Wat boeit er toch zo aan treinen dat velen er "iets" mee hebben? Is het de onvervulde jongensdroom, of het verlangen het beter te kunnen dan de NS? Zeker naar aanleiding van de uitstekende artikelen in de vorige Atom Nieuws, was het voor mij aanleiding om weer eens even pen en papier, althans de 2001 uitvoering daarvan, ter hand te nemen en te schrijven over 'de tweede grote liefde' in mijn leven: de Marklin treinbaan?

Tegenwoordig kan bijna alles kant en klaar gekocht worden voor de trein. Toch is dat, zeker voor ons als atomisten, nou net niet de charme van de passie: het zelf bouwen. Natuurlijk is het ontmoedigend om zelf een locomotief te maken. Het model wat standaard uit de fabriek komt, is niet tot nauwelijks zelf te maken, laat staan met vergelijkbare kwaliteit. Toch zijn er heel wat zaken die zelf ter hand genomen kunnen worden.

Meer en meer wordt dat wat op de treintafel wordt toegepast digitaal uitgevoerd. Voor de (nog) niet ingewijden, wil ik graag in het kort iets toelichten over wat er vandaag de dag mogelijk is op dat gebied.

De systemen

Grofweg kan de besturing ingedeeld worden in twee groepen: analoge en digitale.

Analoog

In de analoge variant wordt de spanning op de baan gevarieerd, dus met 18 volt vliegt de loc als ware hij een Intercity over de baan en bij 3 volt rijdt hij stapvoets. Niks mis met dit systeem, doch het werkt 1:1 dat wil zeggen: voor het baanvak waar de trein in rijdt. Rijden er twee treinen, dan moeten ze beide hun werk verrichten met die eerder genoemde 3 volt en voor en onbelaste trein is dat wellicht nog net voldoende om het in beweging te houden, maar een loc met enig rollen materieel (=wagonnetjes) wellicht net voldoende om ermee te stoppen. Van individuele sturing per loc is dus geen sprake.

Digitaal

Bij digitale aansturing, wordt een constant signaal op de baan gezet en wordt een stuursignaal gemoduleerd op die constante spanning. Ongeacht het aantal of de snelheid van de loc's: de spanning is altijd constant.

Waarom digitaal

Indien de baan bestaat uit een klassieke startset (het rondje), waarop een locomotief zijn rondjes om de kerk toert, zal de behoefte aan een digitale besturing niet groot zijn. Zodra echter de baan groter wordt, met wissels versterkt wordt en er meerdere loc's ten tonele verschijnen, dan ontstaan er problemen om het geheel flexibel te besturen.

Hier kunnen uiteraard oplossingen gezocht worden door de baan in baanvakken te verdelen en eventueel met relais aan te sturen. Toch wordt de zaak al heel snel erg ingewikkeld om nog maar te zwijgen van de bekabeling die al snel enige honderden meters koperdraad vertegenwoordigen. Niet aan denken om een baan dan nog eens een wat andere vorm te geven?

Het belangrijke voordeel van een digitale modelbaan is de onafhankelijke treinbesturing: zonder indeling in secties of blokken, kan iedere trein onafhankelijk worden aangestuurd. Het digitaal aansturen van rollend materieel en het bedienen van de infrastructuur (seinen, wissels) met conventionele technieken (schakelaars, relais) is zeker een optie die de moeite waard is, zeker als start.

Kabels en relais: als de modelbaan een zodanige omvang heeft gekregen dat het wenselijk wordt om rijwegen te kunnen instellen en dat beveiliging moet worden toegevoegd om geen drama op het spoor te krijgen, is een volledige digitale aansturing van zoweel het rollende als het statische materiaal een zinvolle optie. Hier schiet dan ook de Atom of PC in beeld: Wat is het leuker dan het aansturen van al dit moois vanuit de computer. Aardig bijkomende zaak is dat hier niet de rekenkracht van brute giga herzen nodig is: een eenvoudige PC is zeer goed in staat om het geheel in bedwang te houden.

De techniek

Elke fabrikant van treinen, moet eerst de wijze van voorbewegen kiezen. Marklin is wat eenzaam in het besturen van de motoren met wisselspanning, de overigen (Fleischman etc.) werken met gelijkstroom. Gemeenschappelijk echter hebben ze dat ze met twee draden werken: de aan en de afvoer, zo u wilt de plus en de min. Om nu elke trein afzonderlijk te kunnen aansturen, hoeven we alleen maar te kijken hoe dit 'in het echt' ook gebeurt, bij onze collegae van de NS. We hebben dan al een groot deel van de oplossing te pakken. In het grootbedrijf voert de bovenleiding van het totale spoorwegnet altijd spanning. Afhankelijk van de dienstregeling en/of van de stand van het sein, regelt elke treinmachinist de elektrische energie die aan de motor(en) wordt toegevoegd. Dit vertalend naar de atomaire treinbaan: er moet altijd een maximale hoeveelheid energie onttrokken kunnen worden en in elke trein moet een 'machinist' aanwezig zijn die zelfstandig kan bepalen welke informatie voor hem bedoeld is en die de motor overeenkomstig daarmee aanstuurt.

Om de maximale hoeveelheid energie aan de rails te kunnen onttrekken, dien de spanning zoals eerder al genoemd altijd maximaal te zijn. Deze constante spanning bevat nog geen informatie. Om dat er aan toe te voegen om zo individuele treinen van informatie te voorzien, dient het te worden gemoduleerd.

Om toch de constante spanning te handhaven, is het meest logische om dit dan maar tijdelijk om te polen, dus van + naar - en vice versa. Hiervoor zijn al standaard componenten aanwezig, met name Motorola heef standaard IC's op de plank liggen voor dit soort aansturing (MC145026).

Hoe ziet dat er uit in de praktijk

Nu we weten dat het signaal gemoduleerd wordt, kunnen we aan de slag. Moduleren aan de kant van de verzender, demoduleren aan de kant van de ontvanger. Het lijkt wel of we het hier hebben over radio ontvangst. En zo gek is die gedachte niet: Radio 1, 2 en 5 kunnen tegelijkertijd op de middengolf uitzenden (met nog een aantal anderen) en als je de radio afstemt op de gewenste zender, hoor je prima wat (onder andere) voor jou bedoeld is. En van het feit dat er ook nog andere zender zijn: daar heb je geen last van.

In de praktijk wordt er in de locomotief een zgn. locdecoder ingebouwd. Deze werkt als de eerder genoemde radio en luistert naar de opdrachten die eventueel voor hem bestemd zijn. Het is tenslotte digitaal, dus het adres van de loc wordt ingesteld en dat is dan het kanaal waar hij naar luistert: is dat bijvoorbeeld 48, dan zal hij alle commando's die binnenkomen voor 48 keurig behandelen en uitvoeren, maar alles wat voor 47 is, gaat vrolijk het ene digitale oor in en het andere weer uit.

Niet handig, maar technisch gezien volledig mogelijk, is om twee loc's dezelfde adressen te geven. In dat geval luisteren ze alle twee naar 48 en gedragen zich als twee loc's op een analoge baan.

Als we het hier hebben over commando's, moet gedacht worden aan: stop de loc; rij met snelheid 30; keer richten; doe binnenverlichting aan of uit etc.

Aansturen van wissels gaat op vergelijkbare wijze: indien wisseldecoders gehanteerd worden, wordt al eerder genoemde constante signaal voorzien van een signaaltje, waarbij de wisseldecoder luistert of het voor hem is of niet.

En nu de hardware

Nee, dit gaat geen bouwbeschrijving worden over van alles en nog wat. Voor wie dat wil, kan ik het boek 'Digitale modeltreinbesturing met EditsPro' van Steffen van de Vries aanbevelen. (uitgave Elektuur). Maar om toch een beeld te geven wat we nodig hebben, hier een kleine beschrijving.

Allereerst moet je iets hebben wat de zaak aanstuurt. Dat kan een Atom of PC zijn die het signaal moduleert. Marklin heeft voor starters een zgn. delta controller, een apparaatje (2^de hans koop je dat voor ca. fl. 50) en zorgt voor de aansturing van maximaal 5 loc's. Wie veder wil en kan, kan ook een Intellibox kiezen. Geweldig apparaat. Kost wel een rib uit je lijf, maar je hebt dan ook wel wat.

Vervolgens moet je het digitale signaal versterken. Daar is een Booster voor. In wezen is een booster niets anders dan een audio versterker, maar dan met wat meer pit. Qua uitvoer is het niet veel anders dan de versterkers die bij de rijkere randgroepjongere in de Golf aanwezig is om de hoedenplank te laten denderen. Zelf bouwen is een goede optie: in het eerder genoemde boek staat een 10 ampère rakker, groot genoeg voor de zwaardere gebruiker.

Ook de Delta Controller van Marklin is met een klein kunstje ook te gebruiken als Booster en blaast dan vrolijk 2 Ampère op de baan. Wie meer details wil, neemt maar even contact met me op.

Eerder is al genoemd de locdecoder en de wisseldecoder. Wie de uitvoering van de fabrikant kiest, zal een stevige portemonnee mee moeten nemen. Uitstekende alternatieven zijn bij Conrad verkrijgbaar, of rechtstreeks bij de leverancier op www.ldt-infocenter.com. Voor weinig geld soldeer je zelf de zaak in elkaar en het werk perfect. Ik spreek hier uit ervaring.

Tot slot is het in geval van automatisch rijden, noodzakelijk om baanvakdetectie te hebben. Roland schreef in het vorige nummer er al iets over. Met lichtsluisjes of reed relais is best wel een goed resultaat te verkrijgen. Baanvak detectie is niets anders dan een signaaltje 'hier rijdt de trein' en op basis van dit signaal kan een eventuele besturing vanuit Atom of PC prima geregeld worden.

Baanvakdetectie is dus essentieel. Want, de trein krijgt wel een commando: karren met de geit, maar of de trein dat werkelijk ontvangen heeft en hoe lang hij inmiddels rijdt, dat wordt uiteraard niet teruggemeld.

Nog even voor de Marklin M-rail rijders: de truc met het reedrelais wat door een magneetje onder aan de trein wordt bediend, gaat hier niet op. De rails zijn immers van metaal en dat is een uistekende afscherming voor magnetisme. Marklin biedt een alternatief door het toepassen van schakelrail. Dat werkt uitstekend, maar is duur. Een zo'n rail kost ca. fl. 7,-- en in mijn baan heb ik bijna 130 meldpunten. Kortom: dat kon Bruin niet trekken. Toch is hier ook een andere oplossing mogelijk. Ik gebruik hier een stroomdetectie circuit. Het werkt heel simpel: schakel twee diodes tegengesteld (anti-parallel) en de spanningsval is net groot genoeg om een transistor open te sturen. In bijgaande afbeelding ziet u wat ik bedoel. Goede Atomist Emile Hounjet heeft daar een voortreffelijk printje van gemaakt en de lay-out daarvan wil ik u ook niet onthouden. Op aanvraag verkrijgbaar. Voor het gemak zijn er 8 detectie circuits op 1 printje.

Pas als er stroom gaat lopen, schakelt de transistor en word dus de melding doorgegeven. Dat is dus tevens ook een zwakte: Alleen het stroomverbruikende gedeelte wordt gedetecteerd, het overige niet. In mijn geval is dat niet erg, in de administratie op de PC weet ik de lengte van de trein, inclusief de eventuele karretjes. Ja, het kan dan gebeuren dat er een wagon spontaan ontkoppeld, en dan heb je een probleem. Tot nu toe heb ik dat echter in de praktijk niet meegemaakt.

Ander probleem is de trein die achteruit rijdt, en dus pas als laatste via het circuit een melding geeft. Met een beetje plannen van de dienstregelen of het eventueel toepassen van een zgn. kopstation, waarbij de trein ontkoppeld wordt van de wagonnen en los omloopt biedt ook hier soelaas.

Het laatste is het meest vervelende en dat is kortsluiting. Kortsluiting leidt al vrij snel tot het verdampen van de toegepaste diodes. In de praktijk zijn er echter nog geen diodes gesneuveld, want als er kortsluitingen ontstaan, dan is dat vaak op de wisselstraten en die liggen per definitie niet in een blok en vallen dus buiten de baanvakdetectie. De standaard kortsluitbeveiliging op de booster (thermisch of elektronisch) neemt hier zijn verantwoording.

En nu verder

Het mag duidelijk zijn dat er ongekende mogelijkheden zijn met de trein, zeker in combinatie met de digitale aansturing. Zelf gebruik ik Marklin materiaal met veel niet-Marklin spul voor locdecoders en wisseldecoders. De centrale sturing gebeurt bij mij door de toepassing van het programma Koploper. Dit is een freeware programma, wat op Internet te vinden is. Het is een stevig programma en het vereist wel enige bestudering, maar ik vind het geweldig: Er kan alles mee.