Project Roosendam, planningsfase

Het baanplan (jan '23)

Voor het baanplan waren er vooraf 2 eisen. Het Märklin 1974 voorbeeld (zie eerder in dit blog) en de beschikbare ruimte van 120x305cm. En daar kwam dit klassieke ontwerp uit:

Baanplan Roosendam, klik

Op tracé 1 en 2 (buitenringen) rijden 4 treinen voor passagiersvervoer tussen de stations CS en Zuid. Op tracé 3 (binnenring) en het rangeerterrein rijdt het goederenverkeer.

Techniek, Command Station

De modelspoorbaan Roosendam 1974 wordt bestuurd via een PC met Rocrail en een DCC-EX Command Station (USB):

Roosendam in Rocrail, klik

Ik koos daarmee dus voor DCC(-EX) als hoofdprotocol. De belangrijkste reden daarvoor was het feit dat DCC het meest compatible is met andere hardware. Zeker in het zelfbouwsegment. Bij de Märklin protocollen MM en MFX bijvoorbeeld ligt dat wat lastiger. De keuze voor DCC betekende ook dat mijn oude jaren 70-80 locomotieven omgebouwd moesten worden van AC analoog naar DCC. In het begin zie je dan door de bomen het spreekwoordelijke bos niet meer, maar na verloop van tijd (en heel veel googlen) wordt je daar handig in. Ook social media bleek een prima bron van informatie. 5 jaar geleden stelde ik daar vragen, en nu beantwoord ik daar de vragen van anderen weer!

Later heb ik de LocoBuffer als 2e protocol toegevoegd aan mijn configuratie. Omdat dit protocol bi-directioneel is kun je daar heel veel kanten mee op (mits je technische kennis van zaken hebt). Een LocoBuffer en LocoClients werken ook geheel los van de DCC-railstroom en ook dat heeft technische voordelen.

Techniek, stack modules

Alle verdere besturingselektronica wordt volledig gebouwd met de zelf ontworpen stack modules (zie www.stackmodules.nl). Deze modules zijn gebaseerd op Arduino techniek:

Stack modules, klik

Techniek, systeem panels

De benodigde stack modules voor Roosendam worden onderverdeeld in 3 systeem panels die onder het baanoppervlak gemonteerd worden:

1. Een DCC-EX Command Station met een LocoBuffer, LocoHub en spanningsregelaars 16v, 12v, 6v, en 5v. Verder heeft dit panel een DCC-EX unit en een DCC-decoder voor testdoeleinden.
2. Een panel voor LocoClients.
3. Een panel voor DCC-decoders en DCC-EX units.

Systeem panels in aanbouw, klik

Trail and error

2 jaar testen en uitproberen bleek heel erg zinvol, je leert dan al heel snel hoe je het wel of juist niet moet aanpakken. Dat gold voor veel dingen:

• Configuratie in Rocrail
• Een handig en effectief sporenplan (elke trein moet vanuit elke positie overal kunnen komen)
• Keuze voor bekabeling en connectoren
• Digitale besturingsunits ontwerpen en bouwen
• Scenery en gebouwen (scratch builds)
• et cetera

Je doet het eerst een paar keer ‘fout’. Bij de configuratie van Rocrail bv… Logische namen voor wissels, seinen, blokken en terugmelders zijn daar handiger (logischer) dan nietszeggende nummers om maar iets te noemen.

Keuze Märklin railsysteem (jan '23)

Een andere beslissing die voortkwam uit 2 jaar testen betrof de keuze voor het railsysteem. In eerste instantie was ik begonnen met Märklin M-rails. Die had ik nog uit het verleden (ooit zo in 1976 begonnen natuurlijk) en in de afgelopen jaren had ik flinke partijen via Marktplaats bijgekocht.

En ondanks het feit dat M-rails ook geschikt te maken is voor digitaal bedrijf, koos ik uiteindelijk toch voor C-rails. Mijn grote verzameling M-rails was uitstekend geconserveerd (WD40, wel even afwassen met wasbenzine voor ze weer gebuikt worden) en gerestaureerd. Dus die kon ik tegen een heel eerlijke prijs inruilen bij de lokale modelspoorwinkel (www.marnan.eu) om verder te gaan met nieuwe C-rails.

De geometrie van C-rails is anders dan die van M-rails. Ook K-rails heeft een eigen geometrie. M-rails en K-rails zijn meer flexibel door allerlei beschikbare passtukjes. C-rails heeft die vele passtukjes niet en vereist daardoor een nauwkeurigere railplanning over een iets langere afstand (zeker bij opeenvolgende parallelle wissels).

M-rails heeft bij digitaal gebruik wat nadelen. De massa op het railbed, zoals bij M-rails het geval is, werkt storingen soms in de hand. De railstroom bij digitaal modelspoor heeft namelijk vanuit de centrale geen massa. Zodra een ander onderdeel van de configuratie wel een DC massa maakt op de M-rails beginnen de haperingen. De constructie is daarnaast gevoelig voor (kleine) kortsluitingen (zeker wissels, schakelrails en ontkoppelrails). Ook de verlichting in een M-wissel of een condensator in een oude aansluitrails kan problemen geven. De elektrische doorverbindingen tussen C-rails onderling zijn ook van een veel betere technische kwaliteit (het mechanisch contact) dan de verbindingen tussen M-rails onderling (m.n. het massacontact van M-rails is niet erg geschikt voor digitaal bedrijf).

Daarnaast, en dat vond ik het belangrijkste, rijdt de oude M-rails gewoon zwabberig en hobbelig, en maakt het rijden erop aanmerkelijk meer bijgeluid dan rijden op C-rails. Door jarenlang gebruik passen de raildelen niet meer zo strak in elkaar en treinen worstelen zichzelf over kruiswissels, bochtwissels en andere oneffenheden die karakteristiek zijn voor (oude) M-rails, met alle bijbehorende geluiden.

Märklin M-rails versus C-rails

M-rails is wel veel goedkoper te verkrijgen dan C-rails. Dat scheelt een factor 3-4. De kwaliteit van beschikbare M-rails via de 2e handskanalen neemt wel langzaam steeds verder af omdat het natuurlijk niet meer geproduceerd wordt.

En het allergrootste voordeel van C-rails? De goede en eenvoudige isolatie voor stroomdetectiepunten. Dat werkt echt heel veel gemakkelijker dan massadetectie op M-rails. En ik weet dat stroomdetectie op M-rails ook prima kan werken, maar dan vanuit digitale technische specificaties bekeken toch altijd 'net niet' goed genoeg... En ik spreek uit ruime ervaring! Het is ook geen toeval dat Märklin, juist op het moment dat digitaal modelspoor ontwikkeld werd, ook omschakelde naar C-rails (en de K-rails behield).

Ik heb ook nog even K-rails overwogen. Dat ziet er het meest realistisch uit van de 3 Märklin railsoorten voor H0. Maar het ontwerp is al meer dan 50 jaar oud (introductie 1969). De gemakkelijke aansluitpunten voor railstroom met vlaksteekhulzen onder elke C-rails had hier de voorkeur boven K-rails (Roosendam is immers een circulaire baan, alles herbruikbaar en steeds opnieuw aan te sluiten). K-rails heeft die flexibele aansluitingen niet (eigenlijk lijkt K-rails puur technisch gezien erg op M-rails) en het is erg lastig om bij melders stroomdraden aan de K-rails te solderen (materiaal van de railstaven). En ik moet ook eerlijk zeggen dan de wisselmotoren bij K-rails gewoon lelijk zichtbaar zijn. Ook ontkoppelaars en contactrails hebben allerlei uitsteeksels die eigenlijk niet bij zo'n realistische rails passen (maar dat is mijn smaak). Bij C- en M-rails zitten deze onderdelen in ieder geval netjes in het railbed. K-rails viel dus ook af.

Märklin K-rails

Alles heeft voor- en nadelen. Veel mensen zijn vanaf een analoge M-baan doorgegroeid naar digitaal bedrijf en rijden daar prima op. Dat is ook een logisch pad. Clubs kozen vaak voor K-rails vanwege het realistische uiterlijk. Maar als je nu opnieuw een blanco keuze moet maken, dan is C-rails echt de technisch betere optie. Mijn keuze was dus C-rails, maar jouw keuze kan ook prima K- of M-rails zijn als je bovenstaande zaken maar in oogschouw neemt! Dus:

• C-rails blinkt uit in techniek
• K-rails blinkt uit in realisme
• M-rails blinkt uit in nostalgie (en prijs)

Verwarring termen AC en DC bij digitaal rijden

Er is altijd veel onduidelijkheid rondom de begrippen AC en DC in modelspoor. Om die onduidelijkheid op te lossen heb ik het even netjes op een rijtje gezet. Dit zijn de originele definities:

AC = alternating current = wisselstroom
DC = dual current = gelijkstroom

Klik voor vergroten

Analoog

Vroeger, in het analoge tijdperk (voor het digitale tijdperk dus) werden de termen AC en DC als volgt gebruikt:

AC = 3-rail = analoog wisselspanning, bv Märklin
DC = 2-rail = analoog gelijkspanning, bv Fleischmann

In analoog modelspoor hebben we te maken met 2 verschillende spanningsvormen:

1. Gelijkspanning DC: een constante positieve of negatieve pool en een constante 0 volt pool. Het voltage varieert niet uit zichzelf. Veel gebruikt bij analoog 2 rail.
    
2. Wisselspanning AC: een in een vaste frequentie van polariteit wisselende spanning. In Nederland gebeurt die wisseling op het stroomnet ongeveer 50 keer per seconde (50hz). Dit gebruiken we bij analoog 3 rail.

De snelheid van de loc wordt analoog geregeld door de baanspanning via een transformator met een draaiknop te varieren tussen bv 0 en 18v AC of DC. Een analoge AC loc keert met een korte overspanningspulse van de trafo en een DC-loc keert doordat de trafo de polariteit (+ & -) omwisselt.

Digitaal

Bij digitaal modelspoor gaan de oude benamingen niet meer op, maar ze worden nog heel vaak foutief gebruikt, waardoor niet duidelijk is wat een locomotief nu technisch echt is (2-rail of 3-rail, analoog of digitaal, en welk protocol)...

Een loc die ‘AC’ is zegt niet zoveel. Vaak bedoelt men dan 3-rail maar het zegt nog niets over het feit of het een analoge of een digitale loc is, en ook het protocol wordt dan niet genoemd. Idem dito voor ‘DC’… Van een loc die ‘DC digitaal is’ wordt vaak aangenomen dat die op 2-rail rijdt maar dan is nog niet bekend op welk protocol die werkt (dat zal vaak DCC zijn, maar dat hoeft niet per se). Oud en nieuw worden dus te pas en te onpas door elkaar gebruikt en de definities overlappen of ontbreken juist gedeeltelijk.

En dan zijn er ook nog locomotieven die 'digitaal voorbereid' zijn. Meestal betekent dit dat de loc nu analoog is en dat er reeds een decoderaansluiting aanwezig is met bv een Plux of een NEM aansluiting (zonder reeds ingestoken decoder).

Een betere omschrijving van een loc zou zijn:

1. Merk
   Märklin, Fleischmann, Roco, Piko, etc
    
2. Model
   Bv V200 dieselloc DB rood, art 37806
    
3. Railsysteem
   2- of 3-rail
    
4. Analoog of digitaal
   Analoge motor of digitale decoder
    
5. Protocol
   Bv Delta, MM(2), MFX, DCC, etc

Let op - Zorg er dus bij aanschaf van een loc voor dat punten 3-4-5 in ieder geval duidelijk zijn, want uit de beschrijving in bv Marktplaatsadvertenties (maar ook op de websites van bekende fabrikanten) is dat lang niet altijd direct helder! Mensen groeien door vanuit het analoge tijdperk naar de digitale wereld maar de juiste termen blijven daarbij, door enig gebrek aan kennis en ervaring, erg onduidelijk!

In digitaal modelspoor hebben we ook te maken met 2 verschillende spanningsvormen:

1. Puls Breedte Modulatie (PWM, Pulse Width Modulation): soms toegepast bij het verbeterd aansturen van 2 rail analoog. Maar ook door digitale decoders gebruikt. Hierbij wordt de gelijkspanning gepulseerd waardoor een motor langzaam of snel kan draaien naar gelang de lengte van die puls.
    
2. Digitale spanning (bv DCC, MM, MFX): dat is een blokgolf gelijkspanning (DC dus). Dus geen wisselspanning (AC) maar een in positief/negatief gepulseerd DC gelijkspanning. Dit gedraagt zich als een wisselende DC-spanning en maakt het mogelijk om bv informatie te verzenden over de rijsnelheid, rijrichting, verlichting en andere functies. Hier komt een groot deel van de verwarring over wisselstroom AC & gelijkstroom DC vandaan.

Overigens komt Puls Breedte Modulatie (PWM) niet zo veel voor. De 2e optie (digitale spanning) zal verreweg het meeste voorkomen! Daarbij staat er een constante rijspanning op de rails waarin de opdrachten voor de locomotieven (snelheid, rijrichting, verlichting, geluid, etc) digitaal gecodeerd worden.

Ontwikkeling Stack Modules (vanaf febr '21)

Ik ben ook behoorlijk lang bezig geweest met het uitdenken en ontwerpen van een eigen lijn elektronica voor modelspoor. Dat nam al bijna een jaar in beslag. Ontwerpen, 1e versies testen, verbeteren, 2e versies testen en weer verder verbeteren. Het kostte erg veel tijd, maar dan heb je uiteindelijk ook wel wat!

In deze periode zijn ook het baanplan (Anyrail), de definitieve keuze voor een railsysteem en de ontwerp voor de eerste scratch builds ontstaan. En er is heel veel ervaring met Rocrail opgedaan.

Vanaf april '23 kwamen verschillende losse deelprojecten samen. Er was een werkvlak, een baanplan, veel rails, besturingselektronica en er lagen heel veel kabeltjes gereed. Ook de gedigitaliseerde oude locomotieven stonden klaar. Net zoals de periode IV wagons. En zo ontstonden de eerste contouren van modelspoorbaan Roosendam 1974.

De voorbereiding en planning was voor nu klaar en ik kon overstappen naar de realisatiefase van project Roosendam 1974.

Inhoudsopgave project Roosendam

Dit blog over project Roosendam omvat de volgende onderwerpen (klik op de links):

• Initiatiefase, het begin
   
• Planningsfase
   
• Realisatiefase #1
   
• Realisatiefase #2
   
• Realisatiefase #3
   
• Verdere projectplanning
   
• Aanvullende projectinformatie