Rennbahnregler

Vor einigen Jahren konnte ich meinen Spieltrieb mal wieder nicht in Zaum halten und habe meinem Sohn eine Autorennbahn gekauft (war gerade so schön preiswert ;-))

Hersteller ist Dickie. Für unter Hundert Mark bekam man 12 m Strecke, zwei Autos und allerlei Zubehör. Ein richtiges Schnäppchen, wie ich dachte. Ein Looping und ein zweites Paar Autos sind kurz darauf dazu gekommen.

Leider ist das Fahrverhalten der Rennautos nicht sonderlich berauschend. Fährt man zu zweit, mithin ja wohl der Sinn der ganzen Veranstaltung, passiert es immer wieder, dass das eigene Fahrzeug unvermittelt aus der Kurve fliegt, weil kurz vorher, man hat vermeintlich schon das Gas weggenommen, noch mal eine vehemente Beschleunigung stattfindet.

Nach eingehender Beobachtung dieses Effekts und der begleitenden Umstände war klar, dass offenbar die Spannung am Fahrzeug zusammenbricht, wenn beide Autos mit Vollgas beaufschlagt werden. Nimmt dann im “richtigen” Augenblick der andere Fahrer das Gas weg, bekommt das erste Fahrzeug eine deutlich höhere Spannung und beschleunigt nochmal kräftig.

Der mitgelieferte Trafo ist also offenbar zu schwachbrüstig. Die Bahn ist ausgelegt auf 6 V, das Steckernetzteil liefert laut Aufdruck 1,5 A. Misst man die Stromaufnahme des einzelnen Fahrzeugs, kommen bei Vollgas fast 1,1 A heraus. Klar, dass die Spannung dann bei zwei Fahrzeugen zusammen bricht.

Diesem Missstand konnte durch Zweckentfremdung eines “überschüssigen” Labornetzgerätes aus Papas Werkstatt zu Leibe gerückt werden. Jetzt steht ein 8 V/16 A Schroff-Netzgerät bereit die nötigen Ampéres zu liefern, sollten mal wieder packende Zweikämpfe auf der Bahn anstehen :-)

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An Weihnachten haben wir die Bahn mal wieder in Betrieb gesetzt. Trotz inzwischen erstarkter Stromversorgung hat der Spielspaß aber seine Grenzen gehabt, denn nach einigen Auf- und Abbauzyklen sind die Stoßverbindungen der einzelnen Schienenstücke leider inzwischen ziemlich ausgenudelt. Der nötige Saft für zügige Fahrt ist auf den von der Einspeisestelle entfernteren Schienenbereichen deutlich eingeschränkt, die billigen Kontakte fordern jetzt ihren Tribut.

Um Abhilfe zu schaffen, habe ich meinen schon länger gefassten Plan in die Tat umgesetzt und ausgehend von der Einspeiseschiene sternförmig Leitungen (rechts im Bild) an 4 Schienen gelegt, die jetzt eine bessere Verteilung der Spannung auf dem Kurs ermöglichen. Um flexibel im Aufbau zu sein habe ich die Kabel steckbar ausgeführt.

Ich habe natürlich die schönen kupferfarbenen HighTech-Lautsprecherkabel mit transparentem Mantel gewählt, denn das Auge fährt ja mit ;-))

 

Hier sieht man das Ziel so einer Sternleitung (aus der Ferne), ...

 

 

 

 

 

... aus der Nähe ...

 

 

... und von unten.

Die Stecker sind von Reichelt (RIA Anschlussklemmen Rastermaß 3,5 mm, Bestellbezeichnung AKL 169-03 für die Stecker und AKL 183-03 für die Buchsen), die Lautsprecherkabel (2x 0,75 mm²) ebenfalls.

 

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Im gleichen Aufwasch habe ich noch die Standard-Geschwindigkeitsgeber durch “HighTech”-Varianten ersetzt. Von meinen Modellbauaktivitäten her kenne ich die Möglichkeiten von PPM-Stellern, und auch bei modernen Modelleisenbahnsteuerungen wird dieses Verfahren angewandt um selbst bei kleinen Geschwindigkeiten ein ausreichendes Drehmoment am Motor zu erreichen. Dass das Ganze verlustfreier arbeitet als die normalen Lastwiderstände in den Handreglern ist in diesem Zusammenhang nur nebensächlich, denn Energie haben wir ja dank Netzversorgung reichlich.

Im Prinzip wird bei dieser Art der Energiedosierung die Gleichspannung für den Motor in immer gleicher Höhe (also in unserem Fall immer 6 V) einfach nur ein- und ausgeschaltet. Der Trick dabei ist, dass sich das Verhältnis von Einschalt- zu Ausschaltzeit kontinuierlich von “ganz aus” bis “ganz ein” verändern lässt. Die Spannung sieht mit dem Oszilloskop betrachtet dann rechteckig aus, mit variablem Puls-Pausen-Verhältnis. Daher der Name PPM, Puls-Pausen-Modulation.

Idealer Weise wird  bei Vollgas der elektronische Schalter durch einen mechanischen Kontakt überbrückt, so dass die Verluste, die ein elektronischer Schalter implizit hat (es fällt immer eine kleine Spannung am Transistor ab, auch wenn er “voll durchgesteuert” ist), vermieden werden.

Bei Conrad gab es vor einiger Zeit mal elektronische Drehzahlsteller für Elektrische Akkubohrmaschinen für kleines Geld im Surplus Corner und da mir die Idee mit den elektronischen Rennbahnreglern (-Stellern wäre wohl korrekt ;-) schon damals durch den Kopf spukte, habe ich mir ein paar davon zugelegt.

Die edlen Teile nennen sich EATON Cordless Speed Control und vertragen laut Aufschrift 20 A bei 12 V Betriebsspannung. Irgendwie ideal, finde ich :-))

 

 

 

 

Da keine Beschreibung dabei war, konnte ich natürlich nicht umhin, wenigstens einen der Controller zu öffnen. Das Gehäuse war zum Glück nur zugeschnappt und ließ sich leicht dazu überreden, seinen Inhalt preis zu geben...

 

...es fand sich eine recht übersichtlich aufgebaute Schaltung rund um einen alten Bekannten, einen NE 555 (ein universell einsetzbarer Timer).

 

Die schwarzen Kleckse im Bild sind aufgedampfte Widerstände. Weiterhin fand sich noch ein SMD-Transistor und eine SMD-Diode sowie zwei SMD-Chipkondensatoren. Unter dem rechten Ende des Kupferbalkens sitzt eine Leistungsdiode. Der bogenförmig angelegte Widerstand am rechten, unteren Ende des Keramikträgers ist der Stellwiderstand, die Schleifspuren des Doppel-Kontaktes sind deutlich zu sehen. Die blauen Markierungen kennzeichnen den Verlauf von aufgedampften Leitungen. An zwei Stellen sind im “zweiten Stock” Brücken über darunter liegende Leitungen geführt worden (eine nicht sichtbar unter dem IC, die andere direkt unterhalb des SMD-Transistors in der rechten Bildhälfte zu erkennen).

 

Im Einsatz sind die neuen Regler (Steller, ich weiß ;-) erst mal provisorisch in dieser Form (Bild links).

Das ist nicht sonderlich handlich und man muss Acht geben, dass die dünnen Anschlussdrähte bei hektischem Hantieren nicht abgerissen werden, aber in den ersten Testrennen haben die Controller (so heißt so ein Teil in Fachkreisen, wie ich inzwischen durch Lektüre auf verschiedenen Slotcar-Homepages gelernt habe :-) ihre Tauglichkeit beweisen dürfen.
Erfolgreich, wie ich anmerken möchte.

 

 

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Da bei der Originalbelegung der Rennbahn der Minuspol gemeinsam und der jeweilige Pluszweig über den Handregler an die Schienen geführt war, musste ich die “Verdrahtung” der Anschlussschiene ändern.

Die Elektronik ist so ausgelegt, dass Plus direkt am Motor anliegt und der Minuspol geschaltet wird. Also flugs der Griff zur Miniflex, die Blechsteifen strategisch aufgetrennt und per Draht korrekt wieder verbunden.

Das Ergebnis sieht so aus.

Kein Ausbund an Ästhetik, aber ich tröste mich damit, dass diese Ansicht in den wenigsten Fällen zu sehen sein wird :-)

Die vier Stecker sind einfach parallel an die Schienenversorgung angelötet.

 

 

Von oben sieht das modifizierte Anschlussstück deutlich aufgeräumter aus.

 

Beim Verkabeln der Rennstrecke muss übrigens darauf geachtet werden, dass alle Anschlussstecker der Zusatzversorgungsschienen (welch ein Wort ;-) innen liegen, ansonsten produzieren wir einen sauberen Kurzschluss (der sich dann beim Gasgeben auswirkt).

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Hinweis
In einem großen Internetkaufhaus mit “e” findet man solche Speed Controller momentan (Stand 2023) mit dem Suchbegriff “Trigger Schalter Akku-Bohrschrauber”.

Nennt man einen 3D-Drucker sein Eigen, kann man sich sicher ein schönes und vor allem handliches Gehäuse für so einen elektronischen Speed Controller konstruieren.