Thomas Kortschack

Hobby- und Projekt-Website

Geschwindigkeitsmessung auf Prüfstand

Auf einer PC-gesteuerten Modellbahn ist es oft nötig, Loks entsprechend einzumessen, sodass die Steuerungssoftware zwischen Fahrstufe und Geschwindigkeit einen Bezug hat.

Das Einmessen geschieht z.B. auf einer Messstrecke, die zwischen einem Start- und Stoppmelder mittels Zeitmessung die Geschwindigkeit berechnet. Ähnlich kann dies auch bei Autos umgesetzt werden, wobei hier natürlich beachtet werden muss, dass die Autos i.d.R. nicht rückwärts fahren können und man dann eine Wendemöglichkeit oder eine Messstrecke als Art Kreis/Oval benötigt.

Seit Jahren gibt es Rollenprüfstände, bei denen eine Messeinheit nachgerüstet werden kann. Leider gibt es Varianten, bei denen ich in der Vergangenheit schon etwas mit dem Kopf schütteln musste. So interessierte mich 2013 für meine eigene Steuerungssoftware, ob es Sinn macht die eine oder andere Messeinheit zu unterstützen. Ohne hier einen konkreten Hersteller zu nennen, erhielt ich bei einem Hersteller die Aussage, dass intern ein 10 Sekunden Mittelwert gebildet wird, wobei der Ist-Wert je nach Messraddurchmesser nochmal schwankt (z.B. bei H0 6 km/h). Verwunderlich ist das nicht, wenn ein Messrad z.B. nur einmal pro Umdrehung abgetastet wird.
Eigentlich kauft man solch eine Messeinheit um möglichst das zeitintensive Messen auf einer Messstrecke zu umgehen, wobei die kleinen Fahrstufen dort die meiste Zeit benötigen. Es wäre also bei einer Messeinheit schon wichtig, dass gerade die kleinen Fahrstufen möglichst genau eingemessen werden und man hier nicht Schwankungen von 6 km/h hat.

Einen wesentlich ausgereifteren Weg geht meiner Meinung nach Thorsten Mumm bei seinem Can-digital-Bahn Projekt mit dem sogenannten TachoMesser, den es als CAN-Variante (für den Märklin CAN-Bus der Gleisbox bzw. CS2/3) bzw. USB-Variante (Anschluss direkt am PC) gibt.

Entscheidend ist hierbei nicht die Schaltung und auch nur bedingt der Rollenprüfstand, sondern die Messeinheit/Rollenbock, der mit einem Incremental-Encoder ausgerüstet ist, welcher 200 Impulse je Umdrehung liefert. Die gelieferten Werte schwanken auch kaum und so ist es möglich ein Fahrzeug schon mit wenigen Messungen pro Fahrstufe einzumessen. Der TachoMesser liefert exakt auf eine Sekunde bezogen die eingegangenen Impulse. Eine Modellbahnsteuerungssoftware kann das entsprechend in eine Geschwindigkeit umrechnen, zumal der Messraddurchmesser bekannt ist. Zur Sicherheit kann man hier natürlich pro Fahrstufe auch ein paar Messungen durchführen und den Mittelwert bilden.

Geschwindigkeitsmessung Loks

Leider habe ich dafür aber noch keine Lösung für das Car System gefunden und so machte ich mich daran, einen Prüfstand zu konstruieren, auf dem ich meine Autos und LKWs einmessen kann.

An einem Tisch mit Füßen befindet sich im Boden ein Messrad, an dem seitlich der besagte Incremental-Encoder montiert ist. Mittels variabler Wand lässt sich das Auto entsprechend so platzieren, dass die Antriebsachse auf dem Messrad steht.

Geschwindigkeitsmessung Autos

In der Wand befinden sich auch zwei Trichter mit Bohrloch, die ich für IR-LEDs vorgesehen hatte, um z.B. Autos mit DC-Car Decoder einzumessen. Bisher habe ich das aber nicht benötigt, da all meine Fahrzeuge mittlerweile mit OpenCarSystem-Decoder ausgestattet sind und per Funk angesteuert werden.

Geschwindigkeitsmessung LKWs

Zu erwähnen ist hierbei evt. auch, dass ich bei der Konstruktion zunächst Angst hatte, dass ein Fahrzeug möglicherweise seitlich abtriften könnte. Deshalb habe ich ein paar Löcher in der Platte vorgesehen, in denen man einen Draht bzw. Pfeifenputzer als Begrenzung hineinstecken könnte. Allerdings habe ich das bisher nicht gebraucht.

Die Geschwindigkeitskennlinie eines eingemessenen Fahrzeuges zeigt das folgende Bild anhand des o.g. Sprinters, wobei zuvor die Maximalgeschwindigkeit im Decoder begrenzt wurde (CV5).

Geschwindigkeitskennlinie Sprinter