Es war einmal zu Weihnachten und unser Sohn wünschte sich eine Lego Eisenbahn. Nach kurzer Suche kauften wir das Personenzug-Set, ein Schienenerweiterungs-Set und damit die Eltern auch mitspielen können, noch ein Güterzug-Set.
Am späten Nachmittag des 24.12.2019 konnte der Zusammenbau beginnen.
Da wir im Zusammenbau diverser Lego-Sets schon einige Erfahrungen sammeln konnten, war der Aufbau ziemlich schnell erledigt.
Schon beim Aufbau der Gleisanlage wurde uns klar, dass die mitgelieferten und dazu gekauften Schienen nicht reichen werden.
Mit dem CAD-Programm "FreeCad" wurden schnell Schienen, Weichen und Kreuzungen in den unterschiedlichsten Längen und Radien konstruiert und im Anschluß mit dem 3D-Drucker ausgedruckt.
Der Spielspaß konnte beginnen...
Leider wurde uns der Spaß am Spiel etwas durch die sehr kurze Batterielaufzeit getrübt. Im Original setzt Lego hier auf einen Batteriehalter, in den 6 Stück AAA-Batterien eingesetzt werden müssen.
Ein Test mit normalen AAA-Akkus und anschließende Spannungsmessungen brachten uns Klarheit. Der Hub schaltet bei unter 6,3V Batteriespannung ab und meldet, dass die Batterien leer sind.
Eine deutlich bessere Lösung mußte gefunden werden!
Bei der Entwicklung des Akkus war die oberste Prämisse, dass am Powered Up Hub absolut nichts verändert werden darf. Eine plug&play-Lösung mußte also gefunden werden.
Erfreulicherweise geht der Batteriehalter zu entnehmen. An dessen Stelle kann nun ein Akkublock in gleicher Größe eingesetzt werden.
Die Konstruktion der Gehäuse wurde wiederum mit dem CAD-Programm "FreeCad" erledigt und dann natürlich wieder mit dem 3D-Drucker ausgedruckt.
Auf der extra für den Akku entwickelten Leiterplatte mußte auf engsten Raum die komplette Ladeelektronik für den Akku, eine Unterspannungs- und Übertemperaturabschaltung sowie ein einstellbarer Step-Up-Regler untergebracht werden. An diesem Punkt führt natürlich kein Weg an SMD-Bauteilen vorbei.
Zum Bestücken der Leiterplatten muß dann mit SMD-Pinzette, Lupe, 0,5mm Lötzinn und einer feinen Lötspitze gearbeitet werden.
Im Wesentlichen besteht der Lego Powered Up Akku aus einem Gehäuse mit Deckel, der oben beschriebenen Leiterplatte, zwei Kontakten und natürlich dem 1300 mAh Lithium-Ionen-Akku.
Vor dem Benutzen des Akkus muß dieser nur noch mittels eines normalen Handy-Ladegerätes mit Micro-USB-Stecker aufgeladen werden.
Die Ausgangsspannung ist auf 9,2 Volt eingestellt und kann bei Bedarf durch ein Loch im Deckel nachjustiert werden.
Zu Beachten ist jedoch, dass der im Hub verwendete Motortreiber-IC eine Maximalspannung von 10,5 Volt verträgt.
Der Powered Up Akku ist nun einsatzbereit und kann in den Hub eingestzt werden.
Zum Einbau in den Powered Up Hub einfach die Bodenplatte des Hub aufschrauben und den originalen Batteriehalter entnehmen.
Den Batteriehalter nun aus der Bodenplatte ausrasten und zur Seite legen.
In die Verrastung der Bodenplatte, an der vorher der Batteriehalter eingerastet war, wird nun der Akku eingerastet.
Den Akku mit Bodenplatte nun in den Hub schieben. Der Akku paßt nur in eine Richtung in den Hub und kann durch Nasen am Akku auch nicht verkehrt eingebaut werden.
Die Bodenplatte wieder mit den beiden Schrauben sichern und schon ist der Einbau abgeschlossen.
Und schon kann die große Fahrt für die kleinen Passagiere losgehen.
Da der Akku dem Zug bis zum Erreichen seiner Ladeschlußspannung stets die eingestellten 9,2 Volt zur Verfügung stellt, sind unsere Züge ganz schön flott unterwegs.
Auf Geschwindigkeitsstufe 5 (von 10) flogen uns stets die Züge aus der Kurve. Meist gefolgt von Reparaturen an Lok und Anhängern. Versuche mit größeren Radien der Schiene brachten jedoch kaum Besserung.
Da wir auch einen Hochgeschwindigkeitszug (ICE) und einen Horizon Express (TGV) besitzen mußte eine Lösung gefunden werden, um mit diesen Zügen auch die Höchstgeschwindigkeit fahren zu können.
Über das Gewicht und der Geschwindigkeit des Zugs und des Kurvenradius konnte zunächst die Fliehkraft, die es zu eliminieren galt, berechnet werden. Daraus wurde dann der notwendige Winkel für die Steilkurve berechnet und mit den gewonnenen Werten eine Konstruktion begonnen.
Das Projekt Steilkurve ist aktuell noch in Entwicklung und Erprobung.
Momentan sind keine fertigen Akkus auf Lager. Eine Anfrage lohnt sich trotzdem immer.
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