Modellbahnthemen

Taktgesteuerte Modellbahnuhr bei der MpC

Seit der Programmversion MpC 3.2 steht das Taktsignal der Modellbahnuhr am Ausgang PD7 der Interface-Erweiterung 9101 als Minutenimpuls zur Verfügung. Mit MpC 3.6 vom 14.09.04 wurde daraus ein periodisch wechselndes Signal. Hier wird ein Beispiel gezeigt, wie dieses Signal zur Ansteuerung einer Modell-Bahnhofsuhr genutzt werden kann, die im Modellzeittakt läuft.




Allgemeines
Während des Fahrbetriebs stellt das MpC-Programm eine Modelluhr zur Verfügung, deren Laufgeschwindigkeit zwischen 1:1 und 1:99 eingestellt werden kann. Eine Modellminute kann daher entweder genauso lange dauern wie eine echte Minute (1:1) oder aber bis um das 99-fache schneller laufen. Die im Handel erhältlichen Quarz- und DCF-Funkuhren besitzen eine Spule, die das Uhrwerk bei jeder Polwendung der angeschlossenen Spannung einen Schritt vorstellt. Um diese Uhren anzutreiben, wechselt das MpC-Programm (dem eingestellten Modelltakt entsprechend oft) den Spannungspegel am Ausgang PD7 der Interface-Erweiterung 9101 zwischen 0 und 5 Volt. Dieser Pegelwechsel wird von der 4x4cm großen Platine DS (Datensender) auf zwei Leitungen aufgesplittet, die an die Spule der externen Uhr angeschlossen werden. Das Uhrwerksgehäuse ist hierfür zu öffnen. Die Spule und ihre beiden Anschlusspunkte sind leicht zu finden. Solange die Uhr von der MpC angetrieben werden soll, ist die Uhrenbatterie auszubauen. Wir haben mehrere Uhrwerke getestet und sind zu folgenden Ergebnissen gekommen:

Quarzuhrwerke
In unserem Fundus befand sich noch ein älteres Uhrwerk ohne Sekundenzeiger mit einem Zifferblatt von 2cm Durchmesser, das den Minutenzeiger pro Polwechsel um eine Minute vorstellt. Leider scheint dieses Werk heute eine Seltenheit zu sein, denn alle von uns nachgekauften Uhrwerke (mit "hüpfender Sekunde") stellen den Sekundenzeiger pro Polwechsel um eine Sekunde vor. Da müssen während einer Minute also 60 Polwechsel erfolgen. Stellt man den Takt der Modelluhr z.B. auf M=1:6 (um einen Modelltag auf 4 Stunden zu verkürzen), sind 360 Polwechsel pro (echte) Minute oder anders ausgedrückt 6 Polwechsel pro (echte) Sekunde erforderlich. Man kann sich leicht vorstellen, dass die Getriebe der im allgemeinen aus Plastik gefertigten Uhrwerke dadurch sehr belastet werden. Bei großen (d.h. massereichen) Sekundenzeigern entsteht zudem eine heftige Zeigerschwingung nach jedem Sekundentakt. Bei solchen Uhren wird man den Sekundenzeiger daher am besten ausbauen. Es zerrt nach einiger Zeit auch an den Nerven, wenn der Sekundenzeiger mehr oder weniger geräuschvoll seine schnellen zittrigen Kreise zieht.

Einsetzbar sind Quarzuhrwerke mit "hüpfender Sekunde" bis zu einem Modelltakt von 1:4. Dann werden in einer (echten) Minute 240 Polwechsel bzw. pro Sekunde 4 Polwechsel erzeugt.

Nicht einsetzbar sind Quarzuhrwerke mit "schleichender Sekunde". Um für das Auge eine sanfte Zeigerbewegung zu erzeugen, benötigen diese Uhrwerke pro Minute nämlich deutlich mehr als 60 Polwechsel. Für diese Uhrwerke ist der PD7-Ausgang nicht schnell genug.

Die meiste Arbeit nach dem Anlöten der beiden Leitungen an die Magnetspule im Uhrwerk macht das Wiederzusammensetzen der Uhr mit den vielen kleinen Zahnrädchen. Hier riskiert man schon mal einen Totalschaden. Bei dem nachgekauften zweiten Uhrwerk hat der Autor dann nur noch ein Loch an der richtigen Stelle ins Gehäuse gemacht, um ohne Öffnen des Gehäuses an die Anschlusspunkte der Magnetspule heranzukommen.

DCF-Funkuhrwerke
Die von uns getesteten Funkuhrwerke haben für den Sekundenzeiger einen separaten Antrieb, der mechanisch nicht mit dem Minuten- und Stundenzeiger verbunden ist und der auch nicht auf die Umpolung der Magnetspule reagiert. Die latente Spannungsversorung durch die beiden Anschlussleitungen versetzte den Sekundenzeiger jedoch in eine schnelle, unkontrollierte Vorwärtsbewegung. Er musste daher ausgebaut werden. Der Minutenzeiger benötigte bei diesen Uhren jeweils 4 Takte, um eine Minute weiter zu wandern. Bei einer im Programm verankerten Maximalzahl von 240 Polwechseln pro echter Minute sind diese Uhren bis zu einer Taktrate von 1:60 einsetzbar.

Übrigens ist die Mechanik der DCF-Uhrwerke meistens im Gehäuse nochmals separat eingehaust, so dass der Zusammenbau nach dem Anschluss der beiden Leitungen keine so großen Probleme aufwirft wie bei den Quarzuhrwerken.


Preise
Die Platine DS (für den Anschluss von 4 gleichlaufenden Uhren) kostet als Bausatz 7,50 Euro. Ein Quarzuhrwerk ohne Zifferblatt kostet im Handel zwischen 3 und 6 Euro. Quarzuhrwerke mit Zifferblatt sind kaum noch zu bekommen, da sie durch die DCF-Funkuhren inzwischen fast vollständig verdrängt worden sind. Eine DCF-Funkuhr im Design einer Bahnhofsuhr ist bereits für 15-20 Euro zu haben.

Zifferblatt
Findet man zwar ein Uhrengehäuse im Bahnhofsdesign, ist aber mit dem serienmäßigen Zifferblatt nicht zufrieden, druckt man sich einfach selbst eines aus. Eine WORD-Vorlage hierzu finden Sie links unter der Rubrik "Download".


Anbringen der Anschlusslitzen an einem DCF-Funkuhrwerk

Nach dem Abziehen der Zeiger und dem Ausbau aus der Uhr liegt das geschlossene Gehäuse des DCF-Funkuhrwerks auf der Arbeitsfläche. An den vier markierten Stellen wird es durch Rastnasen zusammengehalten. Mit einem kleinen Schraubendreher werden diese Stellen nach und nach geöffnet.
Nach Abnehmen des Gehäusedeckels sieht man das gekapselte Uhrwerk, die freie Fläche für die Batterie und die Empfangsantenne.
Die Spule ist schnell gefunden.
Um an die Anschlusspunkte der Spule heranzukommen, ist nun allerdings auch noch der Boden des Gehäuses zu entfernen. Für die Verwendung des Uhrwerks als Modelluhr wird die Antenne zwar nicht mehr gebraucht. Man sollte aber trotzdem darauf achten, dass die Anschlussdrähte der Antenne nicht beschädigt werden.

Nach einigen prüfenden Blicken sind die Anschlusspunkte der Spule geortet. Ein probeweises Anhalten der beiden von der Platine DS kommenden Litzen bringt Gewissheit, denn der Minutenzeiger wandert bei jedem Polwechsel einen Schritt vor. Um die DS-Platine zu aktivieren, genügt der Aufruf des Prüfprogrammzweigs IP und das Einstellen des Ports PD7. Dabei nicht den Anschluss von +5V und GND sowie der PD7-Leitung an die DS-Platine vergessen.
Nach dem Anlöten der Litzen werden sie entweder durch ein bereits im Boden vorhandenes (oder neu gesetztes) Loch nach außen geführt.

Das Zusammensetzen der Gehäusehälften bereitet keine Schwierigkeiten. Vorteilhaft ist, dass man die Mechanik der DCF-Funkuhrwerke bei allen Arbeiten überhaupt nicht zu Gesicht bekommen hat, weil sie in einem separaten Gehäuse nochmals komplett gekapselt ist.

Das Uhrwerk wird nun von hinten durch das Zifferblatt gesteckt und rastet dort von allein ein. Nach dem Aufsetzen von Minuten- und Stundenzeiger ist die Uhr als Modelluhr einsatzbereit. Der Sekundenzeiger wird nicht wieder eingebaut.


Frank Ringstmeier, Arnsberger Weg 73, D-45659 Recklinghausen, Tel. 02361/36270, Fax 62758