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Monorail Power Shuttle (»MOPS«)

27. 4. 2009

Seit dem Augenblick, als ich den neuen Power-Functions-Akku im S@H-Katalog (Frühjahr 2009) entdeckt hatte, hatte ich die Idee, ihn für einen Monorail-Zug zu verwenden. Dies hier ist das Ergebnis: Der Monorail Power Shuttle, kurz MOPS.

(Ein Klick auf ein Bild öffnet ein größeres.)

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Auf dem rechten unteren Foto ist eine kleine Teststrecke zu sehen, die ich während der Entwicklung verwendete, um die Tauglichkeit für Kurven und Steigungen sowie die Maximalhöhe für eine Unterführung zu testen.

Auf den nachfolgenden Bilder sieht man den Ein- und Ausbau des PF-Akkus (Nummer 8878). Man muss lediglich die Achse abziehen, mit der die Geschwindigkeit geregelt werden kann (sitzt nicht besonders fest), dann kann man das Dach abnehmen, das auf vier AZMEP-Noppen sitzt. Der Akku kann dann einfach herausgezogen werden.

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Für die Verbindung zwischen PF-Akku und Monorail-Motor wurde ein ganz normales PF-Verlängerungskabel (Nummer 8886) verwendet, das ja bekannterweise auch als Adapterkabel zum »klassischen« Stromanschluss verwendet werden kann.

Die folgenden zwei Fotos zeigen, dass der Zug problemlos Kurven und Steigungen meistert. Selbstverständlich setzt die Nase bei der Steigung nicht auf.

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Schalten und Regeln

Natürlich funktionieren auch die normalen Monorail-Schaltgleise, mit denen der Motor gestoppt oder umgepolt werden kann (Richtungsumkehr). Viel spannender ist aber, dass der Zug auch mit dem Regler, der in den PF-Akku integriert ist, gesteuert werden kann, und zwar sowohl die Richtung (vor / zurück) als auch die Geschwindigkeit (in 8 Stufen, Stop mitgerechnet).

Wie man sieht, habe ich auf die Reglerachse oben einen kleinen Liftarm gesteckt, und auf dessen Ende einen kleinen Kugelpin. Damit kann man den Zug recht bequem mit der Hand regeln. Denkbar ist aber auch, dass man Elemente an die Gleisstrecke baut, die bei der Durchfahrt diesen Regler betätigen und so die Geschindigkeit und/oder Richtung des Zuges automatisch verändern. Auf jeden Fall gibt es hier reichlich Spielraum für Experimente.

Theoretisch könnte man auch einen Power-Functions-Empfänger einbauen und die neue PF-Zug-Fernbedienung (8879) verwenden, um den MOPS fernzusteuern. Dies sollte ohne Probleme möglich sein. Ich habe bisher darauf verzichtet, da ich keinen Bedarf dafür hatte: Mein primäres Ziel ist die automatische Steuerung eines Monorail-Zuges auf Ausstellungen.

Laufzeit des Akkus

Die spannendste Frage zum Schluss: Wie lange hält der Akku in einem Monorail-Zug? Leider kann ich diese Frage im Moment noch nicht genau beantworten, da ich noch kein entsprechendes Langzeitexperiment durchgeführt habe. Außerdem hängt die Laufzeit stark von verschiedenen Faktoren ab, etwa vom Gewicht des Zuges (der MOPS ist 6 Noppen breit und relativ schwer) und vom Streckenverlauf; insbesondere Steigungen fressen viel Strom.

Die folgende Tabelle zeigt die Leistungsdaten (Kapazitäten in mAh) verschiedener Stromquellen, mit denen man einen Monorail betreiben kann. Die Werte geben zumindest einen groben Anhaltspunkt für die Laufzeit.

Leistungsvergleich Monorail-Energieversorgung
E-Block (6LR61 / AM-6)

Nicht aufladbare Batterien:
  - Zink-Kohle 200 - 300
  - Alkali 550 - 650
  - Lithium 1000 - 1200
Aufladbare Akkus:
  - Nickel-Cadmium (NiCd) 100 - 150
  - Nickel-Metallhydrid (NiMH) 150 - 250
  - Lithium-Polymer (LiPo) 1100

Die letzte Zeile in der Tabelle zeigt die Daten für den LEGO® Power-Functions Akku. Die restlichen Zeilen geben Durchschnittswerte marktüblicher Batterien bzw. Akkus an.

Wie man sieht, ist die Kapazität des PF-Akkus rund doppelt so groß wie die eines guten Alkali-9V-Blocks, der meistens für Monorail-Züge verwendet wird. Es ist daher davon auszugehen, dass ein Zug mit PF-Akku ungefähr doppelt so lang laufen wird (auf derselben Strecke).

Update [Juni 2009]: Auf dem TSL 2009 ist der MOPS mit einer Akkuladung den ganzen Tag lang gefahren!

Einziges Problem: Eine Timer-Schaltung, die LEGO wohl aus Sicherheitsgründen eingebaut hat, sorgt dafür, dass sich der Akku automatisch abschaltet, wenn zwei Stunden lang keine Bedienung daran erfolgte. Der Sinn dahinter ist, dass bei Verwendung des IR-Empfängers der Akku nicht ganz leergesaugt wird, wenn man vergisst, ihn auszuschalten.

Das bedeutet, dass man den Akku im Dauerbetrieb spätestens alle zwei Stunden kurz aus- und wieder einschalten muss, damit er weiterläuft. Das ist natürlich ungünstig, insbesondere wenn er auf einer Ausstellung den ganzen Tag laufen soll. Eine Lösungsidee wäre, einen Mechanismus zu bauen, die den Regler am Akku beim Durchfahren automatisch betätigt und so den Timer (hoffentlich) zurücksetzt. Dies bedarf weiterer Experimente.

Fortsetzung folgt ...

 


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