Vernetzung der Anlage
Die Bahnplatte besteht aus vier Tischen, die auf eigenen Beinen stehen und fest miteinander verschraubt sind. Jeder Tisch ist auf der Unterseite in drei mal drei Segmente unterteilt, die Querverstrebungen dazwischen sorgen für die nötige Stabilität. Die verschiedenen Rechner sind gleichmäßig auf die vier Tische verteilt, am Außenrand befinden sich jeweils sechs PC104-Rechner mit einer Leistungselektronik, in der Plattenmitte sind pro Tisch zwei Powernodes aufgehängt.
Versorgungsleitungen und Busse unter der Modellbahn
Steuerrechner
Die Verteilung der Leistungselektroniken und damit auch der PC104-Rechner orientiert sich daran, wo die meisten Anschlüsse für die Peripherie benötigt werden. Gleise, Signale, Kontakte, Weichen und ähnliches sind immer mit der nächsten freien Leistungselektronik verbunden, um lange und damit unübersichtliche Kabel zu vermeiden. Dabei kreuzt keines eine Tischgrenze, damit die Anlage sich im Falle eines erneuten Umzuges mit vertretbarem Aufwand in vier tragbare Einzelteile zerlegen läßt. Jedes Steuerprogramm muß über eine Tabelle verfügen, in der für jedes Peripherieteil festgehalten ist, an welchen Anschluß welcher Leistungselektronik dieses angeschlossen ist und über welchen Rechner es erreichbar ist.
Bussysteme
Von jedem PC104-Rechner verläuft ein Ethernet-Kabel zu den rechts gelegenen Switches, am oberen und unteren Rand sammeln sich entlang des Weges jeweils 12 Kabel zu einem Bündel. Neben ihnen führt ein CAN-Bus rund um die Bahn und verbindet die Rechner miteinander. Die TTP-Knoten sind durch einen umlaufenden TTP- und einen CAN-Bus in der Anlagenmitte vernetzt. Alle Leitungen werden am Rand der Platte gemeinsam herausgeführt, Benutzer können so weitere Hardware und die dort installierten PCs anschließen.
12 Volt-Versorgung
Die Leistungselektroniken beziehen ihren Strom von drei 12 Volt-Schaltnetzteilen in der Mitte der Platte, die jeweils einen Strom von 10 Ampere liefern können. Ein Netzteil versorgt Weichen, Lampen, Schranken und die Glocke, das zweite liefert den Fahrstrom für die Züge und das dritte versorgt die Platinen selbst sowie die übrige Peripherie. Sechs Adern mit einem Querschnitt von 2,5 Quadratmillimetern verbinden die Netzteile und die Leistungselektroniken. Die Kabel müssen dick sein, damit die Spannung möglichst ohne Verluste alle Platinen erreicht. Jeder Tisch verfügt über einen eigenen Kabelbaum, was die Leitungslängen kurz hält. In dem folgenden Foto ist die Netzteilgruppe zu sehen. Ventilatoren an beiden Seiten sorgen für einen kühlenden Luftstrom, dessen Stärke mit dem Schalter an der Unterseite der Platte in zwei Stufen verändert werden kann.
12 Volt-Schaltnetzteile unter der Anlage
Netzspannung
Der Strom für die Anlage kommt aus einer einzelnen Steckdose. Sie ist mit dem Hauptschalter verbunden, von dem aus Verlängerungskabel und Verteilerdosen in alle Ecken der Bahn führen. Am Hauptschalter können die Funktionsgruppen einzeln aktiviert werden, dafür gibt es sechs beleuchtete Kippschalter, die wie folgt belegt sind.
- Main: Der Hauptschalter kontrolliert den Strom zu allen anderen Schaltern
- Switches: Aktiviert die beiden Ethernet-Switches (Voraussetzung für die PC104-Rechner)
- 12 Volt: Schaltet die Stromversorgung der Leistungselektroniken und der Bahn
- PC104 0-11, 12-23: Hiermit können die Rechner in zwei Gruppen aktiviert werden
- TTP: Dieser Schalter kontrolliert die Stromversorgung der acht TTP-Knoten
Die Anlage benötigt einen erheblichen Einschaltstrom, der vor allem von den Schaltnetzteilen herrührt. Daher dürfen die Gruppen nur nacheinander und nie gleichzeitig eingeschaltet werden, anderenfalls würde die Sicherung des Raumes sofort herausspringen.
Stromverbrauch
Auch wenn die vielen Netzteile und Platinen etwas anderes vermuten lassen, ist der Verbrauch der gesamten Anlage relativ gering. Im Ruhezustand benötigen die PC104-Rechner zusammen 170 Watt, die Powernodes 60 Watt und der Rest mit 12 Volt-Netzteilen, Leistungselektroniken und Switches kommt auf 30 Watt. Bei vollem Betrieb mit acht fahrenden Zügen, die über UDP gesteuert werden, erreicht der Gesamtverbrauch gerade einmal 300 Watt.
