LGB Draisine - Der rasende Gustav
Umbau fĂŒr Betrieb mit Funk und Akku - Umbau der Figur - Reparatur der Petroleumlampen

Rekonstruktion der Petroleumlampen

Gustav_021_DSCF6137a_300x225Die Playmobil-Petroleumlampen bekamen vom Vorbesitzer GlĂŒhlampen, die die gelben “GlashĂŒlsen” verschmort hatten. Ersatz wird aus klarem Schrumpfschlauch geformt. Dazu wird ein StĂŒck ĂŒber einen Rundstab oder eine Gewindestange gezogen, der etwas weniger als den Durchmesser des oberen Lampenteils hat. An einem Ende wird der Schlauch geschrumpft, so dass er die “Flaschenform” erhĂ€lt.

Das neue Glas wird eingepasst und das ĂŒberstehende Teil abgeschnitten.

Der Gustav bekommt ein Gelenk

Gustav_041_DSCF6192a_300x225Der fabrikneue Draisinen-Kutscher ist am Fuß nur eingehakt, so dass er im Rhythmus der Griffstange nicht nur etwas die Arme auf und ab bewegt, sondern auch nach vorne und hinten pendelt.

ZukĂŒnftig soll er den Oberkörper beugen.

Dazu wird der treue Gustav auseinandergenommen. Aufgrund eines frĂŒheren Unfalls sind seine beiden Arme getrennt. UrsprĂŒnglich besteht er also aus drei Teilen.

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Geht nicht, gibt’s nicht. - Ein Problem sportlich betrachtet

Der rasende Gustav auf seiner Draisine kÀmpft im Garten oftmals mit Kontaktproblemen. Was liegt da nÀher, als das GefÀhrt mit Akku und Fernsteuerung auszustatten?

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Damit es nicht eine (zu) leichte Übung wird, legen wir die Latte noch etwas höher: Es soll fĂŒr die Elektronik kein Lore oder Ă€hnliches angehĂ€ngt werden und - als KĂŒr sozusagen - es soll alles in den Antriebsblock passen ...

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Die benötigten Bauteile sind schnell zusammen: EmpfĂ€nger (oben Mitte ohne GehĂ€use), Fahrregler (unten Mitte), Step-Up (rechts oben) fĂŒr die Versorgung des Fahrregler und des Motors mit einer Spannung von 12 V und ein Step-Down (links Mitte), um dann wieder auf ca. 5 V herunter zu transformieren fĂŒr den EmpfĂ€nger. Bleib die Frage nach dem Akku (links). Am liebsten soll es “meine” Standardzelle der GrĂ¶ĂŸe 18650 sein, also 18 mm im Durchmesser, 65 mm lang. Aber die passt so nun nicht in den Getriebeblock.

Und letztlich bleibt noch das Problem der Akku-Überwachung. Der von mir ĂŒblich verwendete Spannungsmesser und Unterspannungsalarm will nun gar nicht funktionieren, denn er ist zu groß und - das eigentliche K.O.-Argument - er funktioniert erst ab 2 Zellen ...

Und wenn es schon um WĂŒnsche geht, dann soll natĂŒrlich auch der Gustav ĂŒberarbeitet werden. So steif wie er seine Arbeit verrichtet, kann es nicht gut fĂŒr seinen RĂŒcken ist. Also bekommt er ein Gelenk eingebaut, damit er sich besser bĂŒcken kann.

 

Die Elektronik - einfach erklÀrt

Keine Sorge, es ist recht ĂŒbersichtlich ...

_RC Belegungen PlÀne Vers.5

Beginnen wir auf der rechten Seite:

Aus dem LiIonen-Akku (GrĂ¶ĂŸe 18650, 3,6 V) und ĂŒber den Schalter kommend, wird die Spannung im Step Up von 3,6 V auf 12 V transformiert. Der Step Up schafft dauerhaft 1 A (Spitze 1,5 A) am Eingang, so dass hier auf der Ausgangsseite ca. 300 mA problemlos und kurzzeitig 450 mA zur VerfĂŒgung stehen. Das genĂŒgt, denn der Draisinen-Motor zieht um die 200 mA, im Leerlauf sogar deutlich darunter.

Der EmpfĂ€nger arbeitet in einem Bereich von ca. 2,7 bis 6 V, kann also direkt an die Akkuzelle angeschlossen werden. Sinkt die Spannung unter 2,7 V, schaltet er ab und der Motor stoppt. Dieses kann man als Notaus nutzen. Das Abschalten des EmpfĂ€ngers wird nach außen durch das Erlöschen der roten LED angezeigt. Die Akkuzelle selbst darf nicht unter 2,55 V entladen werden, da sie sonst Schaden nimmt.

Die Elektronik des Fahrreglers wird ĂŒber den Step Up mit Spannung versorgt. Die orange Plus-Zuleitung vom EmpfĂ€nger zu ihm könnte daher weggelassen werden.

Die Flacker-LED muss ĂŒber einen Widerstand (mindestens 57 Ohm) geschĂŒtzt werden. Sie zeigt die Betriebsbereitschaft an und erlaubt das Wiederfinden der Draisine im Dunklen.

Die von mir verwendeten Teile sind:

  • EmpfĂ€nger: Hobbico Tactic TR624, 6 KanĂ€le
  • Fahrtregler: Modellbau-Regler AS12/6RW EASY, 6,0 – 14 V, 6 A Dauer, 18 kHz, kein BEC
  • Akku: 1 x Samsung Li-Ion 3,7 V, 2600 mAh, (defekt, daher 2000 mAh), 3,6 V Nennspannung, max. Endladung 2 C, Laden mit 0,5 A (CC/CU, schnell 1 C und 2 C)
  • Unterspannungsschutz: Zwangsstopp durch EmpfĂ€nger-Ausfall wegen niedriger Spannung
  • Step-Up: Massenware, 3 – 6 V auf 12 V, am Eingang 1 A Dauerstrom, kurzzeitig 1,5 A

Kosten: 45 Euro zzgl. Versand. Den EmpfÀnger gibt es auch im Set mit einen Sender (ca. 50 Euro), dann sind noch einmal 28 Euro hinzuzuzÀhlen.

Es werde Holz

Die Draisine hat leider den Charme einer glĂ€nzenden, lackierten Plastikkiste. Um etwas “Stofflichkeit” zu erzeugen, drĂ€ngt sich der momentane demontierte Zustand förmlich auf.

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Die FĂ€sser werden entfernt, da sie ohnehin neu positioniert werden mĂŒssen. Das linke Loch ist die Halterung des Gustavs, wird spĂ€ter mit einem dĂŒnnen Plastiksabschnitt verdeckt und als Reparaturblech getarnt.

Ansonsten mĂŒssen noch die festgeklebten Werkzeuge vorsichtig abgehoben werden, damit sie nicht zerbrechen, und die Antriebshebel demontiert werden.

Gustav_042_DSCF6221a_300x225Der Oberkörper ist bereits abgetrennt, direkt unter der Weste. Der Westenrand wird von innen soweit wie möglich abgetragen, damit ausreichend Platz fĂŒr die Bewegung bleibt.

Das Gelenk wird gebildet aus einer Achse, die in die HĂŒfte geschoben wird und einem “Scharnier”, das im Oberkörper verankert werden soll.

Material ist eine alte BĂŒroklammer.

Jetzt wird Platz geschaffen

Gustav_030a_DSCF6096a_300x225Ich habe mich nun dann doch fĂŒr eine 18650er-Zelle entschieden. Die LĂ€nge passt, allerdings ist sie noch zu hoch.

Das GetriebegehĂ€use gesteht aus einem inneren und Ă€ußern Teil. Dem inneren kann man den Boden wegschneiden, so dass die Akkuzelle genĂŒgend Platz nach oben hat und die Radachsen frei laufen können.

Gustav_022_DSCF6135a_300x225Als Leuchtmittel dient hier eine Flacker-LED aus einem Teelicht-Imitat. Das sie an die LiIon-Zelle direkt angeschlossen werden soll, ist ein Widerstand von ĂŒber 50 Ohm notwendig, damit sie nicht durchbrennt, denn die geladene Akkuzelle liefert ĂŒber 4 V, mehr als 3,3 V dĂŒrfen es aber nicht sein

Ein Exemplar mit 57 Ohm habe ich quer an die LED gelötet, so passt alles in die Lampe.

 

Notabschaltung als simpler Unterspannungsschutz

Gustav_050_DSCF6300a_300x225Der EmpfÀnger (oben) funktioniert auch noch bis herunter auf 2,7 V, also knapp vor der Entladegrenze der Akkuzelle, die laut Hersteller bei 2,55 V liegt. Sobald der EmpfÀnger den Betrieb einstellt, schlÀgt der Watchdog/die Ausfallfunktion des Fahrreglers (rechts) an und schaltet den Motorstrom aus.

Als Ă€ußeres optisches Zeichen erlischt die rote Laterne, deren LED paralle zur Funktionsanzeige des EmpfĂ€ngers angeschlossen ist (grĂŒner und weißer Draht links oben). Die gelbe Laterne bleibt an, damit die Draisine auch im Dunkeln noch gefunden werden kann.

Tiefentladung, selbst um wenige Zehntel Spannung, fĂŒhrt zu einem Defekt der Akkuzelle, in diesem Fall zum Verlust von einem Sechstel der verfĂŒgbaren KapazitĂ€t, als ich bei meinen Versuchen nicht auf die Mindestspannung geachtet hatte.

Mit einem computergesteuerten Lade-/EntladegerĂ€t, das man sich fĂŒr diese Zellen ohnehin anschaffen sollte, kann die verfĂŒgbare KapazitĂ€t leicht ermittelt werden, indem bis zu einer Endspannung von 3.0 V entladen wird. Kennt man den Stromverbrauch der Draisine, lĂ€sst sich so recht sicher die maximale Fahrzeit abschĂ€tzen, bevor die hier gezeigte “Notabschaltung” auslöst.

Erfolgskontrolle und Fazit

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Der Motor verbraucht bei langsamer Fahrweise (umgerechnet ca. 15 km/h) maximal 150 mA, was am Eingang des Step-Ups etwa 350 mA entspricht. Mit dem Akku (ca. 2000 mAh) kann somit gut 6 Stunden gefahren werden, bis die Zelle auf etwa 3,0 V entladen wird, was noch deutlich vor der “Notabschaltung” und Tiefentladegrenze ist.

Bei schnellster Fahrt sind 4 Stunden reine Fahrzeit auf meiner Anlage mit 2 - 3 % Steigung möglich bei einem Verbrauch von rund 500 mA  (incl. EmpfĂ€nger und LEDs).
Meiner Erfahrung nach genĂŒgen 4 Stunden Dauerfahrzeit an einem Fahrtag, da das GefĂ€hrt nicht stĂ€ndig in Betrieb ist und zwischendurch schnell geladen werden kann.

Die Draisine fuhr ihren Dauertest bei Nieselregen. Es ist kein Wasser an Schalter und Ladebuchse gekommen. Damit keine Feuchtigkeit durch das Loch im Draisinenboden an die Elektronik gelangt, muss der EmpfÀnger und der Step-Up vorher sorgfÀltig isoliert werden.

Durch die Änderungen in der Optik macht die Draisine einen leichteren Eindruck. Es fehlt eigentlich nur noch etwas Farbe ...

Viel Spaß beim Nachbau.

Gustav_023_DSCF6140_300x225Nachdem die Beinchen mit Schrumpfschlauch isoliert wurden, wandert alles in die Lampe.

Vorne an der Draisine wird die Flackerlampe positioniert, hinten eine Lampe mit einfacher roter LED (Low Current, Niedrigstrom-LED). Diese wird spÀter parallel zur EmpfÀnger-LED angeschlossen.

So kann man beim Einschalten an der gelben LED sehen, dass der Strom fließt und an der roten, dass der EmpfĂ€nger arbeitet.

Gustav_030b_DSCF6105_300x225Weiterhin muss die Schraube ausgetauscht werden, die die Hebelmachnik hÀlt, damit der Boden plan wird.

Das Loch im Draisinenboden wird zusĂ€tzlich geweitet, um die zukĂŒnftig dort sitzende Schraube versenken zu können.

Gustav_030c_DSCF6112_300x225Dazu wird eine Möbelschraube gekĂŒrzt und plan geschliffen.

Zum Vergleich sind die alte und die neue Schrauben zu sehen.

Gustav_030d_DSCF6115_300x225Hier kann man gut erkennen, dass nun der Akkuzelle nichts mehr im Weg ist.

Gustav_056_DSCF6314a_300x225Als erstes wird der Akku eingeklebt.

Die Pole werden isoliert und dann etwas vom GetriebegehĂ€use links und rechts abgetragen. In diese Aussparungen wird dann der Step-Up ĂŒber den EmpfĂ€nger geklemmt.

Der Step-Down entfĂ€llt. Vom Akku wird ein Kabel nach oben fĂŒr den Schalter gefĂŒhrt, von dort zurĂŒck zur Elektronik. Außerdem wird von beiden Polen je ein weiteres Kabel zur Ladebuchse gezogen.

Gustav_057_DSCF6315a_300x225Der EmpfĂ€nger erhĂ€lt eine Querstrebe, die in die vorderen Aussparungen fĂŒr die ehemaligen Stromabnehmer eingepasst wird. So kann der EmpfĂ€nger nicht weiter nach vorn an das Zahnrad rutschen.

Der EmpfĂ€nger wird rundum isoliert, dann der Step-Up darĂŒber gelegt.
Der Fahrregler steckt in Schrumpfschlauch und finden hinten noch Platz. Dann werden die LEDs angeschlossen.

Die Unebenheiten der DraisinenoberflĂ€che, dort wo die FĂ€sser angeklebt waren, werden geglĂ€ttet und es werden dann mit einem sehr dĂŒnnen Werkzeug (FrĂ€se, Messer, dĂŒnne Trennscheibe) die Ritzen zwischen den Brettern nachgezogen. Das darf gerne ruppig geschehen, um Abwechslung in die OberflĂ€chenstruktur hineinzubringen.

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Um die Draisine von der Seite luftiger erscheinen zu lassen, werden die ZwischenrĂ€ume an den Seitenbrettern herausgeschnitten/gefrĂ€st. Auch hier dĂŒrfen die Bretter ungleich werden, denn das GefĂ€hrt ist im Betriebswerk der Bahngesellschaft entstanden und nicht von der Stange gekauft.

Zu achten ist aber unbedingt auf die Befestigungswinkel und -laschen an den Ecken und in der Mitte, die die Bretter halten: Sie mĂŒssen bleiben, um der “Holz-Verkleidung” Halt zu geben und der verbliebenen Konstruktion einen Sinn ...

Gustav_043_DSCF6223a_300x225Die HĂŒfte wird nach oben schmaler gefrĂ€st oder gefeilt. In die Mitte kommt eine Aussparung, in der dann das Scharnier mittels der Achse verankert wird.

Dazu wird quer durch die HĂŒfte gebohrt und an den Ă€ußerern Löchern Material abgetragen, damit die Enden der Achse umgebogen werden können, ohne nach außen abzustehen.

Gustav_044_DSCF6246a_300x225Zwei-Komponenten-Kleber fĂŒllt zukĂŒnftig den Oberkörper aus, um das Scharnier zu halten.

Der Schulterbereich muss frei bleiben, damit die Armkonstruktion wieder eingesetzt werden kann und beweglich bleibt.

Gustav_046_DSCF6286a_300x225Noch einmal das neue Gelenk als Detailaufnahme.

Die LĂŒcken werden spĂ€ter mit einer Mischung aus Sekundenkleber und FĂŒllpulver zugespachtelt (erst Kleber, dann Pulver, darauf wieder Kleber und Pulver und ...).

Alles wird schließlich in Form gefeilt. Ganz wichtig ist, keinen Kleber ins Innere des Körpers fließen zu lassen, denn die geringste Menge könnte das Gelenk verkleben.

Gustav_047_DSCF6271a_300x225Unser Draisinen-Fahrer wird provisorisch mit Draht am GefĂ€hrt befestigt, da er nun auch keine Halteriegel unter seinen FĂŒĂŸen hat. Er soll schließlich am Boden festgeklebt werden.
Daher ist es notwendig, so noch die genaue Position zu finden, an der er gut steht und die Bewegung flĂŒssig und nicht zu ĂŒbertrieben ausgefĂŒhrt wird. Steht er zu nah am Hebel, blockiert das Gelenk nach hinten, ist er zu weit weg, beugt er sich zu weit nach unten.

Schließlich soll er fahren und keine Gymnastik machen.

Gustav_048_DSCF6285_300x225Mit einer Bombe an Bord - stopp - mit einer Batterie an Bord geht es zur Probefahrt, um die Bewegung zu ĂŒberprĂŒfen. Es muss noch etwas hin- und hergeruckelt werden, aber dann ist die ideale Position gefunden.

Das Loch in der Plattform wird mit einem StĂŒck dĂŒnnem Plastik abgedeckt, dass als Blech getarnt wird und kleine Dellen bekommt als sei es festgenagelt. Zum besseren Halt sind die FĂŒĂŸe am Boden verklebt und verschraubt.

Gustav_031_DSCF6143_300x225Die innere GetriebehÀlfte mit herausgesÀgtem Boden und der modifizierten Schraube. Durch diese Aktion wurden fast 2 mm Höhe gewonnen.

Die ersten Aussparungen rechts sind fĂŒr die Radachsen, die mittleren und rechten fĂŒr die Stromabnehmer, die ebenfalls entfernt werden mĂŒssen. Außerdem mĂŒssen noch am Getriebedeckel die Halterungen fĂŒr die Stromabnehmer entfernt werden.

Gustav_032_DSCF6159_300x225Nun zur ersten “Liegeprobe”:

Die Akkuzelle zu unterst; der vom GehĂ€use befreite EmpfĂ€nger in der Mitte; der Step-Up fĂŒr die Motorspannung von 12 V auf ihm, die Steckleiste muss noch entfernt werden; ganz links ein Step-Down auf 5 V fĂŒr die EmpfĂ€ngerversorgung; schließlich rechts der Fahrregler.

Im weiteren Verlauf wurde der Step-Down links aber ĂŒberflĂŒssig.

Gustav_033_DSCF6165_300x225Ein Bild von der LĂŒcke zwischen Akku und Radachse. Die Platine rechts wird spĂ€ter am einen Pol des Akkus angelötet und dient zum Festkleben der -Zelle am GehĂ€use. Das andere Ende der Zelle wird ebenso befestigt.

Alles in einen Topf - oder wie sich alles zusammenfĂŒgt

Gustav_054_DSCF6296a_300x225Unbedingt wichtig ist die Isolierung der elektrischen und elektronischen Bauteile gegeneinander. Das ist möglich mit Klebeband und mit Schrumpfschlauch, der ĂŒber die “nackten” Schaltungen gezogen wird.
Auf so engem Raum ist die Gefahr eines Kurzschlusses ist leicht gegeben und die Stromabgabe der Zelle ist so hoch, dass Kabel schmoren können und die kleinen Schaltungen in Flammen aufgehen können. Einen Step-Up habe ich so geschrottet ...

Der weitere Arbeitsgang darf grober ausgefĂŒhrt werden. Mit Messer, Trennscheibe, MetallbĂŒrste oder anderen “zerstörenden” Werkzeugen wird die OberflĂ€che bearbeitet, allerdings entlang der Maserung.

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UngleichmĂ€ĂŸigkeiten sind auch hier erwĂŒnscht, ebenso wie Einkerbungen und teils tiefe Ritzen. Dem eigenen Spieltrieb kann man dabei so richtig freien Lauf lassen.

Gustav_045_DSCF6262_300x225Nun wird der Arm wieder repariert. Dazu wird ein Loch in die Achse gebohrt und ein StĂŒck BĂŒroklammer als DĂŒbel eingeklebt. Der Arm erhĂ€lt ebenfalls ein Loch. In diesem Fall war ein zweites notwendig, da das erste zu tief angesetzt war.

Jetzt kann der getreue Gustav zusammengeklebt werden.

Gustav_058_DSCF6319a_300x225Die Tonnen werden aufgeschnitten und jeweils ein kleiner ĂŒberstehender Kragen aus dĂŒnnem Kunststoff innen an den Rand eingeklebt, damit die obere HĂ€lfte als Decke aufgesetzt werden kann.
In die Tonnen kommen der Betriebsschalter und die Ladebuchse. Damit der Spalt zwischen oberen und unteren Tonnenteil nicht zu sehen ist, wird der mittlere Bereich schwarz eingefÀrbt

Beim Einkleben des Schalters ist unbedingt darauf zu achten, dass .kein Kleber in ihn gelangt. Er wird sonst unbrauchbar!

Noch fehlt der Draisine etwas Farbe, aber sie ist schon einsatzbereit. Werkzeuge und Laterne werden mit Sekundenkleber fixiert.

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