Das belebte Modelleisenbahn-Haus        

von Bernd-Steffen Großmann                
              
Elektronik-Labor  Literatur  Projekte  Lernpakete  TPS


Belebtes Haus testweise auf der Anlage    Video:  https://youtu.be/sQJ4qhkQ1Mo


Bei der Modelleisenbahn werden verschiedene Funktionen benötigt, welche einen mehr oder weniger komplexen Ablauf beinhalten. Das betrifft zum Beispiel die Steuerung von Signalanlagen, Bahnübergängen oder Baustellenabsicherungen. Ein besonderer Anwendungsfall ist das sogenannte „belebte Haus“. In der herkömmlichen Ausführung werden die Fenster der Gebäude auf einer Modellbahn-Anlage durch eine einzelne Glühlampe oder LED beleuchtet. Beim „belebten Haus“ werden an jedes Fenster sog. Lichtboxen angebracht, die je eine LED beinhalten und ein einzelnes Fenster oder eine Fenstergruppe beleuchten. Diese Lichtboxen werden einzeln angeschlossen und durch ein spezielles Schaltmodul angesteuert. Für die Erzeugung der benötigten Schaltfolgen eignen sich Mikrocontroller (MC) bestens. Sie haben den Vorteil von zahlreichen digitalen Ein- und  Ausgängen und sind relativ einfach zu programmieren. Für den beschriebenen Anwendungsfall hat man verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung: zum einen gibt es fertige Elektronikmodule einschlägiger Hersteller (https://tams-online.de/LC-11-Belebtes-Haus). Der Nachteil:  sie sind verhältnismäßig teuer und man hat eine begrenzte Anzahl von Abläufen zur Auswahl. Eine andere Möglichkeit ist die Nutzung bekannter Entwicklungs-Systeme wie den weit verbreiteten Arduino©. Dieser bietet eine Vielzahl von Ein- und Ausgängen und ist leicht mit der frei verfügbaren IDE programmierbar. Der Nachteil: er ist ziemlich groß und eigentlich für diese einfachen Aufgaben völlig unterfordert. Etwas anders sieht es mit dem speziellen MC HT46F47E der Firma Holtek, Taiwan (https://www.holtek.com/mcu_tools_indexing_table) aus, wenn dieser mit der TPS-Firmware programmiert ist.


Grundbeschaltung HT46F47

Die Programmierung mit TPS ist einfach zu erlernen. (HandbuchTPS.htm)  Der Chip hat jeweils 4- digitale Ein- und Ausgänge, zwei analoge Eingänge und einen pulsweitenmodulierten (PWM-) Ausgang für die Helligkeitsteuerung einer LED sowie wenige externe Bauelemente. Das Programm kann individuell (je nach Gebäudetyp und -größe) gestaltet werden und somit sind vielfältige Beleuchtungseffekte erzielbar.



Programmieradapter
 
Hier ein Programm-Beispiel für ein mittleres Einfamilienhaus mit Flur, Küche, Wohn- und Schlafzimmer sowie Fernsehsimulation mit dem PWM-Ausgang. Die einfachen Schaltbefehle (Ein oder Aus) werden durch direkte Portausgaben und die PWM-Signale durch die Ausgabe von Pseudozufalls-Zahlen (Abfolge frei gewählter aber fester Werte) realisiert.

 

Seite

Zeile

Befehl

Daten

Kommentar

0

00

9

4

JMP 04

 

01

5

9

PWM=A  ; UP – Ausgabe PWM

 

02

2

6

Warte 100ms

 

03

E

0

RET

 

04

1

8

LEDs 1000 ; Flur

 

05

2

C

Warte 10s

 

06

1

4

LEDs 0100 ; Küche

 

07

2

C

Warte 10s

 

08

1

6

LEDs 0110 ; Küche+WoZi

 

09

2

C

Warte 10s

 

0A

1

2

LEDs 0010 ; nur WoZi

 

0B

2

C

Warte 10s

 

0C

4

3

A=3; Fernseh-Simulation (20 PWM-Durchläufe)

 

0D

5

3

D=A ; 4 Durchläufe mit D

 

0E

4

4

A=4

 

0F

5

2

C=A; 5 Durchläufe mit C

1

10

4

A

A=10

 

11

8

0

Seite 0

 

12

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

13

4

3

A=3

 

14

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

15

4

C

A=12

 

16

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

17

4

2

A=2

 

18

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

19

4

8

A=8

 

1A

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

1B

4

5

A=5

 

1C

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

1D

4

7

A=7

 

1E

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

1F

4

1

A=1

2

20

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

21

4

9

A=9

 

22

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

23

4

B

A=11

 

24

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

25

4

0

A=0

 

26

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

27

4

4

A=4

 

28

D

1

Call 01 ; Ausgabe PWM

 

29

8

1

Seite 1

 

2A

A

0

C=C-1 + JMP 10

 

2B

8

0

Seite 0

 

2C

B

E

D=D-1 + JMP 0E

 

2D

4

0

A=0

 

2E

5

9

PWM=A; Fernseher aus

 

2F

2

C

Warte 10s

3

30

1

8

LEDs 1000 ; Flur

 

31

2

A

Warte 2s

 

32

1

1

LEDs 0001 ; SZi

 

33

2

B

Warte 5s

 

34

1

0

LEDs 0000 ; alle Lichter aus!

 

35

2

D

Warte 20s

 

36

1

1

LEDs 0001 ; SZi  („Durst! Noch mal raus!“)

 

37

2

A

Warte 2s

 

38

1

9

LEDs 1001 ; Flur + SZi

 

39

2

A

Warte 2s

 

3A

1

D

LEDs 1101 ; Flur, Küche + SZi

 

3B

2

B

Warte 5s

 

3C

1

9

LEDs 1001 ; Flur + SZi

 

3D

2

B

Warte 5s

 

3E

1

1

LEDs 0001 ; SZi

 

3F

2

A

Warte 2s

4

40

1

0

LEDs 0000 ; alle Lichter aus!

 

41

2

F

Warte 60s

 

42

1

1

LEDs 0001 ; SZi  („noch mal auf Toilette!“)

 

43

2

B

Warte 5s

 

44

1

9

LEDs 1001 ; Flur + SZi

 

45

2

B

Warte 5s

 

46

1

1

LEDs 0001 ; SZi

 

47

2

A

Warte 2s

 

48

1

0

LEDs 0000 ; alle Lichter aus! („endlich Ruhe“)

 

49

2

F

Warte 5*60s

 

4A

2

F

 

 

4B

2

F

 

 

4C

2

F

 

 

4D

2

F

 

 

4E

8

0

Seite 0

 

4F

9

4

JMP04

5

50

F

F

Programmende

 



Realisiertes Schaltmodul mit Test-LEDs


 

Elektronik-Labor  Literatur  Projekte  Lernpakete  TPS