Beiträge von sturzi

  • Entwicklung des Modellbahn-Digital-Systems DIGI-NOW zum Schalten und Melden bei der ChRB

    Während ich gedanklich schon bei den Besetztmeldern bin, bin ich handwerklich immer noch beim zweiten Weichen-Decoder. Da habe ich aber gute Fortschritte zu verzeichnen und der dürfte morgen oder spätestens übermorgen auch fertig sein. Das Gehäuse ist natürlich schon fertig gedruckt.

    Im Gegensatz zum ersten Weichen-Decoder habe ich hier die Kabel nicht mehr an die Platine gelötet, sondern die Verkabelung steckbar gemacht. Mit Löten geht es zwar schneller als mit Krimpen der Dupont-Steck-Verbindungen, aber das scheint mir die sauberere Lösung zu sein. Dafür bin ich jetzt wohl bald Weltmeister im Krimpen.

    Oben sieht man die Platinen mit den Feder-Kraft-Klemmen-Blöcken (was für ein Wort!), wo die Weichen-Decoder angeschlossen werden und unten die Port-Expander. Die weissen Kabel sind für die 21V DC und diese führen bis zum Einspeisungs-Bereich. Deshalb sind sie auch unterschiedlich lang.

    Was hier noch fehlt, sind die vieradrigen Kabel, die die einzelnen Port-Expander miteinander verbinden. Die mache ich dann morgen. Auch die (recht einfachen) Anschlüsse an den ESP32-C6 und die kleine Platine mit den Einspeisungs-Klemmen sind für morgen vorgesehen.

  • Entwicklung des Modellbahn-Digital-Systems DIGI-NOW zum Schalten und Melden bei der ChRB

    Zitat von Bo'Bo'Bo'

    Lieber 5 Sekunden zu spät freigegeben, als eine Weiche unter dem Zug gekehrt.

    Genau. Etwa so werde ich es auch machen. Ich schalte den Abschnitt nicht auf die Millisekunde genau dann auf "Offen", wenn die letzte Achse gemäss Positions-Rechnung den Abschnitt verlassen haben müsste, sondern warte noch ganz kurz (vielleicht zwei, drei Sekunden). Die Besetztmeldung, die dann nach dem Wechsel auf "Offen" wieder aktiv wird, gibt mir bezüglich "Weiche unter dem Zug gekehrt" noch zusätzliche Sicherheit.

  • Entwicklung des Modellbahn-Digital-Systems DIGI-NOW zum Schalten und Melden bei der ChRB

    Hallo Fabian

    Ich kann die Modi dynamisch ändern. Bei der Einfahrt ist der Modus "Auto". Dann wird das Relais geschlossen, nachdem die erste Achse eingefahren ist. Bei der Ausfahrt sehe ich auf Grund der Positions-Rechnung, die beim Fahren mehrmals pro Sekunde ausgeführt wird und recht genau ist, wann der Zug den Block verlassen haben müsste. Dann ändere ich den Modus auf "Offen" und sehe dann, of der Block jetzt wirklich frei ist. Ist er es nicht, dann ist der Zug steckengeblieben oder hat Wagen verloren.

    Noch eine Erklärung zur Positions-Rechnung: Weil unsere Loks genau kalibriert (eingemessen) werden, kann beim Fahren deren Position periodisch errechnet werden. Diese Rechnung wird pro Sekunde 20 Mal ausgeführt. Sie ist erfahrungsgemäss recht genau. Aber kleine Abweichungen wird es bei gerechneten Positionen immer geben. Um dies jeweils wieder zu korrigieren, werden die IR-Lichtschranken (im Schattenbahnhof) und die Besetztmelde-Abschnitte (auf der Strecke) verwendet. Die Korrektur erfolgt aber nur bei der Zug-Spitze, also wenn die Zug-Spitze eine IR-Lichtschranke durchfährt oder wenn die Zug-Spitze in einen Besetztmelde-Abschnitt einfährt. Das Zugs-Ende wird für die Positions-Korrektur nicht verwendet. Grund dafür ist das Prellen (oder hier würde man wohl besser von Flackern sprechen). Wenn der Zug einfährt, ist das erste Ansprechen gültig. Ein allfälliges Prellen oder Flackern wird ignoriert. Bei der Ausfahrt aus einem Block kann es vorkommen (z.B. leichter Wagen am Schluss), dass ganz kurz frei erkannt wird obwohl noch nicht wirklich frei. Vielleicht nur eine Millisekunde später gibt es wieder Kontakt und es wird richtigerweise wieder besetzt gemeldet. Dieses "Flackern" ist problematisch. Welches Ereignis (das erste oder ein darauf folgendes) soll als das richtige, gültige verwendet werden? Ein Entprell-Mechanismus im Decoder wäre zwar möglich, ist aber kontraproduktiv, weil dann das Ereignis erst verspätet gemeldet werden kann.

  • Entwicklung des Modellbahn-Digital-Systems DIGI-NOW zum Schalten und Melden bei der ChRB

    Zusatzfunktion mit Relais beim Besetztmelder

    Beim Besetztmelder will ich noch etwas weitergehen, als im Beitrag #139 beschrieben. Aber dazu muss ich etwas ausholen:

    Da die Besetztmeldung bei der ChRB III wegen der strikten Speisung zwischen Schienen und Oberleitung nach dem Besetztmelde-Konzept der AC-Bahner erfolgt, wird in den Besetztmelde-Abschnitten eine Schiene elektrisch isoliert und darauf eine Spannung gegenüber der anderen, durchgehenden Schiene angelegt, die durch die Besetztmelder-Schaltung überwacht wird. Diese Isolierung einer Schiene hat zur Konsequenz, dass zur Speisung der Triebfahrzeuge nicht mehr beide Schienen zur Verfügung stehen, sondern nur noch eine.

    Wer Erfahrung mit Modellbahnen hat, weiss, dass Kontakt-Probleme zwischen den Lok-Rädern und der Schiene, auch bei guter Pflege der Anlage und der Triebfahrzeuge, gelegentlich vorkommen können. Mit anderen Worten: Die Störungs-Anfälligkeit bei Speisung zwischen einer Schiene und Oberleitung ist grösser als zwischen beiden Schienen und Oberleitung. Ich plane nun eine Funktionalität, welche die reduzierte Speisung (nur über eine Schiene) praktisch vollständig eliminiert und trotzdem die Besetztmeldungs-Erkennung zwischen den beiden Schienen ermöglicht.

    Der Trick ist dieser Relais-Block. Er besteht aus 16 einzelnen Relais, die über die angebaute Steuerung (unten) individuell geschaltet werden können. Bei jedem Besetztmelde-Abschnitt können via Besetztmelde-Decoder mittels eines dieser Relais selektiv die beiden Schienen elektrisch miteinander verbunden oder von einender isoliert werden. Sind sie isoliert, funktioniert die Besetztmeldung, aber die Betriebs-Sicherheit ist reduziert. Sind sie verbunden, funktioniert die Besetztmeldung nicht mehr, aber dafür ist die Betriebs-Sicherheit erhöht.

    Jeder einzelne Besetztmelde-Abschnitt wird über einen von drei möglichen Funktions-Modi betrieben werden können:

    Modus "Offen": Das Relais ist und bleibt offen. Die Erkennung des Besetzt-Zustandes ist aktiv. Dieser Modus wird verwendet, nachdem ein Zug gemäss Positions-Rechnung im Amorocos den Abschnitt vollständig verlassen hat. So kann festgestellt werden, ob er den Abschnitt auch physisch vollständig verlassen hat (nicht steckengeblieben und keine verlorenen Wagen). Auch für ruhende Abschnitte, wo keine Zugfahrten aktiv oder geplant sind, wird dieser Modus verwendet. So können allfällige Falschfahrten (z.B. durch defekte Weichen) erkannt werden.

    Modus "Auto": Das Relais ist offen. Die Erkennung des Besetzt-Zustandes ist aktiv. Dieser Modus wird verwendet, wenn sich ein Zug dem Abschnitt nähert. Sobald eine Belegung erkannt wird (erste Achse hat den Abschnitt erreicht), wird das Relais sofort und blitzschnell geschlossen. Ab jetzt haben wir Speisung ab beiden Schienen und damit erhöhte Betriebs-Sicherheit. Wir wissen, dass der Zug "da ist" und brauchen das nicht mehr zu erkennen.

    Modus "Geschlossen": Das Relais wird und bleibt geschlossen. Beide Schienen sind verbunden. Wir haben erhöhte Betriebs-Sicherheit. Dieser Modus wird vor Allem im Schattenbahnhof verwendet, wo die Positions-Bestimmung mittels IR-Lichtschranken und nicht über die Besetztmelde-Abschnitte erfolgt.


    Reflexion: Lohnt sich dieser komplizierte Aufwand für die recht bescheidenen Vorteile? Das habe ich mich selber auch schon ein paar Mal gefragt. Man kann sogar noch argumentieren, dass die reduzierte Betriebs-Sicherheit durch Speisung über nur eine Schiene rein akademisch ist, da jede weitere Achse (nach der ersten) des Zuges die beiden Schienen ja auch verbinden. Sei es wie es wolle: Ich habe die acht Relais-Blöcke vor etwas über einem Jahr beschafft und werde die Idee jetzt durchziehen nach dem Motto: Nützts nüüt, so schadts nüüt 😀.

  • Entwicklung des Modellbahn-Digital-Systems DIGI-NOW zum Schalten und Melden bei der ChRB

    Zitat von egos

    Ich bin dann gespannt, wie du das Einschalten (oder Ausschalten) im Programm erfassen wirst. Man muss ja den Schaltzeitpunkt der Änderung erfassen, nicht die Dauer des Zustandes.

    Genau. Ich werde es so realisieren, dass es dem Amorocos eine Meldung schickt, wenn der Zustand von frei auf besetzt wechselt und auch eine in der umgekehrten Situation, also beim Wechsel von besetzt auf frei.

    Ich gehe davon aus, dass es in einem handelsüblichen Digital-System auch so gelöst ist.

  • Entwicklung des Modellbahn-Digital-Systems DIGI-NOW zum Schalten und Melden bei der ChRB

    Besetztmelder

    Der Zweite Weichen-Decoder ist noch nicht fertig gebaut und doch befasse ich mich jetzt schon mit den Besetztmelde-Decodern.

    Ich habe mich vor rund einem Jahr bereits mit dem Thema auseinandergesetzt, weil ich (damals noch für das Sturzibus-Digital-System) einen Besetztmelder entwickeln wollte. Dazu hatte ich im Thread ChRB (Christoph-Röbi-Bahn) - dritte Anlage einen Beitrag zur Einleitung verfasst. Weil vieles daraus für diese Einleitung hervorragend passt, erlaube ich mir, Teile daraus hierher zu kopieren.


    Für die Konzipierung unserer Besetztmelder muss eine Eigenheit der ChRB beachtet werden: Obwohl wir Zweileiter-Gleise benutzen und obwohl wir in der Regel DC-Fahrzeuge einsetzen, ist das nicht wirklich eine DC-Anlage. Wir fahren nämlich mit Mittelleiter wie die AC-Bahner, mit dem Unterschied dass bei uns der Mittelleiter nicht unten als MiPuKo zwischen den Schienen, sondern oben über den Schienen in Form des Oberleitungs-Drahtes angebracht ist.

    Die Besetztmelde-Systeme unterscheiden sich konzeptionell zwischen Zweileiter- und Dreileiter-Anlagen, wobei diese für Dreileiter-Anlagen einfacher zu realisieren sind. Durch unser Anlagen-Konzept geniessen wir diesbezüglich die Vorteile der AC-Bahner und können das Besetztmelde-System so realisieren wie diese. Dies setzt allerdings voraus, dass wir die Achsen der Fahrzeuge leitend machen, wie es auch bei den AC-Bahnern schon von Haus aus der Fall ist.

    Konkret heisst das, dass wir in den Bereichen wo Besetztmelder zum Einsatz kommen, eine der beiden Schienen über eine gewisse Strecke (typischerweise über einen Strecken-Block) durchtrennen (elektrisch isolieren). Die Stromversorgung der Züge ist über die andere Schiene, nämlich diejenige, die durchgehend elektrisch verbunden ist, immer noch gewährleistet. Der Besetztmelder legt nun auf dem isolierten (getrennten) Schienenstück eine Spannung relativ zur durchgehenden Schiene an. Wenn ein Zug in den Block (= Besetztmelde-Abschnitt) einfährt, sorgen die Achsen dafür, dass die Spannung auf dem isolierten Schienenstück auf das Potential der durchgehenden Schiene heruntergezogen wird. Der Besetztmelder stellt diesen Spannungs-Abfall fest und kann dann den Abschnitt an die übergeordneten Steuerungs-Systeme als "besetzt" melden.

    So weit so gut! Ganz so einfach ist es allerdings nicht. Es sei hier nochmals erwähnt, dass das System zum Fahren (DCC) und das System zum Schalten und Melden (DIGI-NOW) zwei separate Systeme sind, die auch elektrisch separat geführt sind und es auch bleiben sollen. Wenn wir nun mit den Besetztmeldern (welche zum DIGI-NOW-System gehören) elektrisch auf die Schienen (welche zum DCC-System gehören) zugreifen wollen, können wir uns dabei widerliche elektrische Probleme einhandeln. Besonders das DCC-System zum Fahren - das liest man immer wieder - funktioniert am Besten, wenn man es sich selber überlässt und nicht elektrisch mit anderen Systemen verbindet, vor Allem nicht mit der Masse von anderen Systemen oder gar mit der Erde. Dieser Aspekt und die Vermeidung von damit verbundenen Problemen hat bei mir hohe Priorität.

    Die Lösung heisst Optokoppler. Ein Optokoppler ist eine kleine, preisgünstige elektronische Komponente, welche Information zwischen zwei elektrischen Systemen überträgt, ohne sie elektrisch miteinander zu verbinden. Dies geschieht mit Hilfe von Licht. Also ein typischer Optokoppler beinhaltet eine Infrarot-LED und einen Photo-Transistor, beide winzig klein und im selben Gehäuse.

    Beim Bau der Besetztmelde-Decoder beabsichtige ich, solche Optokoppler einzusetzen. Damit isoliere ich das elektrische Signal, welches eine Spannung an die isolierte Schiene anlegt, vom DIGI-NOW-System und gliedere es ans DCC-System. Das ist zwar auch ein Eingriff, aber ein minimaler und mit der nötigen Vorsicht (auf jeden Fall galvanische Trennung der Speisung von anderen Systemen) müsste das unproblematisch sein.

    Das folgende Bild zeigt, wie ich den Besetztmelder aufzubauen gedenke.

    Der Teil links des Opto-Kopplers zeigt die Beschaltung an die Anlage. Von der Speisung UG (potentialfrei) über den Widerstand RG (bei den Begriffen UG und RG steht das G für Gleis), die Photo-LED des Opto-Kopplers, ein isoliertes Schienenstück, die Achsen eines Fahrzeugs und die durchgehende Schiene wird ein Strom-Kreislauf gebildet. Sobald wirklich eine (leitende) Achse eines Fahrzeugs vorhanden ist, fliesst Strom und die Photo-LED leuchtet. Das wird vom Photo-Transistor erkannt und dieser legt eine Spannung an, welche wiederum vom DIGI-NOW-Controller erkannt wird.

    Durch diese Schaltung ist das DCC-System elektrisch vom DIGI-NOW-System getrennt.

  • Anlage von egos

    Oski, ich schreibe das, weil ich bis jetzt noch nie einen stark merklichen Unterschied im Fahrverhalten zwischen einer kalten Lok und einer warmgefahrenen Lok festgestellt habe. Wir haben im Luftschutzkeller (ChRB II) jeweils auch den Fahrbetrieb im kalten Zustand gestartet und nichts entsprechendes festgestellt. Ich kann mir eine merkliche Abweichung höchstens dann vorstellen, wenn über viele Meter Fahrt keine Positions-Korrektur über Rückmeldungen (z.B. Besetztmelder) stattfindet.

  • Anlage von egos

    Zitat von egos

    Die gerechneten Werte stimmen in einem kalten Keller bei weitem nicht

    Oski, ein kalter Keller macht nicht so viel aus, dass die Geschwindigkeiten "bei Weitem" nicht stimmen. Zudem, spätestens nach der ersten Fahrt ist es im Inneren der Lok nicht mehr so kalt wie der Keller.

    Das muss ein anderes Problem sein.

  • Anlage von egos

    Zitat von egos

    Früher (alte Version) konnte man einen Titel setzen und in einem andern Feld den Link einfügen.

    Oski, das was du ansprichst, sind die allgemeinen Links. Youtube-Links sind speziell (und einfacher). Da muss man nur die URL (WEB-Adresse) des Videos im Beitrag einfügen und die Forums-Software merkt dann selber, dass es sich um ein Youtube-Video handelt und bettet das dann entsprechend ein. Da brauchst du gar keinen Titel anzugeben. Bei der Einbettung wir der offizielle Youtube-Titel verwendet.