, lieben Sie es sicher, spezielle Situationen nachzubilden, dazu gibt es natürlich auch immer spezielle Signale. Es macht natürlich keinen Sinn, jede Eventualität vorzusehen. Daher ist es in der Software möglich, direkt Signale auszugeben und direkt Signale einzulesen. 225

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10 ANDERE TYPEN

10.5 Automatisierung Vielleicht wollen Sie auch eine Automatisierung realisieren. Bei PlaterinkL, 1981 sehen Sie viel über die Möglichkeiten der Automatisierung, auch wenn diese noch mit TTL-Gattern realisiert wurde. Bei einer Automatisierung müssen Sie auch bedenken, dass Sie sich nur auf statische Signale verlassen dürfen, weil der Raspberry Pi kein Gedächtnis hat, welches einen Stromausfall überlebt. Sie müssen also Belegt-Melder einsetzen statt nur Kontakte. Bei den Weichen können Sie entweder eine richtige Rückmeldung zurück lesen oder dann die Weiche vorsorglich stellen (natürlich nur, wenn kein Zug drauf steht). Sehen Sie die Gedächtnislosigkeit nicht als Nachteil, denn es ist ja möglich, dass sich der Zustand der Anlage geändert hat, während die Elektronik abgeschaltet war.

10.6 Zugbeeinﬂussung Wenn Sie auch die Zugbeeinflussung mit dieser Steuerung machen wollen, dann sollten Sie an folgende Dinge denken. • Sie brauchen eine galvanische Trennung zwischen Fahrstrom und Steuerung. • Sie müssen für den Fahrstrom auch freigeben für Züge und Rangierfahrten, die von hinten am Signal vorbeifahren. • Es wirkt vorbildgetreuer, wenn die Züge nicht sofort nach dem Abfahrbefehl losfahren. • Für eine bessere Treffergenauigkeit können Sie die Züge langsam an das „Halt zeigende Signal“ heran fahren lassen und mit einem Abschnitt, den Sie speziell detektieren anhalten lassen. • Wenn das Signal auf grün wechselt, sollte der Zug nur beschleunigen, wenn der Lokführer auch die Möglichkeit hat, das Signal zu sehen. Dazu benötigen Sie eventuell zusätzliche Belegt-Melder in Sichtweite des Signals.

10.7 Visualisierungen

Bild 10.1. Panoramatafel der ehemaligen SPEAK-Anlage. 226

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11 Hinweise für Selbstbauer

Sie sollten dieses Kapitel lesen, wenn Sie die Lust auf das selber Machen gepackt hat. Hier möchte ich Ihnen Hinweise geben, wie die Steuerung realisiert wurde. Sie haben natürlich selber die größten Freiheiten, etwas so zu machen, wie Sie es sich gewohnt sind.

11.1 Elektronik Schema, Layout Halb-Europaprints Hierfür habe ich die Freeware-Version von Eagle verwendet. Momentan ist die Version 6.5 verfügbar. Sie können dieses Programm unter http://www.cadsoft.de/download-eagle/ freeware/?language=de herunterladen (siehe CadSoftL, Eagle Freeware, 2014). Dabei können Sie auch wählen, ob Sie auf einem Windows- oder Linux-PC arbeiten wollen. Europaprints Hier habe ich eine „Non-Profit-License“ für Eagle erworben. Diese erlaubt alle Platinen in diesem Buch anzupassen. Die Händlerliste finden Sie unter CadSoftL, Händler, 2014.

Platinenherstellung Für die zweilagigen Platinen habe ich die Herstellung einem professionellen Service überlassen. In meinem Fall war das PCB-Pool (BetaL, 2014). Hier können Sie das *.brdFile des Eagle-Programms direkt hinauf laden und erhalten in kurzer Zeit die Platine ins Haus geliefert. Bei den einlagigen Platinen haben Sie auch die Möglichkeit diese selber herzustellen. Mit ein wenig Erfahrung gelingen auch doppelseitige Prints. Die Layouts von Eagle sind jedoch nicht immer optimal, wenn Sie die Platinen selber ätzen möchten.

Bestückung Das Bestücken habe ich selber übernommen, wobei ich die meisten Platinen bereits bleifrei gelötet habe. Ich möchte mich darüber nicht weiter auslassen, um Hassmails zu entgehen, denn dieses Thema scheint mir sehr umstritten. Sorgen Sie vor allem für einen gut ausgerüsteten Arbeitsplatz. Ein Bestückungsrahmen ist dabei ein absolutes Muss. Ein alter Ventilator hilft Ihnen, die Lötdämpfe fern zu halten.

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11 HINWEISE FÜR SELBSTBAUER

11.2 Mechanik Gehäuse Als Einschub habe ich vorhandene Schroff Europac-Gehäuse verwendet. Es geht aber auch mit anderen Herstellern wie beispielsweise Elma. Da dies ein wichtiger Kostenfaktor ist, lohnt es sich sicher für Sie, wenn Sie ein wenig vergleichen.

11.3 Software Editor Sie werden immer wieder einen Editor brauchen, der ein File so erstellt, wie es sein soll. Nur ein Editor stellt sicher, dass Sie keine Sonderzeichen im Text haben, die den folgenden Programmen Probleme bereiten. Es gibt auch bei Windows einen Editor (der heißt auch so), aber Sie sollten versuchen, sich mit einem Editor vertraut zu machen, der Ihnen mehr Komfort bietet. Dazu zählt Syntaxhervorhebung und Autovervollständigung. Ich selber verwende den vim1 (siehe Arnold RobbinsL, 2008). Bei Linux können Sie ihn über die Paket-Installation hinzufügen. Unter Windows finden Sie die notwendigen Informationen und ein Downloadpaket unter www.vim.org. Wenn Sie noch mehr aus vim herausholen wollen, lesen Sie Drew NeilL, 2013. Ein anderer sehr bekannter Editor ist XEmacs. Auch dieser Editor ist bei Linux über die Paket-Installation erhältlich und bei Windows finden Sie einen Installer unter XEmacsL, 2014. XEmacs ist sehr viel mächtiger als vim und lässt sich beliebig erweitern. Mir persönlich ist er aber in der Bedienung zu kompliziert. Und ich genieße es auch, dass bei üblichen LinuxInstallationen wenigstens schon der kleine Bruder von vim, der vi dabei ist. So muss ich mich nicht umgewöhnen. Aber es ist eine Geschmackssache.

C-Entwicklungsumgebung Es kann für Sie durchaus sinnvoll sein, ohne Entwicklungsumgebung die ersten Schritte zu versuchen. Dadurch lernen Sie den Umgang mit der Sprache und Make besser (siehe MecklenburgL, 2005). Wenn Sie viel programmieren, dann kann eine Entwicklungsumgebung wie Eclipse viel Arbeit ersparen (siehe Eclipse.orgL, 2014). Versuchen Sie dabei aber, den Kontakt zu Ihrem Quellcode nicht zu verlieren. Wenn die Entwicklungsumgebung Dateien für Sie erzeugt2, die Sie nicht verstehen, machen Sie sich auch abhängig und stehen spätestens dann an, wenn etwas nicht mehr so funktioniert, wie Sie sich das erhoffen.

2-Umgebungs-Lösung Idealerweise testen Sie alle Programmteile, bevor Sie sie produktiv einsetzen. Dazu brauchen Sie aber eine Testumgebung. Eine Möglichkeit sehen Sie hier.

1 Dieser ist als vi auch in abgespeckter Version auf der Grundausrüstung des Raspberry Pi vorhanden. 2 Das kann das Makefile sein oder bei graphischen Anwendungen die ganzen Bilder.

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12 Verbesserungsmöglichkeiten

Diese Szene wird nie mehr gezeigt! Lord Helmchen in Spaceballs Sie sollten dieses Kapitel lesen, wenn Sie wissen wollen, was man besser machen könnte. Natürlich wird in jeder Publikation immer nur gesagt, wie alles toll funktioniert hat. Aber wirklich lernen kann man eigentlich nur aus Fehlern, oder nicht? Ich werde hier auch versuchen, Verbesserungsmöglichkeiten aufzuzeichnen. Denken Sie daran, Modellbahnen sind meistens eine Baustelle.

Bild 12.1. Ausschnitt aus der ehemaligen SPEAK-Anlage.

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12 VERBESSERUNGSMÖGLICHKEITEN

12.1 Pulthardware LEDs Benutzen Sie Low-Power-Typen und dimensionieren Sie die Widerstände so, dass keine Treiber erforderlich sind. Sie sparen dadurch auch sehr viel Aufwand für die Speisung.

Tasten Verwenden Sie auf jeden Fall qualitativ gute Bauteile. Und wenn Sie eine Firma finden, die die gewünschten Größen und Farben liefert, lassen Sie es mich bitte wissen1.

Verkabelung Sorgen Sie für eine schöne Verkabelung, bei der Sie auch später erweitern, korrigieren oder Teile entfernen können.

Bild 12.2. Beispiel einer weniger gut gelungenen Verdrahtung.

12.2 Steuerung Aufbau Vermeiden Sie Zusatzaufbauten im hinteren Teil des Einschubs. Wenn Sie etwas zusätzlich verkabeln müssen, haben Sie sonst keinen Zugang mehr zu den Federleisten.

Ein Grund, weshalb der SPEAK auf eine Fahrstraßenspeicherung verzichtet hat, war das Fehlen von beleuchtbaren Tasten.

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In diesem Buch findet der ambitionierte Modelleisenbahner die genaue Beschreibung, wie er sich für die eigene Anlage ein vorbildgetreues Drucktastenstellwerk mit Computer-Steuerung bauen kann.

und das Siemens SpDrS60 sind genauer beschrieben.

werkstypen wird kurz eingegangen. Die RPi-Programmierung können Sie mit einem PC unter Windows oder Linux machen. Danach läuft Ihr Stellwerk völlig autonom. ISBN 978-3-89576-283-3

ISBN 978-3-89576-283-3

Elektor-Verlag GmbH 52072 Aachen www.elektor.de Cover_Modellbahnsteuerung_rz.indd 1

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RASPBERRY PI STEUERT MODELLEISENBAHN Raspberry Pi steuert Modelleisenbah

RASPBERRY PI STEUERT MODELLEISENBAHN Vorbildgetreues Spurplanstellwerk digitalisiert Kurt Zerzawy

steuert Modelleisenbahn RASPBERRY PI Vorbildgetreues Spurplanstellwerk digitalisiert STEUERT MODELLEISENBAHN

VORBILDGETREUES SPURPLANSTELLWERK DIGITALISIERT

KURT ZERZAWY Kurt Zerzawy

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Raspberry Pi

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Raspberry Pi

Kurt Zerzawy

24.03.15 13:07

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