N-spoor treintjes – Deel 1

Toen ik een kleine jongen was en nog in Den Haag woonde had ik een buurman die een grote modelspoorbaan van Märklin had. Het gevaarte bestond uit drie grote delen die her en der in het huis opgehangen waren. Ik het najaar werden de delen aan elkaar geknoopt en viel er in de grote woonkamer niet veel anders te doen dan die treinbaan te bewonderen. Wanneer het buiten donker werd, ging de verlichting van de woonkamer uit en de lichtjes van de spoorbaan aan. Prachtig vond ik dat. Veel kijken en met je handjes overal van afblijven! Dat wel natuurlijk.

Hiervan heb ik er inmiddels twee.

Ergens blijft zo iets hangen. Ik wilde zoiets toen ook hebbe, maar ja, veel te kostbaar. Helaas. Zelfs een klein “ovaaltje” zat er toen niet in.

Ongeveer 20 jaar geleden heb ik er nog eens naar gekeken, maar daar is het toen bij gebleven.
Een paar weken terug is het toch gebeurd! Een paar bezoekjes op Marktplaats , wat bieden her en der en de spulletjes stroomden binnen. Je kunt aan deze hobby een hoop centjes kwijtraken, dus was mijn insteek: eerst maar tweedehands kopen, daarna zien we wel verder.

Op een MFD plaatje van ca. 1200×600 heb ik aardig wat spoortjes gekregen! Alles ligt nog los.

Het aardige van treintjes is dat je veel verschillende aspecten hebt om je in te verdiepen. Alles wordt bestuurd met elektronica (leuk!), je kunt lekker knutselen: je kunt je uitleven in het maken van huisjes, gras zaaien, bergen bouwen, tunnels “graven”, enz. enz. Mij leek het leuk om te proberen alles aan te sturen met een Arduino en/of een ESP8266/ESP32. Zelf een soort digitale besturing te ontwikkelen, uit te denken.

Hoe start zoiets? Ik geloof dat het gebruikelijk is om een aantal keuzes te maken:
– kies een tijdperk,
– kies een land of streek,
– kies een schaal,
– maak keuze voor analoog of digitaal,
en waarschijnlijk nog een hele trits aan andere keuzes.

Dat heb ik dus allemaal niet gedaan. Ik wilde klein (het is N-schaal, gelijkspanning geworden: Minitrix) want ik heb geen ruimte genoeg voor groot. Huisjes, scenery, bergen en tunnels: dat geloof ik allemaal wel. Misschien dat dat er nog wel van komt, maar het gaat me dus voornamelijk om het besturen van de baan! Dan kan je een digitale trein kopen met allerlei bijbehorende besturingsmodules, maar dat is natuurlijk niet wat ik wil. De ‘sport’ is om zelf iets te bedenken. Iets wat misschien ook al door iemand anders is bedacht en uitgewerkt, maar dat zien we dan wel weer.

Er valt veel te ontdekken en daar gaat het om! Hoe werkt zo’n treinbaan eigenlijk? Iets met blokken/baanvakken, bezet- en terugmelders. Seinen groen en rood. Wissels die handmatig omgezet moeten worden en andere die elektrisch werken. Hoe is dat alles aan elkaar te knopen?
Hieronder schematisch het plan, zoals ik het voor me zie, weergegeven.

De treinbaan bestaat natuurlijk uit rails, wissels en de stroomvoorziening (12V gelijkspanning), met daarnaast de besturing. De besturing wordt gevormd door een microcontroller met WiFi mogelijkheden (Arduino met ESP8266, of ESP32).

Over een I2C-bus vindt de communicatie plaats met de diverse onderdelen van de treinbaan (wissels, blokken, bezetmelders, seinen, e.d.).
Op een webpagina is de layout van de baan te zien en zijn bijvoorbeeld de wissels aanklikbaar en zodoende omzetbaar. Of je kunt een trein selecteren en ‘m naar een bepaalde plek op de baan sturen. De besturing kan vanaf een smartphone, een tablet, of een pc plaatsvinden.

Het idee is om de locomotiefjes (kortweg locs) elk uit te rusten met een WEMOS D1 mini (ESP8266) module. Ze krijgen elk een eigen IP-adres en zijn zodoende identificeerbaar en individueel aanstuurbaar. De stroomvoorziening komt natuurlijk vanaf de rails. Dat zal misschien al een probleem zijn, omdat ik vermoed dat er veel storing op die rails zal staan. Daar zal de ESP-module niet blij van raken. Een flinke Elco erover helpt wellicht.
Hieronder schematisch wat het idee voor de locs is.

De normale situatie is dat op de rails een gelijkspanning van 12V staat. Via de wielen van de loc staat die spanning op de motor van de loc waardoor het treintje vooruit gaat rijden. Omkering van de polariteit op de rails zorgt ervoor dat de trein achteruit rijdt.
Deze stroomvoorziening moet ik onderbreken. In het schema zie je dat de 12V tussen de wielen en de motor is onderbroken en door een DC/DC converter omgezet wordt in 5V (evt. 3,3V) die de WEMOS moet voeden. Een H-brug wordt d.m.v. PWM aangestuurd vanuit de WEMOS. Zo moet het mogelijk zijn om een loc langzaam, dan wel snel, vooruit of achteruit te laten rijden. En langzaam te laten optrekken of te laten afremmen.
Deze extra elektronica past nooit in zo’n klein locje! Er moet dus een wagonnetje achter gekoppeld worden om e.e.a. mee te torsen.

Maar eens kijken hoever ik kan komen. Voor nu staat de volgende vraag centraal:

lukt het om een loc met een ESP-module te laten rijden:
eigen IP-adres
communiceren over WiFi
vooruit/achteruit rijden
snelheid regelbaar
evt. verlichting aan/uit

Mocht dit lukken dan kan ik de baan, zonder van elkaar geïsoleerde blokken/baanvakken maken en gewoon overal 12V zetten. Als het niet lukt, dan moeten de blokken afzonderlijk regelbaar (aan of uit te zetten) zijn. Pas wanneer deze vraag is opgelost kan ik de rails vastmaken op de ondergrond.

Dus moet ik uitzoeken of de stroomvoorziening naar de motor inderdaad te onderbreken valt. Ik heb twee van m’n locjes opengemaakt en gezien dat er een soort veren (contactslepers) vanaf het binnenwerk van het locje naar de wieltjes lopen. Deze zijn wellicht te isoleren van de loc. Maar het is allemaal wel een gepriegel. Ik vind het jammer om een van m’n locjes te amputeren, want mocht deze stap niet lukken dan moet de aansturing vanaf de baan komen en moet de loc intact blijven. Ik wil opzoek gaan naar een sloop-locje.
Een ander idee dat ik heb is om de veren helemaal te verwijderen (of in ieder geval te isoleren), een wagon (met geleidende wieltjes) achter de loc te koppelen die voor de stroomvoorziening zorgt. Dat is dan meteen handig om alle elektronica te vervoeren!

Op naar deel 2!

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.