Töff, Töff...

Umbau eines Harzkamels auf Akkubetrieb und Funkfernsteuerung mittels Planet5B (2,4 GHz)


Zuerst wurden die Stromabnehmer aus den Drehgestellen entfernt. Im Gegensatz zu LGB-Loks sind bei dieser Piko-Lok keine Graphit-Schleifer eingebaut, sondern Kupferbleche, die federnd auf den leitenden Halbachsen schleifen. Hier sind die Stromabnehmer noch drin, die mittleren Achsen werden nicht benutzt, weder für Stromaufnahme, noch für den Antrieb.


Dieses Bild zeigt ein Drehgestell mit entfernten Stromabnehmern.


Dieses Bild zeigt den "Dieseltank" mit bereits eingebauten Bedienteilen. In der Schräge ist der Batterieschalter eingebaut. Darüber auf der Fläche befindet sich die Ladebuchse für die Akkus. Rechts unten unter der Schlange ist das PC-Interface zu sehen.


Dasselbe nochmal aus einer anderen Sicht.


Das Innere des Dieseltanks. Der Lautsprecher wurde mittels zweier Laschen angeschraubt, Zwischenlagen aus Moosgummi und doppelseitigem Klebeband sichern den Lautsprecher gegen Verrutschen.


Die Ladebuchse wurde mittels Heißkleber und Lötkolben eingeklebt, ebenso die Buchse der PC-Schnittstelle. Der Schiebeschalter wurde mit M2-Schrauben und Muttern eingeschraubt.


Nun ist der Dieseltank mitsamt Inhalt wieder unter dem Lokrahmen angebaut. Auf den Magneten des Lautsprechers wurde mittels doppelseitigem Klebeband ein Kästchen aus PVC (1 mm) aufgeklebt, in dem der Lokfahrtregler mitsamt aufgestecktem Soundmodul liegt. Ein Stück doppelseitiges Klebeband sichert die Platine vor dem Herausfallen. Lautsprecher, PC-Schnittstelle, Schalter und Stromversorgung sind bereits angeschlossen. Die große Öffnung im Rahmen bietet genügend Bewegungsfreiheit für den Anschluss der weiteren elektrischen Baugruppen.


Und nochmal aus der Nähe, oben von links nach rechts: Stromversorgung, Licht vorn, Licht hinten, Schaltfunktion 3, Schaltfunktion 2, Schaltfunktion 1. Unten von links nach rechts: Empfänger (festes Flachband-Kabel), Verlängerung der PC-Schnittstelle, Lautsprecher (obere Platine) und Motoranschluss (direkt am Relais).


Blick von der anderen Seite. Mit dem Trimmpoti am unteren Rand der Soundplatine kann die Lautstärke eingestellt werden.


Blick aus der Ferne zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse.


Dieser Einschnitt (mit der Flex) schafft Platz für die Durchführung des Empfängerkabels in das Führerhaus. Das Foto zeigt, dass ich da wohl noch etwas entgraten muss.


Hier nochmal aus etwas anderer Sicht. Ich halte es im Sinne der Servicefreundlichkeit für sinnvoll, die Rastnasen des Führerhaus-Innenteils abzuschleifen und das Teil mittels Schrauben im Einstiegbereich auf den Rahmen zu schrauben. Denn wenn das Innenteil im Gehäuseoberteil einrastet, gibt es Ärger mit der Empfängerleitung.


Nochmal die andere Seite, zwischen Rahmen und Führerhaus-Innenteil ist genügend Platz zum Durchführen der Leitungen.


Hier ist nochmal der Dieseltank mit den Bedienteilen im angebauten Zustand zu sehen. Die Ladebuchse ist nun innerhalb der Einstiegsleiter.


Das Gehäuse einer Batteriekammer. Die Kontakte sind noch nicht eingebaut.


Unterseite der Batteriekammer, die Befestigungsfüße werden in die äußeren Bohrungen der Gewichte eingesteckt und klemmen da recht fest, sind aber wieder lösbar.


Die Kontaktbleche sind jetzt in die Batteriekammern eingebaut. Die Plus-Seite ist starr, die Minus-Seite ist federnd montiert.


Aus dieser Ansicht sieht man die Kontakte besser.


Die fertig verdrahteten Batteriekammern. Beide Kammern sind parallel geschaltet, auch die Abgriffe zwischen den Zellen. An der linken Kammer ist der Anschluss für das Ladekabel, an der rechten Kammer der Anschluss für den Fahrtregler.


Die Gewichte sowie die Unterseiten und Anschlussplatinen der Kammern wurden mit textilem Klebeband abgeklebt, um Scheuern der Kabel zu vermeiden. Die Motor-Kabel gehen unter den Batteriekammern durch.


Die andere Batteriekammer mit dem Anschluss des Ladekabels über Steckverbinder.


Das obere Kabelbündel verbindet mit 4 Adern die Batteriekammern und mit 2 Adern die Motoren. Darüber liegt noch der Anschluss des Funkempfängers. Das mittlere Kabel links (2 Adern) ist die Stromversorgung zum Fahrtregler. Auch hier wurde ein Steckverbinder eingesetzt. Farbige Schrumpfschläuche (rot/schwarz) dienen zum Erkennen der Polarität. Das untere Kabel (2 Adern) links führt zu den Motoren. Das rosafarbene Kabel rechts unten ist das Ladekabel.


Dasselbe nochmal weiter links...


...und weiter rechts.


Nur mal so mit Führerhausinnenteil.


Der Einbau des Funkempfängers. Damit er nicht gar so sehr auffällt, wurde er mit etwas grünem Papier beklebt. Mit dem Reed-Kontakt rechts vorn wird mit Hilfe eines Magneten von außen der Empfänger auf den jeweiligen Sender eingestellt.


Dasselbe nochmal mit wieder eingebautem Sitz. Empfänger und Reed-Kontakt wurden mittels Kleberoller eingeklebt.


Nochmal aus der Nähe, man sieht auch, dass der Schlitz für das Empfängerkabel inzwischen entgratet wurde und dass die Rastnasen für das Gehäuseoberteil (rechts unten) abgeflext wurde.


Nun sind auch die Akkus drin.


Blick von rechts...


...und von links.


Das Harzkamel als Kabrio. Fahren, Bimmeln und Hupen funktioniert bereits.


Anschluss des Funkempfängers.


Das Laden der Akkus und die Verbindung zum PC funktioniert nun auch. Der Fahrtregler wurde auf Adresse 1 eingestellt. Die restlichen Einstellungen des Fahrtreglers entsprechen dieser Datei , sie kann in das Windows-Programm "Lokparameter" geladen werden, wo sie grafisch dargestellt wird.


Die Lampensätze für die Scheinwerfer. Für die unteren Scheinwerfer wurden rote und gelbe LEDs antiparallel geschaltet, die oberen Scheinwerfer bekamen eine SMD-Diode antiparallel auf den Platinenstreifen. Zum Fixieren der Anschlüsse wurden Streifen aus doppelseitigem Platinenmaterial eingesetzt. Es kamen runde LEDs mit 5 mm Durchmesser zum Einsatz. Es waren zwar runde LEDs mit 3 mm Durchmesser angedacht, aber der mechanische Aufwand beim Einbau wäre bedeutend höher gewesen. Die Scheinwerder sind nunmal für LEDs mit 5 mm Durchmesser ausgelegt.


Die LEDs wurden mit etwas Uhu-Kontaktkleber in den Scheinwerfern fixiert.


Der Kleber zieht Fäden, bleibt aber elastisch, wenn man ihn nicht als Kontaktkleber einsetzt.


Hier sieht man den Platinenstreifen als LED-Träger recht gut.


Die jeweils 3 gelben LEDs einer Seite sind in Reihe geschaltet, bei umgekehrter Polung sind die zwei roten LEDs und eine SMD-Diode in Reihe geschaltet. Die Strombegrenzung erfolgt über den Fahrtregler, die LED-Schaltung kommt also ohne Widerstand aus.


Die andere Seite des Gehäuses.


Auch hier wurden die LEDs mit Klebstoff fixiert.


Die Führerstandsbeleuchtung. Hier sind zwei gelbe LEDs und ein SMD-Widerstand 910 Ohm in Reihe geschaltet. Der SMD-Widerstand wird von der rechten LED verdeckt.


Die LED mit dem darunter liegenden Widerstand.


Die andere LED.


Die eingebaute Lichtleiste. Die Blechfedern an den Enden klemmen unter den Fensterstegen fest.


Nochmal aus einer anderen Perspektive, rechts sieht man gut, wie der Blechwinkel unter dem Steg klemmt. Eine Fixierung mit Klebstoff war nicht nötig.


Um die Scheinwerferkabel vor Beschädigung an den scharfen Kanten der Akku-Kammern zu schützen, wurden die Akkus mit textilem Klebeband abgedeckt.


Jetzt sind die Scheinwerfer und die Innenbeleuchtung angeschlossen, wobei die Innenbeleuchtung momentan falsch gepolt ist und auf dem falschen Anschluss steckt. Inzwischen steckt sie richtig gepolt auf Schaltfunktion 3.


Das Innenteil ist wieder aufgesetzt und die Kabel des Oberteils so ausgerichtet, dass sie nicht eingeklemmt werden können.


Die eingeschalteten gelben Scheinwerfer sind durch das Blitzlicht nicht besonders gut getroffen.


Nun sind die roten Rückleuchten eingeschaltet.


Das Gehäuse ist geschlossen, die Rastnasen sind eingerastet, es fehlen noch die Pufferbohlen und die 8 Schrauben. Die sind zwar inzwischen auch schon dran, davon habe ich aber kein Foto gemacht.

Nun folgt eine Probefahrt unter realistischen Bedingungen. Dies erfolgt auf einer Ausstellung, bei der einige Gartenbahnfreunde eine Anlage aufgebaut haben und ihre Züge fahren lassen. Dort kommen auch einige andere Triebfahrzeuge mit Akku-Betrieb und Planet-Funkfernsteuerung zum Einsatz.


...und dann kommt dieser durchgeknallte Rollifahrer auf die Idee, LiFePo-Akkus mit höherer Leistung einbauen zu wollen .....


Zuerst mal zum Übersichtsplan der Elektrik der Lok:

Es wurden 4 Lithium-Eisenphosphat-Akkuzellen je 3,2 V, 10 Ah mit M6-Anschlussbolzen eingesetzt. Je 2 Zellen teilen sich eine Kontakt-Platine, die neben der Kontaktierung noch für jede Zelle eine Schmelzsicherung in Form eines dünnen Opferdrahtes enthält. Von dort geht es mit zwei Balancerkabeln (2s) zur Stromverteilplatine. Dort werden beide 2s-Zellengruppen zu einer 4s-Batterie zusammengeschaltet. Parallel dazu liegt der Anschluss für die Ladebuchse. Der Plus wird über den Batterieschalter zum Anschluss für den Akku-Alarm und zu den beiden Schaltreglern geführt. Der Akku-Alarm wurde mit einer Elektronik zum allpoligen Trennen/Einschalten des Alarm-Moduls nachgerüstet, es muss also beim Abschalten nur der Plus abgeschaltet werden.

Ein StepUp-Schaltregler erzeugt aus der Akku-Spannung etwa 18 V für Fahrmotoren und Licht. Ein Stepdown-Schaltregler erzeugt aus der Akkuspannung 5 V für die Mikrocontroller des Lokfahrtreglers und Soundmoduls, sowie für den Funkempfänger.

Der Multifunktions-Lokfahrtregler liest über eine Wired-OR-Verdrahtung mit Dioden die Servokanäle 1, 3 und 5 des Funkempfängers ein und decodiert daraus die Kanäle 1 bis 5. Genutzt werden die Kanäle 1 (Tastatur), 2 (Fahrkanal A), 3 (Fahrkanal B) und selten auch mal 4 (Fahrkanal C). Neben der Steuerung der Fahrmotoren übernimmt der Fahrtregler auch die Steuerung der Beleuchtung, dreier Funktionsausgänge und des Soundmoduls.


Die Kontakt-Platinen für die Akkus:

Sie werden so an die Akkus angeschraubt, dass die Kupferschicht innen ist.


Die Muttern wurden noch mittels Schrumpfschlauch gegen versehentlichen Kurzschluss geschützt.

Hier sind auch die Sicherungen in Form von Opferdrähten zu sehen. Diese Sicherungen dienen nicht der Strombegrenzung im Betrieb, dafür hat der Fahrtregler seine eigene Sicherung. Sie dienen dem Schutz der Akkus, falls beim Arbeiten an der Elektronik versehentlich ein Kurzschluss auftritt. Denn diese Akkus liefern Ströme, mit denen man fast schweißen könnte... 8-(


Die Anschlüsse wurden dann mit Textilklebeband so abgeklebt (isoliert), dass die Sicherungen nicht berührt werden und somit keine Brandgefahr besteht.


Zur Aufnahme der Akkus wurden Halterungen aus Alu-Blech angefertigt und dort am Lokrahmen befestigt, wo zuvor die Ballast-Gewichte montiert waren.

Die Innenseiten der gut entgrateten Haltebleche sind mit Textilklebeband beklebt, die Unterseite mit Moosgummi. Natürlich bekommen die Halter noch eine obere Befestigung.


Der mit einer Schaltelektronik nachgerüstete Akku-Alarm wurde im Führerstand untergebracht und ist durch die Fensterscheiben halbwegs sichtbar.


Dazu musste ein Loch in das Führerstand-Spritzteil gearbeitet werden, durch das der fünfpolige Balancerstecker passt.


Der Lokrahmen mit aufgesetztem Führerstand-Spritzteil.

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Rechts, wo früher mal die Lichtplatine montiert war, findet sich Platz für die Stromverteilplatine.


Die Stromverteilplatine musste aber erstmal entworfen und geätzt werden.

Der Rest des Rohlings wurde mit kleinen Adapterplatinchen zum Anschluss der Funkempfänger an Lokfahrtregler anderer Projekte gefüllt.


Nun ist der Stromverteiler fertig bestückt...

Die angelöteten Leitungen gehen zum Lokfahrtregler. Für Akkus, Ladebuchse, Akku-Alarm und Batterieschalter sind Steckverbinder eingelötet. Die Verdrahtung der Schaltregler wurde improvisiert.


...und eingebaut.


Blick auf das andere Ende.


Blick auf den Stepdown-Schaltregler, der auf 5 V eingestellt ist und die Elektronik versorgt.

Im Hintergrund ist der Stepup-Schaltregler zu sehen, davor die Steckverbinder für Akku-Alarm (links), Ladebuchse (rechts), Akkuzellen (dazwischen) und Batterieschalter (davor, schwarz). Die Ausgangsleitungen zum Lokfahrtregler sind unter der Platine angelötet, sie werden ja am Lokfahrtregler gesteckt.


Blick auf den Stepup-Schaltregler, der erst auf 18 V eingestellt wurde und dann auf 16 V zurückgenommen wurde, da die Lok mit 18 V zu schnell war. Er versorgt die Motoren und das Licht.


Die Ladebuchse...

...wurde mit einer Schelle und einer Zwischenplatte auf den Rahmen montiert. Am unteren Rand des Flansches wurde etwas Maertial abgeflext, so dass zwei Stifte stehen blieben, die in Bohrungen des Rahmens reichen und die Buchse gegen Verschieben sichern.


Dabei wurden 4 Senkschrauben M3 verwendet:


Mit dünnem Sägeblatt im Dremel wurde die hintere Klappe der Motorhaube herausgeschnitten...

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...und eine Platte aus ABS zugeschnitten und das 20mm-Loch für den Ladestecker gebohrt.


Diese Platte wurde dann mit Teppich-Klebeband in das Gehäuse eingeklebt.


Die Innenverkleidung wurde mit zwei Schrauben fixiert. Zur Unterdrückung der Störungen wurden...

beiden Schaltreglern an den Ausgängen zusätzliche Elkos spendiert, was aber nicht den richtigen Erfolg brachte.

Die Störungen des Mikrocontroller konnten nur durch eine separate Masseleitung zum PWM-FET und einige zusätzliche Kondensatoren (Kerkos und Elkos) direkt an der Fahrtreglerplatine beseitigt werden.

Damit beim Abnehmen und Aufsetzen des Lok-Gehäuses die Innenverkleidung angeschraubt bleiben kann, wurden die Anschlüsse für Scheinwerfer und Innenbeleuchtung (steckbar) verlängert und die neuen Stiftleisten an die Wände der Innenverkleidung montiert.


Die festgeschraubte Innenverkleidung von der anderen Seite.


Das in die Rückwand eingeklebte Loch (äähh, die ABS-Platte mit der Bohrung für den Ladestecker) wurde mit zwei weiteren kleineren Bohrungen und zwei Magneten ausgestattet.


Die Magneten dienen zum Festhalten der ausgesägten Tür, die auch mit Magneten ausgestattet wurde.


Damit man die Tür abnehmen kann, brauchte sie natürlich einen Griff.

Dieser wurde aus Kupferdraht gefertigt und wartet nun noch auf schwarze Farbe. Die Griffstange wurde in die Tür eingepresst und verklebt. Die Enden der Griffstange ragen hinten aus der Platte heraus, damit sie beim Aufsetzen der Tür in die Bohrungen der ABS-Platte ragen und dadurch die Lage der Tür fixieren.


Hier die aufgesetzte Hecktür.


Auch Dr. Wilfer sitzt nun auf der richtigen Seite und schaut nach vorn.


Nun ist die Lok geschlossen und die hintere Pufferbole angeschraubt.


Die Heck-Klappe lässt sich aufgrund ihrer Griffstange gut abnehmen.


Auch der Ladestecker passt gut in die Ladebuchse.


Zum Schließen der Klappe setzt man sie unten in die Nut im Rahmen an...

und klappt sie dann oben zu. Die Magnete halten die Klappe dann sicher zu.


Ein kurzes Video von der Probefahrt gibt es hier.


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