Ausgangspunkt meiner Arbeit waren Überlegungen zum Bau eines Weichenstellpults, das ich zur Steuerung der Weichen meines Betriebswerks nutzen wollte. Hier wird bis auf ein Ein-/Ausfahrsignal nur auf Sicht gefahren und die Weichen manuell gesteuert. Außerdem soll in einem späteren Ausbauschritt auch die Drehscheibe in das Stellpult mit einbezogen werden.

Die ersten Überlegungen zur Realisierung liegen schon einige Jahre zurück, kamen aber aufgrund mangelnder Zeit und anderer wichtigerer Tätigkeiten über einen einfachen Testaufbau nie hinaus, Allerdings war es mir bereits vor längerer Zeit schon möglich Fahrstraßen über die Auswahl von Weichen festzulegen, geplante Weichenstellbefehle über eine UNDO-Funktion rekursiv zurückzunehmen oder aber auch die gesamte Auswahl über einen weiteren Taster zu resetten. Die Auswahl selbst wird durch eine Quittiertatste bestätigt, die Weichen werden anschließend zeitversetzt über den DCC-Ausgang der Zentrale und passende Weichendecoder geschaltet. Die Übertragung vom Stellpult zur Multibus-Zentrale (hier: Yamorc 9401) erfolgt über eine Arduino/Loconet-Schnittstelle. Das Loconet-Shield entstand aus einem Nachbau eines einfachen aber voll funktionstüchtigen Loconet-Interfaces, das ich auf der Internetseite von Philipp Gahto gefunden habe (https://pgahtow.de/w/Loconet#/media/Date...t_Interface.png).
Die Kommunikationssoftware zum Loconet nutzt die Loconet-Bibliotheken (Loconet.h) von Alex Shepherd und Damian Philipp, ebenfalls im Internet frei verfügbar. Außerdem diverse andere Programmteile zum Lesen und Schreiben der Loconet OP-Codes (z. B. auch bei Philipp Gahtho und anderen).

An dieser Stelle nochmal ausdrücklich mein Dank an all die, die diese Informationen zur freien, privaten Nutzung zur Verfügung stellen.

Neben der anfänglichen, doch sehr rudimentären Testphase, bei der es u. a. auch darum ging wie ich die Tastenbefehle in den Arduino bekomme (Test mit Encoder, Multiplexer oder I2C-Bus) sowie die Möglichkeit wichtige Daten auch nicht flüchtig in ein Fram zu speichern, habe ich mir mittlerweile für meine im Arbeitszimmer befindliche Testanlage ein passendes Stellpult aufgebaut und bin aktuell dabei die gesamte Software neu zu schreiben. Wozu auch die Implementierung der von der Zentrale über Loconet gesendeten Weichen- und Belegtmeldungen auf dem Stellpult gehört. Das funktioniert mittlerweile einwandfrei. An den Eingaben zur Eingabe Weichenstellungsänderungen bin ich momentan mit Unterbrechungen dran. Erste Überlegungen zur Fahrstraßeneingabe mittels Start- und Zieltaster habe ich auch schon gemacht, die entsprechenden Taster sind auf dem Stellpult bereits vorgesehen. Die Realisierung ist allerdings ergebnisoffen und zeitlich unbestimmt.

Mein Stellpultaufbau hat kein reales Vorbild, ich habe es halt so gebaut wie ich mir eine vernünftige Steuerung vorstelle, der Einfachheit halber mit je zwei Tastern je Weiche (gerade/abzweigend) und jeweils aktueller Anzeige der Stellungsänderung. In einer späteren Version vielleicht nur noch mit einer Taste für die Weichenauswahl allgemein und einer Taste je Weiche zum wechselseitigen Umschalten. Damit könnte ich in etwa die Hälfte an Weichentastern einsparen und damit letztlich auch Eingängen an den I2C-Bausteinen, die ich zur Eingabe verwende. Eine Erweiterung mit Signaltasten und -anzeigern ist ebenfalls möglich, derzeit von mir allerdings nicht vorgesehen.

Bild entfernt (keine Rechte)

Zusammenfassend läßt sich folgendes festhalten:

Aktuell: realisiert bzw. noch in der Softwareentwicklung

- Arduino Uno mit Loconet-Shield und Loconet-Bibliothek
- Ein- und Ausgabe über I2C-Schnittstelle (hier: Marke Horter)
- Speicherung der Weichenstellungen und div. anderer wichtiger Daten auf 8 kByte Fram SPI
- Lesen der Weichen-und Belegtmelderangaben von der Zentrale und Ausgabe auf dem Stellpult
- je zwei Drucktasten für Weichen (gerade/abzweigend) mit LED-Ausleuchtung der aktuellen Stellung und der ausgewählten Stellung (blinkend)
- UNDO-Taste bei Weicheneingabe am Stellpult
- Resett-Taste für Gesamtresett der Eingabe
- Quittiertaste zum Auslösen der Weichenstellbefehle, Wenn man die Taste gedrückt hält kann man die Weichen auch einzeln schalten
- Modusschalter für Eingabe Weichenauswahl oder Fahrstraßenauswahl

-Vorbereitung Start- und Zieltaste für Fahrstraßen mit Belegtmelderabfragen und vereinfachter Ausleuchtung des Fahrwegs
Hierzu hatte ich schon Tests mit Graphentheorien zur automatischen Ermittlung der kürzesten Verbindung von Start nach Ziel
durchgeführt.
- Speziell bin ich hierbei auf ein Verfahren nach Dijkstra gestoßen, das ich auch programmtechnisch bereits umgesetzt
habe und das, basierend auf der eigegebenen Gleistopologie und Gewichtung der Zweigelemente, auch wunderbar funktioniert, allerdings auch nicht praxistaugliche Lösungen liefert. in der Art, daß zum Erreichen eines Zielgleises auch schon mal eine in Rückwärtsrichtung liegende Weiche genutzt wird. Das ist ggf. halt der kürzeste Weg.
Möglicherweise kann ich das damit umgehen, daß ich zwei richtungsabhängige Topologien erstelle. Die ersten Überlegungen hierzu liegen vor, vorab muß ich allerdings wieder die Grundfunktionalitäten zum Laufen bringen.
- Nebenbei stellt sich dabei allerdings auch die Frage, ob ich die gesamte Funktionalität überhaupt im Arbeitsspeicher des Arduino unterbringe oder ob ich ggf. noch einen weiteren Arduino verwenden muß oder ggf. auch das Fram zur Speicherung größerer Laufzeitvariablen und Strukturen mit einbeziehe. Von der Laufzeit her sollte das kein Problem sein, eher vom direkten Zugriff auf die Datenfelder. Aber sicherlich machbar. Die Definition der Gleistopologie benötigt halt schon etwas Platz, auch bei meiner kleinen Testanlage und trotz spezieller Verfahren zur Kompression der Topologiematrizen.
- Anzeige der Fahrzeug-IDs über Railcom und OLED-Display (als allerletztes in weiter Ferne)

Schau Dir mal diese Decoder von Möllehem an. Damit lässt sich auf Loconet Basis ganz gut ein Stellpult bauen. :)
Fahrstraßenstellung über 2 Taster inklusive.

http://www.mollehem.se/index.php/en/cont...ldecoder-detail

Ja, wahrscheinlich geht das auch. Sollte, da kommerziell. Preislich mit ca. 31 Euro (360 schwedische kr) interessant, wenn man was schlüsselfertiges sucht. Die Parametrierung der Grundeinstellungen ist halt deutlich professioneller als bei mir. Bei mir wird das ganze in der Setup-Routine bzw. auch im Programmkopf "hart verdrahtet", da ich mir eine externe Parametrierfunktionalität erspart habe. Könnte ich aber auch noch ergänzen, etwa durch einen Parametriermodus und drücken der entsprechenden Tasten und anschließendem Zuordnen zu den Strukturen/Feldern und Abspeichern der Werte im Fram. Ist mir momentan aber zuviel Aufwand und sprengt vermutlich auch die Fähigkeiten meines Uno.
Ich hatte vor ca. 6 Jahren damit begonnen, als ich mich erstmalig mit dem Arduino und Loconet beschäftigt habe. Damals hatte ich nur I/O-Bausteine zum Selbstbau auf Loconet-Basis gefunden. Und natürlich die kommerziellen Produkte von Digitrax, Uhlenbrock und einige kleinere Anbieter. Das war mir alles zu teuer, außerdem bestand der Reiz sich mit dem Arduino und Loconet selbst zu beschäftigen. Der Weg zum Stellpult war das Ziel, nicht das Stellpult an sich. Der praktische Nutzen ergab sich später.

Mein Stellpult hat sich halt über die Jahre so entwickelt und funktioniert ja auch vom Prinzip her. Oder hat bislang funktioniert, was die Weichenauswahl anbelangt. Ich schreibe die Software halt mittlerweile komplett neu. Das wird aber wieder. Ich wollte auch nur zeigen was mit Arduino und Loconet geht. Gerade Loconet mit seiner weiten Verbreitung im Ami-Land und hießigen Modellbahn-Clubs bietet zahlreiche Möglichkeiten relativ einfach an Daten heranzukommen und sich bei Bedarf auch richtig auszutoben. Mein Stellpult ist nur ein kleines Beispiel.

Interessant ist bei den von Dir gelinkten Modulen wiederum die Begrenzung auf 64 Ein-/Ausgänge. Das sind Standardwerte von kaskadierten Encodern/Decodern, Multiplexern oder auch I2C-Modulen. Ich könnte meinen Aufbau theoretisch auf 4 x 64 Ein-/Ausgänge erweitern, wenn ich statt direkter Ansteuerung der LED über die Ausgänge der I2C-Module noch 3 x 8 oder 4 x 16 Decoder ansteuern würde. Dann halt nicht direkt, sondern über Binäradressen. Ob man das braucht? Ich momentan nicht.
Aber weiß ich das? Die Möglichkeit besteht jedenfalls.

Grüße Thomas

Hallo Thomas,

schönes Projekt, das Du erstellt hast (noch am Erstellen bist).
Ich werde hier Mal dran bleiben, da ich Ähnliches vorhabe.
Frage: Wenn Du auf dem Stellpult eine Weiche umlegst, wird das per Loconet "gemeldet", sodaß dann Deine Zentrale und
ggfs. Steuersotware (Rocrail z.B.) das mitbekommen?
Das ist nähmlich das, was mich interessiert.
Ich habe vor, 2 Anlagenteile vor Ort mit Drucktastenstellwerk zu bedienen (BW und Zeche) und möchte erreichen, das Rocrail weiss, was ich da an Weichen lege, da Teilbereiche BW / Zeche auch Bestandteil von Zugfahrten sind, die über Rocrail gesteuert werden sollen.

Zitat von semisweet im Beitrag #4

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Hallo Thomas,

schönes Projekt, das Du erstellt hast (noch am Erstellen bist).
Ich werde hier Mal dran bleiben, da ich Ähnliches vorhabe.
Frage: Wenn Du auf dem Stellpult eine Weiche umlegst, wird das per Loconet "gemeldet", sodaß dann Deine Zentrale und
ggfs. Steuersotware (Rocrail z.B.) das mitbekommen?
Das ist nähmlich das, was mich interessiert.
Ich habe vor, 2 Anlagenteile vor Ort mit Drucktastenstellwerk zu bedienen (BW und Zeche) und möchte erreichen, das Rocrail weiss, was ich da an Weichen lege, da Teilbereiche BW / Zeche auch Bestandteil von Zugfahrten sind, die über Rocrail gesteuert werden sollen.

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Nachdem die Übertragung der extern erzeugten Belegtmelder und Weichenstellungen zur Anzeige auf dem Stellpult schon beim letzten mal funktioniert hat, habe ich nun die Routinen zur Weichenauswahl per Stellpult programmiert. Ging einfacher als ich anfänglich dachte. Nachstehend ein kleines Video mit Auswahl der Weichenstellungen.
Im ersten Schritt mit UNDO-Funktion, im zweiten Schritt mit Reset der Gesamteingabe und im dritten Schritt mit Quittierung, d. h. absenden der Weichenstellbefehle und Aktualisierung der Anzeige auf dem Stellpult.

Demnächst werde ich die Hardware etwas näher erläutern. Für die gezeigten Funktionen und die Größe des Testaufbaus ist der UNO vollkommen ausreichend. Mit etwas Optimierung des Programmcodes läßt sich vielleicht der Bedarf an Hauptspeicher sogar noch etwas verringern.

Bei Gelegenheit werde ich die Fahrstraßen angehen.

https://youtu.be/f8iZ8llcTLI

Grüße Thomas

Eine Frage an die Fachleute, die sich mit Loconet, speziell den Funktionalitäten der Bibliothek Loconet.h auskennen.

Gibt es eine Funktion, vergleichbar dem Wire.available beim I2C-Bus, mit dem der Bereitschaftsstatus von Loconet geprüft werden kann?

Mir geht es darum, daß ich während der Programmlaufzeit den Bereitschaftsstatus von Loconet zyklisch abfragen und auf dem Stellpult anzeigen möchte (rote LED falls nicht verfügbar), um zu prüfen, ob überhaupt eine Loconet-Verbindung besteht. Die Abfrage nach Daten LocoNet.receive() liefert mir nur dann Informationen, wenn auch gerade Nachrichten gesendet werden. In der Bibliothek habe ich leider nichts passendes gefunden. Was u. U. aber auch an meinem beschränkten Verständnis zum dort verwendeten C++ liegen kann.

Grüße Thomas