| Hardware-Entwicklung |  |
Dipl.-Ing. Dietmar Gahler (  2007) |
| Software-Entwicklung |  |
Dipl.-Ing. Frank Ringstmeier Arnsberger Weg 73 D-45659 Recklinghausen |
| BSTW-Entwicklung |  |
Dr. Ing. Ralf Hagemann Hunteburger Str. 33 D-49179 Ostercappeln |
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Die Entwicklungsgeschichte der MpC Im November 1984 entwarf Dietmar Gahler eine Elektronik-Steckkarte, die über eine kleine Pufferplatine direkt an den Systembus des 64-kByte Heimcomputers "Schneider CPC 464" angeschlossen werden konnte. Aufgabe dieser Elektronik-Steckkarte sollte es sein, die von einem Computerprogramm auf den Systembus gelegten Signale an eine beliebig große Anzahl externer Elektronikbausteine weiterzuleiten, bzw. die von einer externen Elektronik gelieferten Informationen als "Rückmeldungen" an das Computerprogramm zu übergeben. Wie diese Elektronikbausteine aussehen würden und wozu sie verwendet werden sollten, war zunächst noch offen. Allein die Möglichkeit, durch eine frei programmierbare Logik externe Schaltungsvorgänge ausführen zu können, reichte um die Entwicklung voranzutreiben. Richtungweisend für die weitere Entwicklung waren die Modellbahn-Probleme eines guten Bekannten. Bei dessen umfangreichen Weichenfeldern waren die zur Fahrstraßenschaltung konstruierten Diodenmatrizen immer umfangreicher und komplizierter geworden. Das führte bei Gahler zu dem Entschluss, zunächst einen Elektronikbaustein zur Schaltung von Magnetweichen zu entwickeln. Im Computerprogramm sollten dann die zu einer Fahrstraße gehörenden Weichenlagen zusammengestellt und anschließend per Tastaturbefehl einzeln nacheinander geschaltet werden. Ziel war es, jede Weiche nur noch an den zu entwickelnden Elektronikbaustein anzuschließen und die vorher in der Diodenmatrix enthaltene Schaltungslogik in das Programm zu verlagern. Die elektrische Verdrahtung sollte dadurch auf ein Minimum reduziert und beliebig lange Fahrstraßen durch einfache Eingaben am Bildschirm zusammengestellt werden. Durch das Prinzip der sequentiellen Schaltung würden sich zwar mehr oder weniger lange Fahrstraßenbildezeiten ergeben, dafür würde aber auch ein Netzteil mit lediglich 1 Ampere Leistung für Fahrstraßen mit beliebig vielen Weichen ausreichen. Auch die Bedienung über einen externen Stelltisch sollte möglich sein. Die Schaltungen sollten vorbildgerecht durch Drücken von Tastern ausgelöst und die jeweils gültigen Fahrstraßen durch LEDs oder Glühbirnchen ausgeleuchtet werden. Hierfür mußten zwei weitere Elektronikbausteine zum Rückmelden von Tastern und zum Ansteuern von Leuchtanzeigen entwickelt werden. Mit diesen Vorgaben wurden bis Ende 1985 folgende Steckkarten fertiggestellt: |
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| 8500 | Interface | |
| 8502 | zum Anschluss von 8 Magnetweichen | |
| 8503 | zum Anschluss von 32 Tastern | |
| 8504 | zum Anschluss von 32 Leuchtanzeigen | |
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Im Laufe des Jahres 1986 wurde das parallel entwickelte Computerprogramm mit anwendungsfreundlichen Formularen versehen, die dem Modellbahner neben der Zusammenstellung und Schaltung seiner Fahrstraßen auch die Funktionsprüfungen aller verwendeten Elektronikbausteine ermöglichten. Nachdem Programm und Elektronik ihre Einsatztauglichkeit auf der Versuchsanlage bewiesen hatten und schließlich auch eine "Programmbeschreibung" sowie eine "Technische Beschreibung und Bauanleitung" für die zunächst nur als Bausatz erhältliche Elektronik druckreif waren, annoncierte Gahler das Produkt Anfang 1987 unter der Bezeichnung "MST" (ModellbahnSTeuerung per Computer) in der Zeitschrift "modell-elektronik". Neben einer Reihe von Interessenten gab es am Ende desselben Jahres bereits ganze vier mutige Anwender. Um die positiv verlaufene Entwicklung nun zielstrebig in Richtung Steuerung des Fahrbetriebes erweitern zu können, wurde das bisher nur aus Dietmar Gahler bestehende MST-Einmann-Team im Februar 1987 durch Frank Ringstmeier verdoppelt. Während GAHLER zielstrebig weitere Elektronik entwarf, schrieb RINGSTMEIER das Fahrstraßen-Programm unter dem Aspekt eines zukünftig kompletten Steuerungssystems noch einmal vollständig neu. Nächtelange Versuche auf der Anlage eines Modellbahnfreundes sorgten nicht nur für jede Menge Feinschliff an Elektronik und Programm, sondern auch für eine ganze Reihe unvergeßlicher Anekdoten, über die selbst heute noch immer gerne und herzlich gelacht wird. In 1987 wurden folgende Steckkarten für den Fahrbetrieb fertiggestellt: |
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| 8705 | Anschluss von 2 Blocks | |
| 8706 | Anschluss von 4 Schattenbahnhofblocks | |
| 8707 | Anschluss von 8 Gleisbesetztmeldungen | |
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Die zu entwickelnde Modellbahnsteuerung sollte eine Mehrzugsteuerung für analoge Loks ohne Dekoder sein. Der Trick war, die Dekoder nicht in die Loks, sondern in die Blocks einzubauen. Ein Block bestand dazu nicht nur aus einem Belegtmelder, sondern auch noch aus einem Dekoder. Fahrgeschwindigkeit und Fahrrichtung sollten im Computerprogramm für jede Lok individuell verwaltet und über eine Datenleitung an jeden Block gesendet werden. Letztlich hatte somit jede in einem Block befindliche Lok einen Dekoder: allerdings nicht in ihrem Gehäuse, sondern unter ihr, in der Schiene (im Block). Durch diese Technik und das Prinzip "nur eine Lok (Zug) in einem Block" war gleichzeitig auch eine Blocksicherung vorhanden. Die Entwicklung der separaten Steckkarte 8706 für 4 Schattenbahnhofblocks hatte folgenden Grund: Um die Blocksteckkarte 8705 hinsichtlich Packungsdichte und Leiterbahnabstand auch für den Laien nachbaufähig zu gestalten, konnte auf ihr nur die Elektronik zur Fahrspannungserzeugung für 2 Blocks untergebracht werden. Die Ausrüstung vielgleisiger Schattenbahnhöfe hätte daher zu relativ hohen Kosten geführt. In den mit der deutlich preiswerteren Hilfsblock-Steckkarte 8706 ausgerüsteten Blocks muß der Modellbahner dafür allerdings mit einer Einschränkung bezüglich der gleichzeitig möglichen Zugbewegungen leben. In den üblicherweise nicht einsehbaren Schattenbahnhöfen ist das jedoch kein Nachteil. Nach dem Bau einer transportablen Spur-N-Anlage mit 31 Weichen, 33 Blöcken und einem externen Gleisbildstelltisch wurde die "Modellbahnsteuerung per Computer" am 24.09.88 das erste Mal öffentlich vorgestellt. Informiert durch eine in der "modell-elektronik" erschienene Anzeige fanden sich ca. 25 interessierte Modellbahner von Bayern bis Schleswig-Holstein in der Kleingarten-Anlage "Unverzagt" in Wanne-Eickel ein. Die Vorführung dauerte einen ganzen Tag und wurde ein voller Erfolg. Nachdem GAHLER+RINGSTMEIER die Spur-N-Anlage eine zeitlang beinahe wöchentlich auf verschiedenen Modellbahnbörsen, in mehreren Clubs, im Deutschen Museum in München und schließlich auch in der MIBA-Redaktion in Nürnberg vorgestellt hatten, wurde es Zeit, sich auch an überregionalen Messen und Ausstellungen zu beteiligen. Aus Repräsentationsgründen wurde hierfür eine neue, 1.25 x 4.00 m große transportable H0-Anlage vorgesehen. Sie enthielt 32 Weichen, 27 Blocks und wieder einen externen Stelltisch. Sie mußte in einer Zeit von nur 6 Wochen konstruiert und gebaut werden. Die (problemlose) allererste Inbetriebnahme erfolgte direkt auf der Modellbau Süd, im Herbst 1989 in Stuttgart auf dem Killesberg. Danach folgte in regelmäßigen Abständen die Teilnahme an nationalen und internationalen Messen und Ausstellungen. Die Weiterentwicklung der Elektronik lieferte zum einen zwei neue Steckkarten zum Anschluss von Weichen mit Stellmotoren und Postrelais-Antrieb. Zum anderen wurde die bislang für die Stelltisch- und Signalausleuchtung verwendete Steckkarte 8504 mit negativer Ansteuerung in 1988 durch die technisch verbesserte 8804 ersetzt. In 1992 kam die LED-Steckkarte 9214 hinzu. Sie ist ebenfalls für negative Ansteuerung vorgesehen, besitzt jedoch eine zusätzliche Schaltung zur Strombegrenzung und macht damit das Vorschalten von Widerständen bei den LEDs überflüssig. Ein Jahr später rundete schließlich die LED-Steckkarte 9324 (mit einer Belastbarkeit von 200mA und positiver Ansteuerung zum Anschluss von DUOLEDs) das Lieferprogramm für Beleuchtungskörper ab. Das glaubten wir zumindest, denn selbst die 200mA-Leistung der 9324 waren manchen Modellbahnern noch zuwenig! Also wurde zusätzlich noch die Leistungsverstärkerkarte LV04 entwickelt, um Verbraucher mit bis zu 4A anzuschließen. |
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| 8912 | für 8 Weichen mit Stellmotoren | |
| 9122 | für 8 Weichen Postrelais-Antrieb | |
| 8804 | für 32 Leuchtanzeigen (ersetzt 8504) | |
| 9214 | für 32 Leuchtanzeigen (mit Strombegrenzung) | |
| 9324 | für 32 Leuchtanzeigen (positive Ansteuerung) |
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| LV04 | enthält 32 Verstärker mit 4A-Leistung. Wird nachgeschaltet zur Steckkarte 8804 eingesetzt, wenn Artikel mit einem Stromverbrauch von mehr als 50 mA (z.B. mehrere parallel geschaltete Glühbirnchen oder Artikel mit MEMORY-Stelldraht) angeschlossen werden sollen. |
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Die Weiterentwicklung des Programmes verlief ab November 1990 zunächst zweigleisig. Während zu diesem Zeitpunkt bereits die erste PC-Version mit der Bezeichnung MpC 3.0 erschien, wurde die Version MST 2.4 für die Schneider Homecomputer immerhin noch bis Ende August 1993 gepflegt. Am 25.08.93 erfolgte hier die letzte dokumentierte Fehlerbeseitigung und damit das Ende der Programmpflege. Um auch die wachsende Nachfrage nach einer MpC-Steuerung für Digitalsysteme befriedigen zu können, wurde die MpC-Elektronik bereits 1994 um die Steckkarte 9473 erweitert. Damit konnten die mit der speziell für Digitalsysteme entwickelten MpC-Platine BM1 erfaßten Belegtmeldungen in den Computer eingespeist und das MpC-Prinzip der blockbezogenen Anlagensteuerung auch für Digitalanlagen mit Lok-Dekodern der Firmen Märklin, Lenz und Trix angeboten werden. Speziell für die Spur-1-Anlage des MEHEV im Museum für Hamburgische Geschichte wurden 1995 unter Anwendung einer neuen Endstufe zusätzliche Steckkarten für den Fahrbetrieb mit bis zu 4 Ampere Stromabgabe entwickelt. Durch den Platzbedarf der Bauteile musste der Leistungsteil der 4A-Blocksteckkarte 9515 allerdings auf eine zweite Karte 9515L ausgelagert werden. Die Verbindung beider Kartenteile erfolgt durch ein 16-poliges Flachbandkabel. Die beiden Karten müssen daher immer übereinander in zwei verschiedenen Rahmen untergebracht werden. | ||
| 9515 + 9515L | für 2 Blocks mit 4A Strombedarf | |
| 9516 | für 4 Schattenbahnhofblocks mit 4A Strombedarf | |
| 9517 | für 8 Belegtmeldungen mit 4A Strombedarf | |
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Bei Anwendung derselben neuen Technik und Beschränkung auf eine Stromabgabe von 2 Ampere können die Bauteile auf einer einzigen, dafür jedoch doppelseitig durchkontaktierten Steckkarte untergebracht werden. Diese mit 9505 bezeichnete 2A-Steckkarte war in erster Linie für Spur-0-Anlagen vorgesehen. Auf H0-Anlagen kam sie wegen des deutlich höheren Preises gegenüber der 1A-Steckkarte 8705 zunächst nur für einzelne Blöcke (z. B. bei starken Steigungen) in Frage. Nachdem die leistungsstärkere (und zudem auch noch leichter aufzubauende) Blocksteckkarte 9505 jedoch auch für H0-Anlagen häufiger nachgefragt wurde, konnten ihre Herstellkosten bis fast auf das Niveau der 1A-Blockkarte 8705 abgesenkt werden. Als einige Anwender sogar damit begannen ihre 8705er Blocksteckkarten durch die 9505er zu ersetzen, war die weitere Auslieferung der 8705 schließlich nicht mehr sinnvoll. Sie wurde Anfang 2005 aus der Preisliste gestrichen. |
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| 9505 | für 2 Blocks mit 2A Strombedarf (ersetzt heute die Blocksteckkarte 8705) | |
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Die Entwicklung der Elektronik zum Anschluß und Betrieb der unterschiedlichen Modellbahnartikel ist damit seit 1995 praktisch abgeschlossen. Im Umfeld der Anlagenelektronik wurde allerdings stetig weitergearbeitet. | ||
| DS DE |
Als die MpC 1997 im Verkehrsmuseum Dresden installiert wurde, war wegen der großen Abmessungen dieser Spur-0-Anlage eine dezentrale Anordnung der Elektronik ratsam, um die Kabellängen zu reduzieren. Die störsichere Datenverbindung der insgesamt 3 Elektronikstandorte erfolgte mit zwei kleinen Platinen, die fortan Datensender (DS) und Datenempfänger (DE) genannt wurden. |
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| PCKom |
Unter dem Titel "Chemins de fer du Kaeserberg" wurde in Granges-Paccot (Schweiz) bereits seit längerem an einer außergewöhnlich detailverliebten Modelleisenbahn mit mehr als zwei Kilometern Schienennetz gebaut. Die Eröffnung fand im Herbst 2008 statt. Die flächenmäßig recht große H0/H0m-Anlage erstreckt sich über 3 Etagen und wurde von Beginn an als die schönste Schweizer Modellbahnanlage bezeichnet. Mit ca. 600 Weichen ist sie auch hinsichtlich der Streckenführung ziemlich komplex. Da eine einzelne MpC-Steuerung mit 600 Weichen und fast ebenso vielen Blöcken überfordert wäre, ist die Anlage in 4 Teilbereiche mit jeweils einer eigenen MpC-Steuerung unterteilt. Zur Kommunikation der 4 Steuerungen untereinander - und damit zur Abwicklung der Zugfahrten von einem PC zu einem anderen - sind die eingesetzten Computer mit der 1999 speziell hierfür entwickelten Steckkarte PCKom vernetzt. |
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| 0600 |
Eine alternative Verbindung zwischen Computer und MpC-Elektronik ist seit 2006 auch mit der LPT-Interfacekarte 0600 möglich. Sie kann die Kombination aus ISA-Steckkarte und Interfacekarte 8500 ersetzen, wenn der verwendete Computer keinen ISA-Steckplatz mehr hat. Sofern vorhanden, kann dann die bidirektionale 25-polige SUB-D-Druckerschnittstelle genutzt werden. Die damit erreichbare Programmumlaufzahl liegt wegen der geringeren Übertragungsrate bei ca. 36. |
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Ein Entwicklungsende des zugehörigen Computerprogramms ist nicht abzusehen. Zu vielfältig sind die Wünsche und Anregungen der inzwischen (Stand 2006) ca. 950 Anwender der MpC. Eine kurze Aufzählung der wesentlichen Entwicklungsstufen des immer noch in Maschinensprache (Assembler) geschriebenen Programmes soll den inzwischen hoch geschraubten Standard der MpC veranschaulichen. |
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