Im Jahr 2021 starteten die Arbeiten am Microrail-Empfänger, nachdem Deltang bestimmte Empfänger-Bausteine aus dem Programm genommen hatte. Im Frühjahr 2022 veröffentlichte ich eine erste grundlegende Version der Software. Allerdings fehlten noch einige Funktionen. 2024 nahm ich das Thema erneut gründlich in Angriff. Das Ergebnis ist eine neue, stabile Version, die als Basis für zukünftige Entwicklungen dient. In diesem Artikel präsentiere ich die vorgenommenen Änderungen.

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Mission

Microrail besteht aus mehreren Komponenten zur Steuerung von Modellbahnen. Der Microrail-Empfänger ist ein Teil dieser Serie. Dieser Empfänger kombiniert spezielle Hard- und Software. Ein auf dem ESP8266 basierender Microcontroller steuert den Motor des Modellbahnfahrzeugs über eine spezielle Schaltung. Die Kommunikation mit dem Empfänger erfolgt nicht wie bei Deltang über Funk, sondern über ein WLAN-Netzwerk. Ein Endgerät wie ein Mobiltelefon kann sich mit dem Empfänger verbinden. Im Browser des Geräts erscheint eine Webseite mit Steuerungselementen für Geschwindigkeit und Fahrtrichtung. Für weitere Details verweise ich auf den früheren Artikel (siehe Artikel 123: „microrail - Eine Modellsteuerung“).

Fähigkeiten für die Herstellung

Der Microrail-Empfänger ist kein fertiger Baustein, den man einfach im Handel kaufen kann. Mit einer Materialliste, einem Schaltplan und der passenden Software lässt sich der Empfänger jedoch selbst aufbauen. Dafür musst du Bauteile beschaffen, winzige Platinen löten und mit Anschlusskabeln ausstatten. Löterfahrung sowie ein Sortiment an Kleinteilen wie Stiftleisten und Schrumpfschläuche sind erforderlich.

Ein weiterer komplexer Schritt ist die Installation der Software. Dafür lade den Code von Github herunter. Öffne diesen in der Entwicklungsumgebung VS-Code. Mit dem PlatformIO-Plugin überträgst du die Software über USB auf den ESP8266. Dieser Vorgang muss einmal durchgeführt werden.

Falls du an den Empfängern interessiert bist, dir der Aufbau aber Schwierigkeiten bereitet, fertige ich gerne einzelne Empfänger für dich an. Melde dich einfach über die Matrix bei mir.

Hardware

Der Microrail-Empfänger nutzt den D1-Mini Microcontroller von Lolin. Für die Steuerung des Fahrzeugmotors benötigt man ein Motorshield. Bei größeren Spannungen verwendet man optional ein Powershield als Step-Down-Regler. Die Anschlussreihen der Platinen ermöglichen die huckepack Montage. So entstehen kompakte Baugruppen aus zwei oder drei Einzelplatinen.

Du kannst die Bauteile im Lolin-Shop bestellen. Die Lieferung nach Deutschland erfolgt schnell und problemlos.

Der Microrail-Empfänger funktioniert mit einem breiten Spannungsbereich. Das verwendete Motorshield bestimmt den genauen Bereich. Die Platine mit dem HR8833-Chip arbeitet bei Spannungen von 3 bis 10V. Die leistungsstärkere Platine mit dem AT8870-Chip kann Spannungen von 6,5 bis 38V handhaben. Der Widerstand zur Spannungsmessung ist jedoch nur bis maximal 13,2V ausgelegt. Es ist wichtig, dass man darauf achtet, dass der ESP8266-Microcontroller nur Spannungen bis zu 5V toleriert. Bei größeren Spannungen muss man einen Step-Down-Regler, wie etwa das Lolin Powershield, verwenden, um die Spannung zu reduzieren.

Änderungen

Im Jahr 2024 nahm die Überarbeitung und Erweiterung der Software einen großen Teil meiner Modellbauaktivitäten ein. Ziel war es, eine zuverlässige Webserver- und Websocket-Plattform zu nutzen. Außerdem sollten die bislang fehlenden Konfigurations-Dialoge implementiert werden. Dabei entstanden verschiedene Code-Optimierungen, wie zum Beispiel die Umstellung auf reines Javascript anstelle von JQuery.

Die grafische Benutzeroberfläche des Browserbedienteils wurde neu gestaltet:

Der Fahrzeugname wurde hinzugefügt. Die Buttons sind neu angeordnet. Die Spannungsanzeige zeigt nun bei Mehrzellen-Akkus die korrekten Spannungswerte an. Intern haben wir Vorbereitungen für die Anbindung des Handsenders getroffen, ein zukünftiges Projekt. Endlich gibt es den Dialog zur Konfiguration des Empfängers. Die Daten werden im Speicher des Microcontrollers gespeichert.

Aussichten

Eine unschöne Eigenschaft bei der Nutzung des Empfängers ist für mich die Kopplung mit einem Handy. Ich würde einen Handregler mit Tasten oder Drehregler bevorzugen. Technisch lässt sich das ermöglichen, indem Sender und Empfänger im gleichen WLAN über Websockets kommunizieren. Ein Konzept und ein erster Probeaufbau existieren bereits. Die Bedienelemente entsprechen der Web-UI im Browser des Handys.

Eine andere Version des Senders wird einen Drehimpulsgeber verwenden. Dadurch soll das vertraute Gefühl des Deltang-Handreglers für mich nachempfunden werden. Weitere Informationen dazu erscheinen irgendwann auf der neuen Microrail-Seite.

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