Platinenlieferung Tankstellen-PreisanzeigeDie erste Charge der Basiseinheit-Platinen ist angekommen! Jeweils 10 Stück als Panel, mit SMD-Bauteilen teilbestückt. Bedrahtete Komponenten und auch der Raspberry Pi Pico 2 müssen noch von Hand aufgelötet werden. Das Modul wird als Bausatz oder komplett gelötet als Fertigmodul erhältlich sein.
Preisanzeige im DauerbetriebLangzeitbeobachtung mittels Zeitraffer-Videoaufnahmen. Schließlich soll sichergestellt sein, dass die Tankstellen-Preisanzeige auf den Modellanlagen auch im Dauerbetrieb zuverlässig funktioniert.
Summiert wurden mehrere Monate Dauerbetrieb simuliert, aufgeteilt auf mehrere Module in verschiedenen Konstellationen und Betriebsmodi. Die Programmierung stellt sich als robust heraus: Selbst nach mehreren Wochen ohne Neustart verrichten die Preisanzeigen unbeeindruckt ihren Dienst.
Spaß mit LastausgängenEigentlich waren die Lastausgänge der Tankstellen-Preisanzeige für die Tankstellen-Innenbeleuchtung gedacht, um diese z.B. an die Öffnungszeiten der Tankstelle zu koppeln.
Im Zuge einiger Spielereien stellte sich schnell heraus, dass man auch Motoren und Relais ansteuern können sollte, daher wurden der Platine noch Freilaufdioden spendiert.
Mit ganz viel Phantasie sieht man hier einen sogenannten "Tubeman" oder "Skydancer", angetrieben durch einen Mini-Prozessorlüfter, und nur in Aktion, wenn die Tankstation geöffnet hat.
3D-Druck als "Spritzgussrahmen"Die Lkw-Prototyp-Platine hat ein neues Fahrwerk bekommen. Neu hieran ist der 3D-Druck als "Spritzgussrahmen"-Set mit allen notwendigen Chassis- und Lenkungsteilen, die aus dem Rahmen herausgetrennt und selbst zusammengesetzt werden können (links im Bild noch voll bestückt). Sogar die Felgen sind bereits enthalten.
Der stabile Rahmen zum Schutz der winzigen Teile ist als Klinkermauer gestaltet, so dass leere Rahmen zu Mauern zerteilt oder aufeinandergestapelt als Lkw-Garage auf der Modellanlage eingesetzt werden können.
Preisanzeige als Chamäleon, Teil 2Hier eine Variante als Lost Place für eine verfallene Tankstelle. Die Farbkraft und Lesbarkeit ist trotz – oder gerade wegen – der Winzigkeit der Displays (Bildschirmabmessungen: ca. 22 x 11 mm HxB) beeindruckend und die Möglichkeit der durch den Anwender austauschbaren Designs nimmt Gestalt an.
Auf diese Weise und in Verbindung mit verschiedenen Gehäusen für die Preismasten lässt sich die Preisanzeige an beliebige Epochen und Ausgestaltung jeder Modellumgebung harmonisch anpassen.
Preisanzeige als ChamäleonWährend der Weiterentwicklung der Tankstellen-Preisanzeige entfalten sich die breiten Einsatzmöglichkeiten des Raspberry Pi Pico immer mehr. In diesem Beispiel werden verschiedene Anzeigedesigns implementiert. In einem nächsten Schritt sollen diese dann auch vom User selbst erstellt und auf den Bildschirmen zur Anzeige gebracht werden können.
Für die Hauptplatine wurde zwischenzeitlich der erste Entwurf eines Covers als Schutz gegen Staub als 3D-Druck gestaltet.
Transparenter 3D-DruckSozusagen als "Abdruck" der prototypisch entworfenen Buskarosse ist ein Transparenteinsatz für die Scheiben entstanden. Durch diese Technik kann es erst gar nicht zu Problemen bei der Übertragung von Maßen zwischen den beiden Bauteilen kommen. Nahezu ohne jegliche Toleranzen schmiegen sich die Scheiben in die Karosse. Die Passform der beiden 3D-gedruckten Teile ist beeindruckend.
Selbstverständlich alles noch nicht perfekt, für den allerersten Anlauf eines solchen Transparenteinsatzes aber mehr als überzeugend.
Eine "echte" Preisanzeigetafel Natürlich in H0, aber die angezeigten Preise sind reale Spritpreise einer realen Tankstelle, und das in Echtzeit!
Die ersten Versuche mit den winzigen TFT-Bildschirmen und dem Raspberry Pi Pico, der die nötige WLAN-Verbindung zum Abruf der Spritpreisdaten via Internet bereitstellt, sind vielverspechend.
Mit einem passenden Gewand, einem 3D-gedruckten Gehäuse-Prototyp, wird aus der Anzeigetafel ein weithin sichtbarer Preismast und spätestens an diesem Punkt steht fest:Sowas muss auf die Modellanlage!
Einheiten-Umrechner onlineUnter Services/Tools finden sich nun Javacript-Einheiten-Umrechner für Maße und Geschwindigkeiten.
Diese kleinen, nützlichen Helfer verschaffen schnell Klarheit bei der maßstabsgetreuen Umsetzung zwischen Wirklichkeit und Modellanlage und -Fahrzeugen.
CarSystem-Kurven unter die Lupe genommenBei einigen CarSystem-Videos fiel mir auf, dass manche Fahrzeuge etwas unnatürlich um die Kurven fuhren. Dabei muss nicht (nur) das Auto problemursächlich sein, sondern auch die Kurven selbst können das Problem sein.
In diesem Video (bei YouTube) gehe ich der Sache mal auf den Grund und zeige auf, was "gute" und "schlechte" Kurven sind.
Rundumleuchte mit gefärbter KuppelSo ähnlich könnte die Rundumkennleuchte (RKL) eingebaut aussehen (hier nur provisorisch zusammengeklebt). Statt der bisher eingesetzten Farb-LEDs werden nun weiße LEDs verbaut, die Farbgebung übernimmt nun eine gefärbte, transparente Kuppel.
Neben der höheren maximalen Helligkeit wird hierdurch auch ein universeller Einsatz des Moduls für verschiedenste, individuell gewünschte Kuppelfarben ermöglicht.
Platine für das RundumlichtMit winzigen SMD-Bauteilen bestückt ist das Rundumkennleuchten-Modul so klein, dass es in das Cockpit eines H0-Lkw passt. An der Bleistiftspitze ist deutlich der tatsächliche "Dreh-Effekt" der Leuchte zu erkennen.
Das Modul ist als Nachrüstsatz konzipiert und benötigt daher keine externe Beschaltung, sondern lediglich die Versorgungsspannung.
Microcontroller RundumkennleuchteFür den Einsatz in H0-Fahrzeugen, gleichgültig ob Stand- oder Funktionsmodell, ist der beim Versuchsaubau verwendete Microcontroller natürlich viel zu groß. In den finalen Modulen wird daher der gleiche Controller in viel kleinerer Gehäuseform verbaut.
Im Bild ist gut ersichtlich, dass das winzige IC leicht Platz finden wird im Cockpit des 1:87-Lkw.
"Drehende" RundumlicherDrehlichter (Rundumkennleuchten) als Nachrüstsatz für H0-Standmodelle oder auch andere CarSystem-Autos? Kein Problem, ein Versuchsaufbau ist schnell gemacht, um eine erste Programmierung durchzuspielen. Zum Einsatz kommt hier der Microcontroller Attiny 816.
Für maximalen Individualisierungsgrad sind – ganz der Bustronix-Philosophie entsprechend – bereits bei diesem ersten Entwurf verschiedene Lichtmuster, Geschwindigkeit und Helligkeit nutzerkonfigurierbar.
Fahrverhalten mit selbstkonstruierter LenkungMit korrekter Lenkgeometrie dreht der Prototyp stabil seine Runden, ganz ohne Magnetführung. Interessant ist auch der Lichteffekt der Heck-LEDs, die durch den provisorisch aufgesetzten Koffer-Aufbau durchscheinen. Das lässt sich sicherlich auch bei selbstgestalteten Aufbauten gut einsetzen.
Das Anfahr- und Bremsverhalten hingegen ist noch viel zu ruppig, da ist noch viel an Verfeinerung notwendig.
Weiterentwicklung FahrwerkMittlerweile ist das Fahrwerk des CarSystem-Prototypen komplett aus 3D-Drucken gefertigt, auf den Zukauf eines Standard-Lenkgestänges kann somit verzichtet werden. Auch die Felgen sind nun 3D-gedruckt und die Motorhalterung ist in das Chassis integriert.
Neben Akku, Antrieb und Lenkschleifer stammen nun nur noch die Reifen aus externen Quellen. Für Fahrzeugaufbauten ist geplant, dass wahlweise 3D-Drucke oder Teile von bereits existenten H0-Standmodellen verwendet werden können.
DoppelachsantriebDie Gestaltung der 3D-gedruckten Elemente erreicht immer höhere Qualitätsniveaus, so wurde hier beispielsweise ein ganzer Antriebsblock mit zwei angetriebenen Achsen entwickelt.
Obwohl dieser "proof of concept" für besonders zugstarke Lkw zufriedenstellend verlief, werden in finalen Fahrzeugen Messingzahnräder verwendet, da diese für mehr Laufruhe sorgen und einem deutlich geringeren Verschleiß unterliegen als 3D-gedruckte Zahnräder.
Ackermann-LenkungEs stellt sich heraus, dass die am Markt angebotenen Standard-Lenkungen (Achsschenkellenkung nach dem Ackermann-Prinzip) für 1:87-Fahrzeuge nur für einen einzigen Radstand konzipiert sind.
Gemäß der Baukasten-Philosophie und der Anforderung, Fahrzeuge mit verschiedenen Radständen produzieren zu können, ist es notwendig, Lenkungsbauteile mit an den jeweiligen Radstand des Fahrzeugs angepasster Lenkgeometrie zu konstruieren.
Auf eigener AchseEin paar Testrunden (ohne spurführendes Magnetband). Alle Fahrwerksteile sind 3D-Drucke, der Akku ist ein gut verfügbarer und kostengünstiger Lithium-Polymer-Akku (LiPo) mit 3,7 Volt Nennspannung.
Die harten Reifen zeigen auf der glatten Tischoberfläche ein recht deutliches Untersteuern (Wagen rutscht über den Lenkeinschlag hinaus), was auf eine fehlerhafte Lenkgeometrie hindeutet. Im Extremfall kann das bei Betrieb auf einer Modellanlage zum Verlassen des Magnetbandes führen.
VerpackungsdesignDie Produktverpackung wird schon während der Entwicklung bedacht. Das mag vorgegriffen wirken, lange bevor ein Produkt auch nur ansatzweise marktreif ist.
Allerdings können so bereits frühzeitig Überlegungen an die Verpackung auch in das Produktdesign einfließen, um kostengünstige und gleichermaßen stabile Verpackungslösungen anwenden zu können.
Nebenbei wird selbstverständlich Wert auf möglichst wenig und einfach wiederverwend- oder wiederverwertbares Verpackungsmaterial gelegt.
Der CarSystem-Prototyp als LichtorgelEs macht einfach Spaß, mit den LEDs auf dem Prototypen herumzuexperimentieren und ganz unterschiedliche Lichtmuster zu komponieren.
Vorsorglich sind testweise schon sogenannte Rundumkennleuchten (aus jeweils vier LEDs) als auch ein kleines Knight-Rider-Lauflicht ("Larson-Scanner") auf der Platine verbaut.
Zur Vereinfachung sind diese LEDs während der Entwicklung direkt auf der Fahrzeugplatine platziert, nach Beendigung des Prototypenstadiums werden diese Lichter natürlich z.B. auf dem Dach des Fahrzeugs angebracht.
LED-SpielereiDer CarSystem-Prototyp hat noch keine Bereifung, kein Chassis, keine Karosserie.
Mit seinen 36 individuell ansteuerbaren LEDs blitzt und blinkt er dennoch bereits stolz wie ein prächtig geschmückter Weihnachtsbaum.
Hierbei fällt auf, dass einige LEDs in falschen Farben leuchten (z.B. grüne statt gelbe Blinker) - ein Flüchtigkeitsfehler beim Layouten der Platine bzw. der Bestückung, der zwar unerfreulich ist, sich aber glücklicherweise nicht auf die Funktion auswirkt.
"Zusammenclipsbare" StraßenbettenFür die Herstellung von Chassis und Fahrwerk dient der 3D-Druck aus Kunstharz (Resin) als Ersatz für herkömmliche Spritzgussteile.
Im Zuge der 3D-Druckexperimente entstand die Idee, Straßen aus modularen 3D-gedruckten Elementen mit beliebigen Kurven- und Höhenverläufen schnell und einfach zusammenclipsen zu können.
So lautete zumindest der Wunsch - allerdings stellte sich dieses Vorhaben als kostenmäßig nicht tragbar heraus und wurde zumindest vorerst wieder verworfen.
Modulares PlattformsystemSchon während der Konzeptionsphase stand fest, dass Fahrzeugaufbau und Chassis nicht aus herkömmlichen Spritzguss-Formteilen bestehen werden, da die Produktionswerkzeuge hierfür sehr kostspielig sind: Bereits einfach gehaltene, kleine Formschalen beginnen bei mehreren tausend Euro Herstellungskosten.
Glücklicherweise ist der 3D-Druck heutzutage mehr als ausreichend präzise und zudem preislich deutlich attraktiver, so dass es sich geradezu anbietet, mechanische Teile modular im Baukastensystem für eine Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeuge zu entwickeln, anstatt aus Kostengründen nur einige wenige bestimmte Fahrzeugmodelle anzubieten.
Das erste Lebenszeichen des PrototypsDas Blinken der Status-LED ist stellvertretend für den funktionierenden Entwurf der Platine. In weiteren Tests wurden auch der Motortreiber, LED-Treiber, Akku-Ladeelektronik sowie ein experimentell verbautes Display und sogar ein WLAN-Modul und die restliche Hardware erfolgreich getestet.
Während dieser ersten Phase der reinen Hardwareprüfungen wird Micropython als Programmiersprache verwendet, in späteren Produktivexemplaren kommt C++ zum Einsatz.
Ein Gedanke wird geboren"CarSystem! Das ist es!" - die spurgeführten Autos im Maßstab 1:87 (H0) bestehen aus Elektronik, Mechanik und natürlich benötigt so ein Fahrzeug auch noch eine passende Karosserie.
Wäre es wohl möglich, ein solch komplexes Produkt in Eigenregie herzustellen? So entsteht bereits Ende 2023 ein erster Entwurf einer Platine, deren Programmierung als Spielwiese dient, sich in die Materie einzuarbeiten.
