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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#1 von Fabi_995 ( gelöscht ) , 18.09.2015 12:32

Hallöchen,

Aktuell arbeite ich an einem Projekt, worüber ich in diversen Forum wenig bis garnichts gefunden hab, da ich aber so ganz gut zurecht komme, dachte ich mir lasse ich die Welt an meinem Projekt teilhaben

Der Plan:

Die Züge sollen am Bahnhof automatisch am Bahnhof halten sobald das Signal rot ist, und wieder starten wenn das Signal auf grün fällt. Zugleich sollen Bahnhofsdurchsagen abgespielt werden, je nach Zug. Ein Güterzug hält wohl kaum am Bahnhof also muss die Durchsage "Ein zug fährt durch" kommen
Außerdem sollen auch vor dem losfahren die typischen Geräusche abgespielt werden, also Pfiff, Durchsagen etc.
Das ist mit einer normalen Bremsstrecke so nicht machbar.

Wenn der Zug in die Bremsstrecke hineinfährt, bleibt er zwar stehen und die Funktionen bleiben erhalten, jedoch kann ich nicht selbst eingreifen.

Vielleicht sollte ich noch erwähnen, dass es sich um die Spurweite 1 handelt und digital mit der ECoS gesteuert wird

Die gesammelten Gedanken:

Reedkontakte. Gute idee, aber woher weiß das System, dass eine Baureihe 50 aufs Gleis 3 Fährt und dementsprechend handeln muss?
Ein Schaltpult? Nee, wir bleiben auf digital.

Stichwort RFID, Raspberry Pi und Arduino Nano. Hmmmm, die Idee ist garnicht so schlecht

Theorie:

Der Arduino ist für das lesen der RFID Chips verantwortlich, sowie zum steuern der Signale. Der Raspberry Pi wird die Zentrale Auswerteeinheit. Dieser empfängt die Daten vom Arduino und sendet wieder an den Arduino. Der Pi ist außerdem mit der Ecos verbunden um die Anlage steuern zu können.

Programmiert wird auf Python und C

Moment mal. Warum eigentlich ein Arduino, wenn ich doch alles über den Pi machen könnte? Das Problem ist, wie schließe ich mehrere RFID Reader an den Pi? Das ist leider so nicht möglich. Außerdem hat der Pi nur eine Begrenzte Anzahl an GPIO's. Gut, die könnte ich mit I²C erweitern, aber damit komme ich irgendwie nicht wirklich zurecht...
Ich kann jedoch die Arduinos über USB an den Pi anschließen, bzw. ein USB Hub dazwischen einbauen. Jede USB Schnittstelle hat ja einen Port, was heißt ich kann alles auseinanderhallten und ansprechen.

Ich hatte bevor ich angefangen hab, erstmal nach ner Software für Linux gesucht, womit ich die ECoS steuern könnte. So stieß ich auf RockRail, doch irgendwie hat es mich nicht so befriedigt. Weiter gesucht.... Irgendwann stieß ich auf Telnet.

Praxis:

Erstmal musste alles besorgt werden was nicht schon daheim rumfliegt. Eigentlich nur ein RFID Reader sowie ein Arduino Nano. Steckboard, LED's, Steckbrücken und ECoS hatte ich schon da.

Zum aktuellen Stand (Da ich mich schon länger mit beschäftige) kann ich mit dem RPI die Ecos verwalten, also Lok losfahren lassen, funktionen ausführen, Weichen Steuern. Der Arduino ließt die RFID's aus, wandelt es in ein vernünftiges Bit um und sendet diese an den Pi, der diese wiederum zu Aktionen umwandelt.

Schwierig war es, wie ich die Signale steuere. Wenn ich schon mit Arduino und RPI arbeite, möchte ich diese nicht nur zum auslesen der RFID's verwenden...

Was mir jetzt noch fehlt, ist, dass die Systeme wissen in welchem Gleis sich welcher Zug befindet. Ich kann schlecht einen Zug ins Gleis 2 reinfahren lassen, wenn da schon einer steht. Und irgendwie müssen die ja auch wieder losfahren können wenn das Signal grün wird.

Naja, und zum Schluss müssen alle Software Teile irgendwie miteinander verheiratet werden


Hier mal ein kleines Video für die Signalsteuerung über den Pi




Beim nächsten Post werde ich mal ein teil meiner Softwareteile zeigen, sofern Interesse besteht

Fazit: Ich selbst steuere nurnoch die Signale, den Rest übernehmen die Systeme. Irgendwann ist es komplett automatisiert, wobei ich trotzdem die Möglichkeit haben möchte, eingreifen zu können bzw. mal hin und wieder selbst fahren will. ^^


Lasst es mich wissen, wenn ihr mein Projekt gut oder schlecht findet, ob ihr noch irgendwelche Ideen habt und ob ihr auf das Endergebnis gespannt seid



~LG Fabi


Fabi_995

RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#2 von rmayergfx , 18.09.2015 17:18

Hallo Fabi,

warum das Rad neu erfinden ? Railcom kann das doch schon alles,
dazu noch eine PC-Software und dem ganzen sind keine Grenzen mehr gesetzt.
Sogar ohne Railcom kann mit z.B. Rocrail und ein paar Rückmeldern das ganze schon
realisiert werden!

mfg

Ralf


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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#3 von Fabi_995 ( gelöscht ) , 18.09.2015 17:44

Schon richtig, nur hat nicht jede Lok einen Decoder der Railcom unterstützt.
Und mit Rocrail hab ich wieder das Problem, dass ich nicht weiß welche Lok in welchem Gleis steht, oder sehe ich das falsch??


Fabi_995

RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#4 von maggus , 18.09.2015 20:25

Hallo Fabi,

du musst für Rocrail oder andere Software Deine Anlage in sogenannte Blöcke einteilen und diese in die Software übertragen, in den einzelnen Block wird dann eine Lok zugeordnet und sobald diese in einen anderen Block fährt, wird diese in Rocrail entsprechend in den nächsten Block gesetzt. In den Blöcken kannst du sogenannte Ereignisse zu den Loks einstellen, das Ereignis wird dann nur ausgelöst, wenn die entsprechende Lok in den Block einfährt oder ausfährt etc.

Rocrail läuft auf dem PI

Näheres bei Rocrail

Gruß

Marcus


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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#5 von rmayergfx , 18.09.2015 21:17

Zitat von Fabi_995
Schon richtig, nur hat nicht jede Lok einen Decoder der Railcom unterstützt.
Und mit Rocrail hab ich wieder das Problem, dass ich nicht weiß welche Lok in welchem Gleis steht, oder sehe ich das falsch??



Schau Dir doch mal am einfachsten die ganzen Tutorial Videos zu Rocrail an,
da siehst Du wie was genau funktioniert. Ich denke Du hast noch nicht alle
Funktionen gesehen, Rocrail ist nicht die einzige Software die das unterstützt !
Auch ohne Railcom muß die PC-Steuerung ja wissen, wo sich gerade ein Zug/Wagen befindet,
damit die Zentrale reagieren kann. Die Rückmelder sind die Augen der Zentrale/PC-Steuerung,
ohne diese läuft nichts. Mit ein paar Rückmeldern und Blockbetrieb lässt sich so manches umsetzen.

Ich würde mir erstmal eine Übersicht erarbeiten, was genau funktionieren soll und mir dann entsprechend die Software
ansehen. Zudem hat die ECOS schon vieles eingebaut, was zur Steuerung nötig ist!

Vielleicht solltest du dich erstmal mit den Möglichkeiten/Funtkionen der ECOS mit aktuellster Software vertraut machen,
dann wirst du feststellen, das die automatische Modellbahnsteuerung schon längst bei dir zu Hause ist und nur richtig
umgesetzt werden muß.

Ich glaube ich sehe auch das Problem... Beispiel Bremsstrecke im Bahnhof.... Die Bremsstrecke soll ja einen Zug kontrolliert abbremsen,
damit er nach Möglichkeit suaber direkt vor dem Signal zu stehen kommt. Dazu gibt es verschiedene technische Möglichkeiten.
Darauf will ich jetzt nicht weiter ins Detail. Im Bahnhof kommt nach Möglichkeit eine Steuerung wie im Schattenbahnhof zum tragen,
damit die Zentrale die freien Gleise kennt. Die Steuerung erfolgt mit Rück-/Belegtmeldern. Ob da nun zusätzlich ein Bremsmodul
verbaut wurde ist eine ganz andere Sache. Mit einer einfachen Schattenbahnhofsteuerung auf der Ecos kann man da schon einiges erreichen,
je nach Decoder sogar auf das Bremsmodul verzichten.

Hier gibts einiges zu sehen:
https://www.youtube.com/channel/UC893Xt9y--AZCRA79NHdc0A

mfg

Ralf


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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#6 von Fabi_995 ( gelöscht ) , 18.09.2015 21:50

Rocrail hat auf meinem Pi irgendwie nicht richtig funktioniert. Weiß nicht warum.

Ich weiß das die ECoS schon fast alles dabei hat, aber man braucht teure zusatzhardware. Der Arduino und ein RFID reader kosten kaum was.

Über RFiD kann ich auch genau prüfen wo sich welcher Zug befindet.


Fabi_995

RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#7 von SET800 , 13.02.2016 14:35

Zitat von rmayergfx
Hallo Fabi,
warum das Rad neu erfinden ? Railcom kann das doch schon alles,
dazu noch eine PC-Software und dem ganzen sind keine Grenzen mehr gesetzt.
Sogar ohne Railcom kann mit z.B. Rocrail und ein paar Rückmeldern das ganze schon
realisiert werden!
mfg Ralf



Hallo,
Alternative betreff Zugerkennung, reed-Kontakt oder Hallgeber am Gleis und einen Magneten im letzten Wagen.

Für automatische Zugsfahrten ist damit dann recht zuverlässig der Zugschluß zu erkennen.
Softwaremäßig ist das als vielfacher "Zustandsautomat" programmieren: Jeder Gleisabschnitt hat den Zustand "FahrtrichtungA", "FahrtrichtungB" oder "Halt" und mit Zug belegt oder frei.

Über die Weichenstellung ist bekannt wohin ein Zug mit HP1 fahren könnte.
HP1 nur wenn der Zielabschnitt frei ist und ein Fahrauftrag vorliegt.
Mit HP1 wird der Zielabschnitt den Zustand "mit Zug belegt" übernehmen
Wenn vom Zielabschnitt Zugschluß erkannt wurde wird der vorherige Abschnitt den Zustand "frei" wieder einnehmen.
Ein mit übergebendes Datenwort kann eine Zugnummer enthalten.

Als Programmstruktur bietet sichan egal ob C, C++ oder Assembler die Analehnung an SPS-Strukturen.

zyklisches abarbeiten, 10 - 50-mal/s

1. Eingänge lesen.

2. Verknüpfung mit internen Zustädnden ( vulgo Merker und Datenwörtern, Bits und Bytes )
( ablaufende Zeitfunktionen sind programmlogisch betrachtet Eingänge )
Viel Logi dabei in Schrittketten, also definierte Übergänge in andere Systemzustände.


3. Ausgabe der Befehle an die hardware.


Gruß


SET800  
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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#8 von MicroBahner , 13.02.2016 15:15

Hallo Fabi,
also ich finde solche Elektronik-Selbstbauprojekte immer interessant. Wenn Du Spaß daran hast selbst Programme zu entwickeln, dann soltest Du das auch machen - unabhängig davon ob es auch 'fertige' Lösungen gibt. Soo fertig sind die schließlich auch nicht, und man muss schon noch eine Menge konfigurieren. Schreibst Du die Software selber, dann kannst Du sie gleich auf deine Bedürfnisse zuschneiden.
Der Zeitaufwand ist aber nicht zu unterschätzen (der beim Konfigurieren der 'Fertig'-Lösungen aber auch nicht ). Insgesamt ist es aber doch wohl mehr Aufwand als die Konfiguration, aber wenn es Spaß macht ... ist ja unser Hobby, und das hat ja soooo viele Facetten .

Ich steuere meine gesamte Anlage mit Atmel-Prozessoren. Die machen auch die Zugerkennung per RFID und die Zugverfolgung. Die wissen immer wo gerade welcher Zug steht. Da braucht's noch nichtmal einen Raspi und auch keine Decoder in den Loks. (Aber für die meisten geht's heutzutage ja nicht mehr ohne ) . Die Rückmeldung erledige ich per Stromfühler (oder im Schattenbahnhof per LS) - Reedkontakte setze ich nicht ein. Da stören mich die notwendigen Magnete.
Den Raspi habe ich nur für die grafische Visualisierung des Sbf eingesetzt ( mit Python ) - da tun sich die AtMegas dann doch etwas schwer. Gut, wenn ich heute nochmal anfangen würde, würde er wohl etwas mehr zu tun bekommen - aber die AtMegas tun auch ihren Job und das bleibt jetzt so.
Automatisch anhalten vor den Signalen tu ich aber bewusst nicht. Ich will schon auch noch eine Beschäftigung beim Fahren haben . Und durch die Massesimulation ist das punktgenaue Anhalten nicht immer ganz einfach - und so soll es auch sein. Wird ein Hp0-Signal aber überfahren, gibt's eine Notbremsung - wie im echten Leben

Die von SET800 aufgezählten Prinzipien sehe ich auch so - meine Programme arbeiten alle auf diese Weise.

Also, wenn Du Spaß an solchen Arbeiten hast, dann mach es auch selbst und investiere die Zeit. Wenn es nur darum geht, dass Du meinst deine Ideen mit fertigen Lösungen nicht realisieren zu können, dann schau dir diese Lösungen erstmal genauer an - meist geht da mehr als man auf dem ersten Blick sieht.


viele Grüße
Franz-Peter
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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#9 von 1670er , 02.03.2016 09:38

@Fabi 995 und Microbahner:

Ich denke auch über solch ein Zugerkennungssystem nach und habe ein paar Fragen an Euch: Welche RFID-Reader habt Ihr im Einsatz, welche Tags, und wo im Zug habt Ihr die Tags positioniert? Sind die RFID-Reader neben dem Gleis, oder darunter, oder darüber eingebaut? Wie groß ist der Abstand vom Tag zum Reader? Funktioniert das Erkennen zuverlässig, auch bei höherer Zuggeschwindigkeit?

Fragen über Fragen ... vielen Dank für die Antwort(en) im Voraus!

LG, 1670er


 
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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#10 von MicroBahner , 02.03.2016 22:44

Hallo,
Hier hatte ich schon mal was zu meinem RFID geschrieben.


viele Grüße
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RE: Autom. Modellbahnsteuerung - Ecos, Raspberry Pi, Arduino... RFID?

#11 von 1670er , 03.03.2016 12:05

Hallo Microbahner,

vielen Dank für den Link! Habe zudem gerade entdeckt, dass im Magazin »Digitale Modellbahn« auch solch ein Projekt behandelt wird. Habe mir mal die Hefte bestellt ...

LG, 1670er


 
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