Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

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joachimkr
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Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#1

Beitrag von joachimkr »

Überarbeitet am 19.11.2020

Ich traue mich mal:
Seit geraumer Zeit verfolge ich ein inzwischen anspruchsvolles Projekt, habe Entwicklungsmuster, die funktionieren. Jetzt spezifiziere ich, was dabei am Ende rauskommen soll, um Interessenten anzulocken. Meine Absicht ist, damit letztlich die Stückzahl der Fertigung zu steigern und Kosten zu senken. Alle, die am Projekt teilnehmen, bekommen von mir solange Unterstützung, bis es bei ihnen funktioniert!

Die Ziele, Vorteile des Systems in dieser Technik:

Das Gleisbett hat keine unnötigen Stöße durch Schnitte. Schnitte und Kontaktierungen und Verdrahtung der Kontaktierungen entfallen. ebenso die teilweise recht umfangreiche S88N Verdrahtung, die Stromversorgung für S88 Module entfällt. Was für S88 gilt, ist bei 2-Leiter-Meldern noch schlimmer, da der Aufwand, über den Melder auch den Fahrstrom zu führen, hinzu kommt. Die Verdrahtung ist dann ebenfalls zur Zentrale hin erforderlich, ob LocoNet, oder CAN, oder ...
Stand der Technik:
Wenn man die Vielfalt heutiger Meldetechniken anschaut, unterscheiden sie sich nur durch Meldewege, also Protokolle und Signalisierung über verschiedene Spannungen und Frequenzen und mehr oder weniger inkompatible Systeme.
Die Meldung wird aber nur durch 2 verschiedene Arten gewonnen: durch Brückung über die Gleisräder und Achsen bei 3-Leiter-Technik, oder Strommessung ab Milliampere bis Überlast bei 2-Leiter-Technik.
Gemeldet wird nur, dass dort etwas eingefahren ist. Erst, wenn eine Lok mit Railcom im Gleis ist, kriegt man ihre Adresse - die man in der Steuerung aber bereits kennt. Und auch die Geschwindigkeit. RailCom bietet der Steuerung kaum etwas, das sie nicht schon weiß oder wissen sollte.
Insofern ist bei konventionellen Meldetechniken keine echte Identifikation möglich. Ein Wendezug mit voraus fahrendem Steuerwagen benötigt darin einen Railcom Sender und jeder Abschnitt auch einen Empänger.
Kosten und Verdrahtungsauwand steigen mit Railcom (auch als BiDiB) dann drastisch an, braucht man doch für jeden Block einen Empfänger und einen Booster, der die Austastlücke beherrscht.

Das mache ich nicht mit bei meiner Technik, eine bereits aufgebaute Anlage muss auch erweitert werden können:
Die Stromversorgung der Loks und beleuchteten Wagen ist zuverlässiger, als mit Trennungen. Die Auslösung erfolgt mit recht großer Wiederholgenauigkeit, da die Melder eine Abtastrate von 5 msec haben und jeder autonom arbeitet, nicht in Zeitfenstern wie alle anderen Melder.
Die Meldung erfolgt per Funk, Punkt zu Punkt, mit höherer Geschwindigkeit, als bei konventioneller Technik mit Verdrahtung, weil die Datenrate niedriger ist.
Ein administrativer Zentralknoten, Konzentrator, empfängt die Meldungen und übergibt sie als Besetztmeldung, oder auf Wunsch auch als Identifikation, nach Konsolidierung ins Melde-Netzwerk. Also direkt an einen PC mit Steuersoftware, Raspberry, eine CS oder Z21. Wo der Zentralknoten ist, ist baulich egal. Durch die Einspeisung der Besetztmeldungen per Netzwerk erfolgt eine schnellstmögliche Auswertung. Dadurch sollten Züge immer recht genau anhalten.
Ein- und Ausfahrt aus Schattenbahnhöfen oder Rangierbereichen können zugleich Identifikation beinhalten.

Als Nebeneffekt können ungewollt entkuppelte, abgehängte Waggons erkannt werden, wie bei Achszählern - sogar auch über umgeschaltete Weichen hinweg.
. Auch ohne Kenntnis der Gleisführung und Weichenstellungen ist dies automatisch möglich. Eine Warnmeldung und Stopp können erfolgen.

in Beitrag https://stummiforum.de/viewtopic.php?f= ... 2#p2158242 findet sich eine Ideenliste. Diese ist (noch) nicht Teil der Spezifikation, aber gibt Denkstoff!

Ab Seite 3 gibt es Zeichnungen zur Übersicht https://stummiforum.de/viewtopic.php?f= ... 0#p2035246

Hier die Spezifikation, die ich nach und nach erweitern werde!
Im folgenden die Beschreibung des Kernstücks, aber vorab: Neben dem Kernstück sind je Melder noch 3 Abschnitts-Detektoren enthalten, die entweder die 2-Leiter-Technik mit Strommessung und einstellbarer Empfindlichkeit haben, oder Masse-Kontaktmelder, die sich ebenfalls Belegung merken können.
Beide Techniken entsprechen dem Stand der Technik, bei 2-Leiter-Technik kann bis zu 10A durchgereicht werden, Kehrschleifen-Umschalter können angesteuert werden.
So, nun zum Kernstück
- Das Rückmeldesystem kann bei jedem Gleissystem ab Größe H0, G, 1, 0 egal ob DC oder AC eingesetzt werden. N musste ich zunächst streichen.
- bei H0 wird eine HF Spule unsichtbar ins/unter das Gleis eingebaut
- neu: bei größeren Spuren ist eine Richtungserkennung/Handlung durch einen einzigen Melder möglich, die Spule wird in Form eines Indusi neben die rechte Schiene plaziert. Nur eine Bohrung mittels Schablone und das System sitzt.
- Es ist keine Verdrahtung für die Meldung erforderlich, Gleistrennungen sind nicht erforderlich, es sei denn für die 3 konventionellen Melder.
- es gibt keinen Spannungsabfall durch Dioden, die für die Lasterkennung benötigt werden, es sei denn, für die 3 konventionellen Melder
- Widerstände in Achsen sind nicht erforderlich, es sei denn, für die 3 konventionellen Melder bei 2-Leiter-Technik
- die Rückmeldung erfolgt über 2.4 GHz Funk der BLE (Bluetooth 5.1) Norm, in einem von WLAN getrennten Netzwerk, in eigenen Kanälen
- Reichweite mindestens 20m in geschlossenem Raum, die Melder geben aber untereinander Meldungen weiter
- die Anzahl der Besetztmelder ist praktisch nicht begrenzt, die Steuerungssoftware muss es natürlich ebenfalls schaffen
- H0 : Voll-Metall-Loks (Zinkdruckguss, Messing) werden ebenso erkannt, wie Kunststoff Waggons: per unterwärts, in Achsnähe angeklebten RFIDs
- Spuren 1, G, 0: das RFID wird unauffällig an Indusi Nachbildungen oder Trittbrettern angebracht
- die volle Bahngeschwindigkeit ist möglich, der Leser ist schnell
- die Melder kommunizieren mit einem Konzentrator und können Züge identifizieren. Wird der Zug unvollständig, gibt es Alarm, je nach System auch Abschaltung/Stop
- die Belegtmeldungen werden aufgehoben, wenn der Zug vollständig passiert hat, oder die Richtung wechselt und vollständig zurückfährt
- die Belegtmeldungen werden einer CSx, z21, oder einer Software Bahnsteuerung in Realzeit per Netzwerk übergeben. Die Zeit dieser Erfassung hängt nicht von der Anzahl der Melder ab
- die Ausgaben erledigt ein Sammelknoten, der auch alle administrativen Aufgaben erledigt, ein Raspberry PI. Ich arbeite nur mit dem PI 4. Ich nenne ihn Konzentrator. Der PI soll nichts anderes tun, als Meldungen in Realzeit weiterreichen. Er hat den Algorithmus, um aus Punktmeldungen an beliebigen Meldern Rollmaterial, Belegungen und Strecken zu ermitteln. Er hat keine Kenntnis des Gleisplans und braucht diesen auch nicht
- es entsteht als erstes ein C-Gleis, welches komplett fertig ist. Für Märklin und Trix, H0. Ich denke erstmal an CNC Bearbeitung und Bestückung bei mir
- Roco Gleise mit Bettung: Wird geprüft - dürfte aber sicher klappen
- für K Gleis wird Antenne und Platine getrennt, dies ist die für mich persönlich wichtigste Variante, da ich ausschließlich K-Gleis habe.
- für K Gleis: beides wird fertig geliefert, der Einbau wird mit Werkzeug gestützt.
- für N Gleis: derzeit zurückgestellt - Die N Schienen sind hoch und eng nebeneinander. Das ist für Hochfrequenz (13.65 MHz) problematisch.
- Wenn doch N-Gleis möglich wird: Die Gleise mit Spulen werde ich liefern müssen, so klein ist das Zeug
- Spuren1, G, 0: Die HF Spule sitzt in einer Indusi-Nachbildung, wie im Original. Einfache Nachrüstung möglich, eine Bohrung
- DC H0 Gleise werden ebenfalls mit definiertem Werkzeug bearbeitet, für Erscheinungsbild und Funktionssicherheit. Ich denke an CNC Bearbeitung.
- Gartenbahnen werden mit Wetter-festen Einbausätzen möglich sein. Die werden jahrelang außen überleben.
- Die Identifikation des Zuges kann entweder direkt in die Steuerung übergeben werden, vorausgesetzt, sie kann damit etwas anfangen
- oder per Konzentrator auf zugeordnete 'Phantom'-Melder zugeordnet werden, um besondere Aktionen für genau diesen Zug zu ermöglichen
- Vermutlich über ein simples Verwaltungstool auf dem Konzentrator, aufgerufen über ein Web-Interface, also per Smartphone oder Anlagen-PC. Auf diesem Weg wird konfiguriert, was nötig ist
- Wenn zukünftig Bedarf entsteht, wird der Konzentrator alternativ mit einem kleinen LCD Touchscreen anzeigen und bedient.
- ob der Zug vor oder zurück fährt, ist irrelevant, es funktioniert
- Weichen-Strecken sind beliebig, Vollständigkeit wird trotzdem erkannt
- das System kommt ohne Kenntnis des Gleisbilds oder Weichen, Weichenstellungen aus
- die Platine ist mit modernen Chips aufgebaut, hoch verdichtet, sie kann nur mit Reflow-Löten hergestellt werden, kein Hobbyist kann das.
- Bausätze für K-Gleis oder DC Gleise werden immer fertige Platinen beinhalten: kein Hobbyist kann diese Chips verarbeiten!
- es wird der Logik, aber nicht der Technik von Besetztmeldern wie bei S88 gefolgt (Abschnitt besetzt oder frei).
Nachtrag: Dies ist eigentlich eine fast unzulässige Vereinfachung der tatsächlichen Leistung, denn was bei konventionelen Meldern eine feste Strecke ist, entspricht hier einerseits zwar dem festen Abschnitt zwischen 2 Meldern, aber es wird zusätzlich auf die Länge des Zugs Rücksicht genommen!
- als Zusatz gibt es bei Bedarf eine S88 Bus-Meldeplatine, für diejenigen, die unbedingt das S88 System verwenden wollen oder müssen.
- Alternativ kann der einschlägig bekannte LocoNet verwendet werden, oder der Z21 R-Bus
- Auch die Ausgabe per CAN ist denkbar, ist auch technisch gut, der CAN Bus
- die Meldung erfolgt schnell und zuverlässig, auf ca.1 - 2 cm genau (Wiederholgenauigkeit), wenn nicht S88 Technik mit drin ist
- Latency liegt bei 6 bis 10 msec (oder kürzer)
- es werden nur RFIDs bestimmter Norm verwendet, die Außenmaße von 8 * 8 mm haben. Andere lasse ich zunächst nicht zu
- die Zugverbände können jederzeit frei geändert werden
- zur Steuerungssoftware ( oder CS, oder ... ) wird mit einem Raspberry PI per Netzwerk der Melder-Datenstrom übergeben vom Konzentrator
- der PI hat genug Rechenleistung, um keine nennenswerte Verzögerung zu verursachen
- der PI macht exklusiv dieses, nichts anderes. Das Administrations-User-Interface realisiere ich per Web-Page des PI, so dass jeder PC oder Tablet zugreifen kann
- die Melder beinhalten einen ARM Cortex Prozessor, für den das gleiche gilt: nur diese Meldetechnik, für schnellste Funktion, keine Nebenfunktionen
- Der Konzentrator bleibt bei Anlagenabschaltung eingeschaltet. Die H0 Melder erhalten im einfachsten Fall Strom aus dem Gleis; Wiederverbindung nach Abschaltung erfolgt im Sekundenbereich. Bei größeren Spuren ist andere Versorgung möglich, aber nicht nötig
- Der Konzentrator speichert den Systemzustand im Falle der Abschaltung des Gleises. Der Melder hat feste Konfigurationsdaten
- Mit einem Smartphone oder dem Konzentrator kann beim Einbau des Melders seine Funktion geprüft werden
- jeder Melder hat einen garantiert eigenen, einmaligen Namen
- im Falle einer CS2/3 werden die Meldungen in deren Märklin UDP Format an diese übergeben, dann als CAN Meldungen von Belegtmeldern verarbeitet
- bei RocRail im MQTT / XML Format
- Ein manuell definiertes Mapping bestimmter RFID Transponder auf Extra-Meldernummern erlaubt Sonderaktionen (Phantom-Melder)
- eine Verwaltungssoftware erlaubt die Konfiguration der Melder, Namensvergaben und Anzeige von Zuständen. Die Namensvergabe gilt nur im Konzentrator und erleichtert den Aufbau
- Die Melder und der Raspberry arbeiten autonom, müssen nur einmalig konfiguriert werden
- Die Konfiguration ist größtenteils automatisch, aber da die Anlagen ggf. bereits Melder haben, brauchen wir einmalige Nummern.
- Die Melder kommen so fertig, wie es geht (siehe obige Liste)
- noch nicht fixiert: Um die individuelle Anbringung von RFIDs am rollenden Material oder anderen Parametern zu kompensieren, könnte eine individuelle Verzögerung der Meldung am Übergabeknoten erfolgen. Ziel ist, punktgenau zu halten. Grund: 1.Kante des Zugs soll an Signal / Ziel stehen. Verfahren ist bei verschiedenen Steuerungssystemen identisch aufgebaut, also bewährt
- Wenn bei allem vorhandenen rollenden Material das RFID maximal (beispielsweise) 20 cm von der Vorderkante entfernt ist und beim kürzesten 5 cm, jeder Zug auf dem IN Melder eine typische Minimalgeschwindigkeit hat, wird es eine passende Zeitspanne geben, um ihn optimal zum Stehen zu bekommen. 1 bis 2 cm Toleranz hielte ich für OK.
- Es gab die Frage, ob man die Melder in Weichen integrieren kann: Nein, leider nicht. Der benötigte Raum, freie Strecke im Gleis ist zu kurz
Im Gegenbogen schlanker H0 Weichen geht's aber
- Das Rückmeldegleis wird um simple, optionale Belegungsmeldungen ergänzt Variante 2 ist also mit Märklin Masse-Meldung, Variante 3 mit DC Strommessung. Die ist sensibel einstellbar, oder tolerant für Außenbereich

Die Anzahl benötigter Melder hängt davon ab, ob man die Option von 3 konventionellen Meldern nutzt. Bei ausschließlich RFID-Punkt-Meldung ist es so, wie mit Reed-Kontakten zu zählen.
Dies ist genau die gleiche Anzahl in einem komplett in Abschnitte gegliederten Gleisplan.
Also im einfachsten Falle eines Bahnhof-Gleises: Einen bei Einfahrt, der löst mit dem ersten RFID, z.B. der Lok, 'besetzt' aus.'
Die Lok sollte dann Fahrt zurücknehmen, bis sie vor Ende schleicht.
Dann einen am anderen Ende, kommt der zweite, nächste Melder, die Lok wird mit Geschwindigkeit 0 angehalten.
Sie wird dann ggf. noch ein paar cm fahren, aber stoppen.
Irgendwann später, fährt der Zug wieder an.
Der Block bleibt besetzt, bis der letzte Waggon mit RFID, der den Einfahrtmelder passiert (hat oder nun wird), am Ausfahrtmelder (hier dem zweiten) den RFID Melder ebenfalls überfahren hat.
Das Konzept dient ja auch dazu, die Vollständigkeit zu prüfen.
Die Züge werden mit *mindestens* 2 RFIDs bestückt. Am besten mehr, um Zusammenstellungen frei zu gestalten.
Die Blöcke haben jeder 2 Melder. Der Streckenblock befindet sich dann zwischen denen.
Logisch aber ist, dass man auf freier Strecke nur je weiteren Block einen weiteren Melder braucht - zwischen je 2 gibt es eine Block-Strecke dazwischen.

Soweit erstmal. Ich hatte überlegt, das mit Kickstarter zu beginnen, aber es ist einfach kein trendiges Massenprodukt, sondern eine Weiterentwicklung von Bestehendem. Wer Interesse für eine eigene Verwendung hat, kann bitte an mich eine PN senden oder hier diskutieren. Das Thema wurde als 'Mfx Rückmeldegleis' bereits zu diskutieren begonnen.

Viele Grüße
Joachim
Zuletzt geändert von joachimkr am Do 19. Nov 2020, 02:19, insgesamt 28-mal geändert.

hu.ms
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#2

Beitrag von hu.ms »

Der rückmeldeweg schnurlos ist für leute interessant, denen der verkabelungsaufwand zu groß ist und die dafür das geld für die funk-komponenten ausgeben wollen.

Die fahrzeugidentifizierung per RFID klingt sehr interessant.
Stichwort: welche fahrzeuge sind wo auf der anlage.
Ist aber m.e. nur bei PC-steuerung wirklich von nutzen. Dort gibt es aber schon die relativ zuverlässige zugfolge-funktion in der software.
Allerdings frage ich mich, woran erkannt werden soll, welches fahrzeug eines verbandes das letzte ist um auf diesem weg verlorene wagen zu erkennen.
Das muss doch per programmierung im system hinterlegt werden, sodaß man immer an feste wagenverbände gebunden wäre.

Das ganze hat - wie jedes system - vor- und nachteile, die jeder anders beurteilt und entsprechend seine kaufentscheidung treffen wird.
Insofern ist das marktpotential schwer zu beurteilen.

Hubert
Mein anlagenneubau: viewtopic.php?f=15&t=140152
Meine fahrzeugverbesserungen: viewtopic.php?f=27&t=132888

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joachimkr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#3

Beitrag von joachimkr »

Moin Hubert,
Es dreht sich nicht mehr um das Marktpotential. Ich werde das entwickeln und meine Anlage damit ausrüsten.
Die Anmerkung, das ginge nur mit PC, ist nicht richtig. Richtig ist jedoch, dass die Märklin CS und Anlagensteuerung diese Überwachung auf Vollständigkeit nicht machen. Diese Aufgabe löse ich und liefere die Lösung - sie schickt Fehler zur CS, bzw. Steuerungssoftware und die kann dann stoppen.
Man ist nicht an feste Zugverbände gebunden.
Viele Grüße,
Joachim
Zuletzt geändert von joachimkr am Mi 16. Okt 2019, 18:56, insgesamt 1-mal geändert.

vikr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#4

Beitrag von vikr »

Hallo Hubert,
hu.ms hat geschrieben: Mi 16. Okt 2019, 07:03 Der rückmeldeweg schnurlos ist für leute interessant, denen der verkabelungsaufwand zu groß ist und die dafür das geld für die funk-komponenten ausgeben wollen.
WLAN-Rückmeldung ist vor allem erst mal für Tisch- oder Teppichbahner interessant, vor allem solange es nicht gleich mehrere dutzend Rückmelder sein müssen.
Wenn man das selber mit den üblichen Komponenten (ESP8266) baut, kommt man auf Zusatzkosten von unter 10 Euro pro Melder.

Auf den Modellbautagen 2019 in Hochdahl, nächste Woche. https://www.stummiforum.de/viewtopic.php?f=13&t=172765
kann man sich überzeugen, daß die Teile in Anlagen-Betrieb funktionieren und sich ansehen wie man sie sich z.B. mit zwei Wemos D1 mini für jeweils ca. 2,50 Euro selbst bauen kann. Wer zwei solcher Teile nach Hochdahl mit bringt, kann sie funktionsfähig mit nach Hause nehmen...
hu.ms hat geschrieben: Mi 16. Okt 2019, 07:03 Die fahrzeugidentifizierung per RFID klingt sehr interessant. ......

Das ganze hat - wie jedes system - vor- und nachteile, die jeder anders beurteilt und entsprechend seine kaufentscheidung treffen wird.
Insofern ist das marktpotential schwer zu beurteilen.
Auch dass RFID-Leser im Gleis ohne jede Schienentrennung mit gängigen Steuerprogrammen problemlos als Momentmelder zusammenarbeiten können und dabei noch ihre Nummer bzw. die Lok-Adresse übermitteln, könntest Du Dir dieses Jahr vom 31.10. bis 3.11. in Hochdahl zeigen lassen, wenn Dir das nicht doch zu weit ist...

MfG

vik

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#5

Beitrag von joachimkr »

Hallo zusammen,

Die Spezifikation ist erweitert worden, um das System klarer zu beschreiben. Immer, wenn ich das tue, werde ich den ersten Eintrag des Threads ändern und einen Hinweis wie diesen schreiben.
viewtopic.php?f=5&t=173168
Schickt mir eine PN, wenn Ihr Interesse habt und darin auch Eure Email-Adresse, die ich nur in dieser Sache verwende.

Viele Grüße
Joachim

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joachimkr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#6

Beitrag von joachimkr »

Hallo zusammen,

Hier noch ein FAQ, mit gestellten Fragen und Antworten:

Frage: Wie erfolgt die Übersetzung der über RFIDs ausgelesenen Daten auf die CS3?
Wird der Zug oder die Lok auf der CS3 auch angezeigt?
Kann die CS3 bei ausreichenden Kontaktstrecken erkennen, wo die Lok/Zug sich befindet?
Können Lok/Zug-bezogenen Aktionen über ein beliebiges Kontaktgleis ausgelöst werden?

Antwort:
die CS3 wird mit Netzwerk verbunden, mein Meldesystem hat einen Raspberry PI dabei, der dann alles erforderliche in die CS3 einspeist. Die ID Nummer des RFID bleibt im System, es gibt 'nur' Besetztmeldungen an die CS3 ab. Märklin hat für die CS2 eine Spezifikation herausgegeben, die wahrscheinlich noch gilt, die sind ja meist aufwärts kompatibel. Darin steht, wie man von außen Pakete per UDP Protokoll einspeist, die dann als CAN Pakete gelten. Die Märklin S88 Melder machen das über CAN, was ich dann mit UDP liefere.
Gemeldet wird 'besetzt' und die Nummer des Melders - genau wie mit Drähten.
Wenn die CS3 heute in der Lage ist, eine Lok auf einem Gleisplan von Block A nach Block X zu bringen, wird sie das weiterhin tun und anzeigen, was sie glaubt. Es wird wohl stimmen, wenn Weichen korrekt stehen. Von einem RFID kriegt die nix mit, das kennt sie nicht.
Der Raspberry mit dem Meldesystem kann neben den normalen Blockmelder-Signalen noch künstliche als kurz besetzt melden, die dann bestimmten Loks/Waggons (RFIDs) gehören, die an bestimmten Meldern vorbeikommen.
Dann kann man dieser Meldung eine Befehlssequenz zuordnen und somit tun, was man möchte.
Hupen, schalten, Weichenstraßen, ...

Welche Steuerungssoftware wird unterstützt ?

Im Prinzip alle. Jedoch zuerst diejenigen, die eine offenen Netzwerkschnittstelle aufweisen. Erste Implementierung wird für Rocrail sein, weil die bei mir bereits verwendet wird. Aber ich bin offen, bereit mit anderen zu erproben! Meldet Euch mit Testangeboten!

Wie kommen die Meldungen ins System (Software oder Zentrale)

Ein Bluetooth 'Konzentrator' auf Basis eines Raspi übernimmt diese Aufgabe. Der Raspberry bildet insbesondere die Brücke zwischen dem Netzwerk von Meldern, koordiniert die Meldungsflüsse damit sie optimal schnell in Realzeit umgesetzt werden können. Eine genaue Analyse der Fähigkeiten von Windows und Linux zum Betrieb der modernen Bluetooth Low Energy Komponenten ergab, dass beide Systeme prinzipiell solche Sensorik/Adapter betreiben können, aber es ist so gut wie nichts kompatibel. Der Raspberry mit meiner Software darauf schließt diese Lücke.
Das drahtgebundene Interface zum Netzwerk hat dann die höchste Geschwindigkeit und damit die beste Positionsgenauigkeit der Melder.

Meine Zentrale hat nur S88 Melde-Eingänge, kein Netzwerk

Für Eigner einer Zentrale ohne Netzwerkinterface betreibt der obige Raspi zusätzlich in Realzeit einen S88 Melder, mit einer fast unbegrenzten Zahl an Melde-Bits (mehrere hundert sind möglich). Dieser Melder wird auf den Raspi-Header gesteckt.

Kann das Meldesystem den Aufenthaltsort eines Zuges bestimmen?

Ja, es muss eine Bedingung erfüllt sein, dann ist das möglich:
Die Abschnitte sind lückenlos definiert und sind mit Meldern bestückt.

Da die Besetztmeldung immer zwischen 2 benachbarten Meldern ausgehandelt wird, kann ein Melder durch Koordination vom Konzentrator mehr als eine Rolle einnehmen, also ENTER und IN als Beispiel
Der Melder puffert den Istzustand, wenn die Gleisspannung wegbricht. Nach dem wieder einschalten ist bekannt, ob und welcher Zug im Block ist


Weitere Fragen, die Unklarheiten zeigen, werde ich hier einfügen.und zu beantworten versuchen.

Viele Grüße
Joachim
Zuletzt geändert von joachimkr am Do 14. Nov 2019, 00:57, insgesamt 5-mal geändert.

Threadersteller
joachimkr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#7

Beitrag von joachimkr »

Update zur Entwicklung:
Ein Versuchsaufbau zur Messung der tatsächlichen Erkennungsgeschwindigkeit und dessen zugeschnittener Software zum Betrieb des Chips ist fast fertig. Vorausgegangen ist die Optimierung auf die verwendeten 8-mm RFID Tags.
Es geht voran, die Software des Lesers selbst ist somit fast fertig.

Ich möchte daran erinnern, dass wer immer sich bei mir per PN oder Email meldet, um zu partizipieren, beim ersten Fertigungslos berücksichtigt wird. Jeder da dabei mitmacht, hilft dem Projekt

Heinzi
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#8

Beitrag von Heinzi »

Hallo Joachim

Zweifelsohne ein sehr interessantes Projekt. Leider kann ich da mangels Fachwissen (und Zeit) nicht mit-mischen. Aber ich habe da trotzdem einige Fragenzeichen die ich noch nicht kapiert habe und dir/ euch ev. als Denkanstoss dienen können.

1)
Gemeldet wird 'besetzt' und die Nummer des Melders - genau wie mit Drähten.
Wenn ich das richtig verstanden habe ist der RFID Leser quasi ein richtungsneutraler Punktmel-der. Zur Gleisbesetztmeldung (zumindest im Märklin System) werden zur Gleisbesetztüberwa-chung, ich nenn das jetzt mal Streckenmelder verwendet. Das heisst der entsprechende S88 kon-takt ist aktiv solange etwas auf der überwachten Strecke steht (oder fährt). Wie funktioniert das bei deinem System? Gibt es da am Anfang und am Ende jeder Überwachten Strecke einen Leser, so quasi nach dem Motto: "Hallo ich bin da"…….."Hallo ich bin dann mal wieder weg"?

2)
Wenn die CS3 heute in der Lage ist, eine Lok auf einem Gleisplan von Block A nach Block X zu bringen,
Kann die CS3 das wirklich? (ich habe keine CS3) Soviel ich weiss kann die CS3 keine "Zugver-folgung" machen! Da heisst es lediglich "besetzt" oder "frei". Zwei aufeinanderfolgende Ab-schnitte können durchaus durch zwei verschiedene Züge belegt sein. (z.B. ist das in meinem SBH der Fall). Die CS3 wird das nicht unterschieden können.

3) Dann auch nochmal die Frage wie das System einen vollständigen Zug erkennt?
Durch zählen der RFID Chips beim Einfahren in einen Abschnitt und Ausfahren aus dem Abschnitt und dann durch Vergleich.
--> was passiert wenn ein Zug länger ist als ein überwachter Abschnitt?
4)
Ein Versuchsaufbau zur Messung der tatsächlichen Erkennungsgeschwindigkeit ........zum Betrieb des Chips ist fast fertig
Und, wie schnell kannst du über den Leser brettern?
Gruss Heinzi
------------------
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#9

Beitrag von Pirat-Kapitan »

Moin Heinzi,
zu 1.

Das ist ja gerade der Unterschied zwischen einem Gleisbesetztmelder, der wegen der Gleistrennung für den Stromkontakt immer eine mehr oder weniger lange Strecke benötigt und einem punktförmigen melder, wie z.B. Reedkontakt, Hallsensor, (m.W. auch die mit Schleifer betätigten Märklin Kontaktgleise des metallgleises aus dem 50er/60er Jahren) und eben solcher RFID-Melder.

Du kannst diese Frage auch anders stellen, will ich die komplette Strecke auf Belegtsein (z.B. durch verlorene Wagen etc.) überwachen oder reicht mir eine punktuelle Positionsangabe als Meldung für ein Ereignis.
Viele Anlagen werden nur mit solchen punktförmigen Meldern betrieben, meine beiden übrigens auch. Die Gründe dafür sind an anderer Stelle schon ausreichend diskutiert worden, sollten hier in diesem Thema also nicht mehr kriegsentscheidend sein.

zu 3.
hier gilt im Prinzip die Achszählertechnik, bei der es auf die Anzahl der Zählimpulse ankommt. die Zuglänge im vergleich zur "Blocklänge" spielt m.E. keine Rolle, weil das Abziehen der ausfahrenden Achsen von den im Block befindlichen Achsen parallel zum Zählen der einfahrenden Achsen erfolgt.
Für eine Ausertung auf frei oder besetzt spielt nur die aktuelle Anzahl der Achsen im Block ein Rolle.
"Achse" sollte hier bitte als "RFID-Kontakt" gelesen werden.

zu 4.
Zur "Brettergeschwindigkeit" lassen sich Aussagen nur unter Bezug auf die verwendete Hardware machen, da spielen Lesegenauigkeit (Trennschärfte zum Nachbargleis), Signalstärke (Abstand Leser - RFID-Chip) u.a eine Rolle. Im Rocrailforum sind Berichte über den erfolgreichen Einsatz solcher RFID-Technik (allerdings m.W. noch mit Verdrahtung) vorhanden. Wenn bei diesem hier beschriebenem Versuch die mögliche "Brettergeschwindigkeit" zu gering ist, sollte nach Hardwarealternativen gesucht werden, ich habe ähnliches vor ca. 10 Jahren mal im Großbahnbereich ausprobiert.

Schöne Grüße
Johannes
Spur G im Garten, H0m im Hause. Lenz LZV100 mit Rocrail, Manhart-Funky und RocoWLM.

vikr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#10

Beitrag von vikr »

Hallo Heinzi,
Heinzi hat geschrieben: Di 22. Okt 2019, 10:08 Zweifelsohne ein sehr interessantes Projekt.
Aber ich habe da trotzdem einige Fragenzeichen die ich noch nicht kapiert habe und dir/ euch ev. als Denkanstoss dienen können.
RFIDs im Betrieb gibt es wieder ab 31.10.2019 im Lokschuppen zu besichtigen.
https://www.stummiforum.de/viewtopic.php?f=13&t=172765
Dort könntest Du auch alle Deine Fragen los werden.
Ein reines RFID-Rückmeldesystem muss aufgrund seiner Punktmeldeeigenschaften die gleichen logischen Anforderungen erfüllen, wie etwa ein Rückmeldesystem mit Reed-Kontakten oder mit den Märklin-Schaltgleisen oder mit den Fleischmann-Pilz-Kontakten.

Solche Systeme funktionieren hervorragend, können aber manche gewünschten Features (z.B. welche Schuppengleise sind belegt und welche Lok steht in welchem Schuppengleis, wenn der Anlagenstrom gerade eingeschaltet wurde) nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Zusatzaufwand leisten. Deshalb macht es durchaus Sinn Punktmelder und Belegtmelder nebeneinander zu verwenden.

Kontaktgleisabschnitte (Märklin) oder Stromfühlerabschnitte (Zweileitersysteme) arbeiten sehr zuverlässig als Belegtmelder, Punktmelder dagegen liefern zuverlässige Informationen wann ein bestimmter Teil eines Zuges einen bestimmten Teil der Anlage überfährt. Tatsächlich ist der Eingriff in die Verdrahtung einer bereits eingebauten und eingeschotterten Schiene beim Punktmelder minimal im Vergleich zum Abschnittsmelder, z.B. bei C-Gleisen.

Mit den gängigen Modellbahnsteuerprogrammen kann man aus beiden Rückmeldetypen das jeweils am besten passende erreichen.

Mit der CS2 geht das m.E. sogar noch besser als derzeit mit der CS3 die RFIDs sinnvoll zu nutzen und natürlich könnte Märklin die CS3-Software so umschreiben, dass die RFIDs einfacher nutzbar wären, aber darauf kann man nicht wirklich setzen,solange Märklin kein eigenes Geschäftsmodell sieht.

MfG

vik

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#11

Beitrag von joachimkr »

Heinzi hat geschrieben: Di 22. Okt 2019, 10:08 Hallo Joachim
.....
Und, wie schnell kannst du über den Leser brettern?
Der Messwert liegt nun vor. Innerhalb von 8.8 msec wird das Tag erkannt. Das ist unter statischen Bedingungen, also Feld einschalten, bis der Lesechip den UID des (ruhenden) Tags hat.
Das reicht für jede Modellbahn....
Das war ja auch das erklärte Ziel, das so schnell zu machen, dass es sicher wird.
Die Messung wird mit anderen Antennen wiederholt, aber die Leistung des Lesers ist derzeit noch gedrosselt. Und wie es aussieht, bleibt es dabei.
Die bisher gebauten Antennen arbeiten nur im Nahbereich, am Nebengleis gibt es praktisch kein relevantes Feld mehr.

Die anderen Fragen beantworte ich später.

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#12

Beitrag von joachimkr »

Hallo Heinzi,
Heinzi hat geschrieben: Di 22. Okt 2019, 10:08 Hallo Joachim
....
Gibt es da am Anfang und am Ende jeder Überwachten Strecke einen Leser, so quasi nach dem Motto: "Hallo ich bin da"…….."Hallo ich bin dann mal wieder weg"?
Am Anfang und Ende je einer. Der erste RFID eines Zugs löst die Besetztmeldung aus. Dann kommen ggf weitere, einer ist am Ende. Der löst den 'Frei' Zustand aus. Genauso, wenn der Zug umkehrt, der erste wieder erscheint, dann ist der Block ebenfalls frei. Die Meldungen werden also logisch bestimmt.
Es gibt noch komplexere Szenarien, die verkneife ich mir jetzt.
Heinzi hat geschrieben: Di 22. Okt 2019, 10:08 Soviel ich weiss kann die CS3 keine "Zugver-folgung" machen! Da heisst es lediglich "besetzt" oder "frei". Zwei aufeinanderfolgende Ab-schnitte können durchaus durch zwei verschiedene Züge belegt sein. (z.B. ist das in meinem SBH der Fall). Die CS3 wird das nicht unterschieden können.
Keine Steuerung verfolgt den Zug. Sie steuert ihn durch Gleisbild und Weichenstellungen. Da meinem Meldesystem die Weichenstellungen unbekannt sind (bei Rocrail könnte ich es wissen), werden alle Zugverbände an alle Melder bekannt gegeben. Details lasse ich weg. Aber deswegen ist jedem Melder beide Enden (und Zwischenwagen) eines Zuges bekannt. Es ist egal, ob es 200 Züge mit je 20 Wagen sind, oder mehr.
Heinzi hat geschrieben: Di 22. Okt 2019, 10:08 3) Dann auch nochmal die Frage wie das System einen vollständigen Zug erkennt?
Durch zählen der RFID Chips beim Einfahren in einen Abschnitt und Ausfahren aus dem Abschnitt und dann durch Vergleich.
--> was passiert wenn ein Zug länger ist als ein überwachter Abschnitt?
Das sollte durch den verherigen Abschnitt klar sein. Durch Vergleich.
Wenn ein Zug länger ist, als ein Abschnitt, werden beide, oder mehr Abschnitte als belegt gemeldet. Wie bei 'Drahtsystem' auch.

Viele Grüße
Joachim

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#13

Beitrag von joachimkr »

Hallo Johannes
Pirat-Kapitan hat geschrieben: Di 22. Okt 2019, 11:08 ...
hier gilt im Prinzip die Achszählertechnik, bei der es auf die Anzahl der Zählimpulse ankommt.
Ich gehe einen Schritt weiter. Sollte der Zug an einer Weiche aus dem Gleis, über das Achsen gezählt werden, abgeleitet werden, kann ich an anderem Melder 'weiterzählen' und bei passieren des letzten Wagens den Ursprungs-Block ebenfalls befreien. Das bleibt konsistent, trotz Weiche(n). Derzeit erhältliche Systeme können das nicht. Dort sind immer Anfang und Ende fixiert. Da es immer so abgebildet wird, wie bei Märklin Schaltgleisen, kann jede Steuerung das, was sie vorher konnte.
Zusätzlich kann ich ein Stopp-Signal ausgeben, wenn ein RFID nicht erscheint, das hätte kommen müssen. (Details lasse ich weg)
Es gibt weniger Schäden durch ungewollt aufgetrennte Züge, abgehängte Waggons.

Viele Grüße
Joachim

volkerS
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#14

Beitrag von volkerS »

Hallo Joachim,
du schreibst in Beitrag 11, dass die Erkennungszeit 8,8msec beträgt.
Welche Geometrie haben deine Antennen? Hintergrund meiner Frage ist folgender:
Ein ICE3 bewegt sich bei 300km/h und 1:87 innerhalb einer Sekunde 0,96m, also 0,96mm pro msec. Bei 8,8msec Reaktionszeit muss sich der RFID-Sensor also mindestens auf einer Strecke von 8,5mm innerhalb eines ausreichenden starken Feldes des RFID-Lesers befinden. Dies setzt ovale Antennen vor raus. Die Antenne sollte also etwa 15mm aktiven Bereich haben da statische und dynamische Messungen sich nie gleich verhalten!
Basis meiner Überlegung waren die linsenförmigen 8mm RFIDs mit denen ich beruflich arbeite.
Volker

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#15

Beitrag von joachimkr »

volkerS hat geschrieben: Mi 23. Okt 2019, 06:14 Hallo Joachim,
....
Welche Geometrie haben deine Antennen? Hintergrund meiner Frage ist folgender:
...
Basis meiner Überlegung waren die linsenförmigen 8mm RFIDs mit denen ich beruflich arbeite.
Volker
Hallo Volker,

Ich habe Varianten, die kürzeste Antenne hat 80 mm Länge. Das heißt bei meinen Tags 72 mm aktive Strecke.
Beim ICE1 u. ICE2 wird das Feld durch den Zinkdruckguss geschwächt, aber 72 mm wird locker reichen. Es gab viele Vorversuche und Messungen mit dem Vektor Analyzer, um Antennengeometrie, Anpassungsnetzwerk und Zinkdruckguss-Loks, aus denen ein Drittel meines Bestands besteht.

Viele Grüße
Joachim

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#16

Beitrag von joachimkr »

Anmerkung zu Gleisen ohne Bettung:
Die Spule zur Kommunikation mit dem TAG wird bei Gleisen der Spur G, 1 von oben in gefräste Nuten gelegt. Dann mindestens eingeklebt, damit die Geometrie stimmt.
Bei Märklin K und allen DC Gleisen ohne Schotterbett wird das genauso gemacht.
Anschließend wird die Spule am besten eingeschottert.
Für die Nuten werde ich Vorgaben machen, damit die HF Technik zuverlässig funktioniert.
Auch Fräswerkzeuge werde ich beschreiben, eventuell verleihen.

Die Spulen werde ich liefern, sowie die Leiterplatten, bestückt.

vikr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#17

Beitrag von vikr »

Hallo Volker,
volkerS hat geschrieben: Mi 23. Okt 2019, 06:14 Welche Geometrie haben deine Antennen?
Der Selbstbau von Antennen wurde hier ausführlich beschrieben:
http://www.vgbahn.de/dimo/rfid/Externe_ ... tt-v01.pdf
volkerS hat geschrieben: Mi 23. Okt 2019, 06:14
Hintergrund meiner Frage ist folgender:
Ein ICE3 bewegt sich bei 300km/h und 1:87 innerhalb einer Sekunde 0,96m, also 0,96mm pro msec. Bei 8,8msec Reaktionszeit muss sich der RFID-Sensor also mindestens auf einer Strecke von 8,5mm innerhalb eines ausreichenden starken Feldes des RFID-Lesers befinden. Dies setzt ovale Antennen vor raus. Die Antenne sollte also etwa 15mm aktiven Bereich haben da statische und dynamische Messungen sich nie gleich verhalten!
Zuvor wurden auch dynamische Messungen im Kontext der Nutzung verschiedener MidellbahnsteuersSteme durchgeführt. Bei welchen absoluten Geschwindigkeiten man noch sicher messen kann und welchen Modellgeschwindigkeiten das entspricht, ist hier beschrieben worden:
http://www.vgbahn.de/dimo/rfid/V-Messun ... tt-v01.pdf
volkerS hat geschrieben: Mi 23. Okt 2019, 06:14Basis meiner Überlegung waren die linsenförmigen 8mm RFIDs mit denen ich beruflich arbeite.
Wir haben uns damals bestimmte Geometrien gewünscht, uns dann natürlich für am Markt erschwingliche TAGs entschieden und den Bau der dazu passenden Antennen beschrieben.

Die Idee das Leseergebnis dann über S88 anzubinden (damals vor allem natürlich an die CS2), hat grundsätzlich funktioniert, war aber nicht skalierbar, Deshalb haben wir damals RS485 benutzt und die Daten direkt an den PC weitergegeben. Heute machen wir über das LAN-Protokoll, aber an die Z21.

Während bei uns immer eine Selbstbaulösung im Focus stand und steht, strebt Joachim ein Fertigprodukt an.

Als Fertigprodukt gibt es nach meinem Kenntnisstand derzeit nur die Lösung von Digimoba:
https://www.digimoba.de/Digimoba-Neusho ... fu6vl8qvt6

Auch hier wird der RC522 als Lesechip verwendet.

Joachim will zwar denselben Frequenzbereich aber einen neueren Lesechip verwenden, der dann auch andere Protokolle ermöglicht.

Bereits funktionierende Lösungen (auf Basis des RC522), kann man sich gern vom 31.10. bis 3.11.2019 im Lokschuppen ansehen:
viewtopic.php?f=13&t=172765

MfG

vik

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#18

Beitrag von joachimkr »

Hallo Vik,

die Zitiererei über 3 Ebenen zu ziehen lasse ich jetzt, das ist zu mühselig.

Ich strebe keine Fertiglösung an, weil ich das will. Vielmehr ist es so, dass die modernen Chips das erfordern. Die RC522 Leser sind ebenfalls Fertigplatinen, mit SMD Komponenten. Ihr habt nur die Spulen angepasst.
Der RC522 erfordert auch noch eine Ansteuerung durch einen Mikroprozessor, den Ihr ebenfalls als Fertigplatine kauft. Da die Daten dann noch zur Steuerung gelangen müssen, ist dafür ebenfalls eine Baugruppe erforderlich.
Ein Raspi Nano könnte das beides. Die 5V Betriebsspannung muss dann auch noch irgendwo herkommen.
Alles zusammen: viele Baugruppen, Kabel, Bastelei.
Das hat mir nicht gefallen und ich packe alles auf eine Platine, die alles beinhaltet und von denen ich auch 30 oder 50 Stück verbauen kann, ohne dass das ganze instabil oder unzuverlässig wird.

Die Einbindung der CS2 und CS3 sind für mich noch nicht abgeschlossen. Dass die CS2/3 viele Melder in Realzeit verarbeiten kann, sollte man dringend annehmen! Märklin hat ja ein gut funktionierendes Gesamtsystem, dass das beweist.
Was also führte Euch zu dem Schluss, die könne das nicht, das sei nicht skalierbar?
Wie habt Ihr das an die CS2 eingebunden?
Wieviele Leser sind denn konkret bei Euch eingebunden?

Die Übergabe per Netzwerkprotokoll an eine PC Steuerung ist optimal, aber viele haben nur die CS2/3.
Für mich selbst ist Rocrail die Steuerung.

Viele Grüße
Joachim

vikr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#19

Beitrag von vikr »

joachimkr hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 10:43
Alles zusammen: viele Baugruppen, Kabel, Bastelei.
Das hat mir nicht gefallen und ich packe alles auf eine Platine, die alles beinhaltet und von denen ich auch 30 oder 50 Stück verbauen kann, ohne dass das ganze instabil oder unzuverlässig wird.
Plug and Play ist immer eine gute Idee.
joachimkr hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 10:43 Die Einbindung der CS2 und CS3 sind für mich noch nicht abgeschlossen. Dass die CS2/3 viele Melder in Realzeit verarbeiten kann, sollte man dringend annehmen!
Du solltest das unbedingt selber testen.
Solange Du ausschlieslich CAN nutzt funktioniert es, aber wenn Du S88 einsetzt leider nicht mehr ausreichend zuverlässig. Häng einfach mal sechs S88 Module an die Zentrale und generiere per Arduino-Nano zufällig Rückmeldungen mit steigender Frequenz. Das gilt auch bei Verwendung der S88 bzw. S88-N-Eingänge am Link-88.

Mit 30 Link-88 oder den entsprechenden Rückmeldern von CAN-Bahn-Digital direkt am CAN-Bus kannst Du ein sehr zuverlässiges System mit CS2 oder CS3 aufbauen, genau wie auch mit CS1 oder ECoS (nur mit den ECoS-Detectoren). Wenn Du S88 dazu nimmst wird es Glücksache. Ein bis vielleicht noch sechs S88-Module kann noch gut gehen, weil die Fehler sporadisch genug auftreten, darüber gibt es mit ziemlicher Sicherheit Probleme, die auch ohne Messanaordnung auffallen.
joachimkr hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 10:43Die Übergabe per Netzwerkprotokoll an eine PC Steuerung ist optimal, aber viele haben nur die CS2/3.
Technisch mag das lösbar sein z.B über CAN angereichte Nachrichten vom RFID-Leser, in der CS2 oder CS3 sinnvoll den Lokadressen und den Rückmelder im Gleisplan zuzuordnen, aber nicht ohne die Unterstützung von Märklins Softwareentwicklern.

Bis dahin kann man das als Märklin-Zentralennutzer nur mit PC und einem geeigneten Modellbahnsteuerprogramm erreichen, z.B. Rocrail.

Besitzer von Zentralen wie z.B. der Z21 haben es da etwas einfacher.

MfG

vik
Zuletzt geändert von vikr am Fr 25. Okt 2019, 12:40, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#20

Beitrag von E-Lok-Muffel »

Hallo Joachim,

Interessantes Konzept, was Du hier entwickelst - Einbindung neuer Technik statt Evolution der Analog-Steinzeit!

Ich hab eigentlich nicht mal die Hälfte Deiner Ausführungen verstanden, ich bin da eher der Elektro-Depp, trotzdem glaube ich, dass Hubert das schon relativ gut zusammengefaßt hat:
hu.ms hat geschrieben: Mi 16. Okt 2019, 07:03 Der rückmeldeweg schnurlos ist für leute interessant, denen der verkabelungsaufwand zu groß ist und die dafür das geld für die funk-komponenten ausgeben wollen.

Die fahrzeugidentifizierung per RFID klingt sehr interessant.
Ist aber m.e. nur bei PC-steuerung wirklich von nutzen. Dort gibt es aber schon die relativ zuverlässige zugfolge-funktion in der software.
Stichwort: welche fahrzeuge sind wo auf der anlage.
Dieses Zitat möchte ich relativieren: Es werden nur die Fahrzeuge erkannt, die direkt auf einem Melder stehen oder drüberfahren. Beim Hochfahren der Anlage weiß das System also nicht genau, welche Fahrzeuge wo stehen, wenn im Speicher nicht steht, welches Fahrzeug in der letzten Sitzung wo eingefahren ist... Mit der RFID-Erkennung kann man die virtuelle Zug-Verfolgung der Software also nicht ersetzen, allenfalls ergänzen oder präzisieren.
Wenn ich das richtig verstanden habe, funktioniert die Identifikation sowieso nur mit Software, die Zentrale kann nur das Melde-Ereignis verarbeiten, richtig?

Für eine Vollständigkeits-Überprüfung eines Zuges brauche ich jedoch weder Tags noch Achszähler, ich brauche nur zwei Melder, die den ganzen Zug erfassen können (GBM oder Lichtschranken) und den Abstand derselben zueinander, daraus kann ich Zug-Geschwindigkeit und Zuglänge berechnen und durch Vergleich mit Vor-Werten die Vollständigkeit des Zuges ermitteln. Ohne GBM kann ich allerdings nicht ermitteln, wo der Wagen abgeblieben ist (esseidenn er bleibt direkt über einem Melder stehen)...

Die Tag-Zähl-Methode ist essentiell für den Erfolg des Systems, wie sonst kann das System, das nur aus Punktmeldern besteht, ermitteln, ob beispielsweise ein Zug komplett in das SBF-Gleis eingefahren und die Weichenstrasse wieder frei ist?

Detektions-Genauigkeit:
Du sagst, Dein Feld hat ungefähr die Größe von 72 mm, Tags sollten mittig an den Wagen angebracht werden, damit sie in beide Richtungen gleich detektiert werden, damit bekommst Du bei einem 30cm-Schnellzugwagen eine Detektions-Unschärfe von ca. 18-20 cm, Beim Big-Boy oder bei Tragschnabelwagen sogar erheblich mehr, d.h. nach Detektion steht der Wagen noch 20 cm über den Melder hinaus. GBM brauchen zur sicheren Detektion den größten Achs- bzw. Drehgestell-Abstand = ca. 20 cm, Lichtschranken detektieren - je nach Einbau-Lage - auf den Millimeter genau.

Fazit für mich persönlich: Der größte Vorteil Deines neuen Systems sehe ich im Wegfall der Strippenzieherei.
RFID-Identifikation setzt die Ausstattung sämtlicher Fahrzeuge mit Tags voraus, die echten Vorteile gegenüber der virtuellen SW-Zugverfolgung bleiben überschaubar.
Für mich stellt sich jetzt die Frage, ob Du die von Dir praktizierte Übertragungstechnik nicht auch anderen Meldern zur Verfügeung stellen willst, z.B. Funk-Modul mit Reflex-Lichtschranke zum Einbau im Gleisbett, Funk-Modul zum Anschluss von Kontakt-Gleisen etc.

Gruß
uLi
Meine MOBA-Mottos: "Freu(n)de beim Fahren" oder auch "De Zooch kütt"
mein Trööt: Im Rheintal ist es schön
und neu in der Planung: DEO

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#21

Beitrag von volkerS »

Hallo Joachim,
ich hatte an folgende oder ähnliche RFID-Tags gedacht: RF37S114HTFJB
Kostet gerade mal 0,85€.
Volker

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#22

Beitrag von joachimkr »

Hallo Vik,
vikr hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:37 ...
...Mit 30 Link-88 oder den entsprechenden Rückmeldern von CAN-Bahn-Digital direkt am CAN-Bus kannst Du ein sehr zuverlässiges System mit CS2 oder CS3 aufbauen, genau wie auch mit CS1 oder ECoS (nur mit den ECoS-Detectoren). ...
Aha, das ist auch genau das, was ich vorhabe. Die CS2 hat einen Netzwerkanschluss, der es erlaubt, CAN Protokoll-Daten in UDP dort anzuliefern.
Das ist geplant und wird gerade vorbereitet zu testen. CS1 lasse ich weg, CS2 und CS3 werden getestet.
vikr hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:37 Technisch mag das lösbar sein z.B über CAN angereichte Nachrichten vom RFID-Leser, in der CS2 oder CS3 sinnvoll den Lokadressen und den Rückmelder im Gleisplan zuzuordnen, aber nicht ohne die Unterstützung von Märklins Softwareentwicklern.
...
Das sehe ich anders, da ich nur Besetztmeldungen einspeise, als kämen die vom CAN Bus. Die Zuordnung von Loks auf Melder habe ich selbst im Griff, da wird niemand von Märklin irgendwas machen müssen. Die Loks fahren auf den Weichenstrecken, die die CS vorgibt und die CS zeigt das demgemäß an, so gut sie es eben weiß.
Mich interessiert keine Weichenstellung! Das hatte ich schon mal irgendwo beschrieben, warum. Ganz grob: Alle Melder kennen alle Züge (und deren RFIDs). Details, wie es dazu kommt, lasse ich jetzt weg. Bedenken wegen Speicherplatz, Zeitbedarf etc. darf ich zerstreuen. Die in jedem Melder verbaute CPU hat mehr als genug Speicherplatz und Rechenleistung. Sie speichert auch Daten in Flash, die zu bewahren sind.

Jeder normale Projektablauf beginnt mit der Ermittlung und Beseitigung von Risiken, so jedenfalls bei mir. Die Verarbeitung der UDP Pakete durch die CS ist ein solcher Punkt. Wenn sich herausstellt, dass die UDP Pakete nicht in Realzeit verarbeitet werden, wie CAN Pakete, dann muss der administrative Knoten meines Systems (Raspi) eben mit CAN Option ausgerüstet werden. Das Modul braucht man ja nur ein einziges mal.

Wieviele RFID Leser habt Ihr auf der Anlage im Einsatz ?

Viele Grüße,
Joachim
Zuletzt geändert von joachimkr am Fr 25. Okt 2019, 17:48, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#23

Beitrag von joachimkr »

volkerS hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:40 Hallo Joachim,
ich hatte an folgende oder ähnliche RFID-Tags gedacht: RF37S114HTFJB
Kostet gerade mal 0,85€.
Volker
Sein Protokoll passt. Von den Maßen her ist der natürlich TOP. Ob er auch hinlänglich sensibel, Energie-effizient ist, so dass der Leser schnell sein UID bekommt, müsste man messen.
Der Tip ist gut - ich werde die gerne ausprobieren. Habe welche bestellt.
Bisher habe ich immer TAGs von NXP (Philips) genutzt, da auch der Reader von denen stammt. Aber andere Mütter haben auch schöne Töchter 8)

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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#24

Beitrag von joachimkr »

Hallo Uli,
E-Lok-Muffel hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:38 Hallo Joachim,

...
Stichwort: welche fahrzeuge sind wo auf der anlage.

Dieses Zitat möchte ich relativieren: Es werden nur die Fahrzeuge erkannt, die direkt auf einem Melder stehen oder drüberfahren. Beim Hochfahren der Anlage weiß das System also nicht genau, welche Fahrzeuge wo stehen, wenn im Speicher nicht steht, welches Fahrzeug in der letzten Sitzung wo eingefahren ist... Mit der RFID-Erkennung kann man die virtuelle Zug-Verfolgung der Software also nicht ersetzen, allenfalls ergänzen oder präzisieren.
Wenn ich das richtig verstanden habe, funktioniert die Identifikation sowieso nur mit Software, die Zentrale kann nur das Melde-Ereignis verarbeiten, richtig?
Nein und nein. Die Melder haben ein Flash Memory und kennen den Zug, der gerade drüberläuft, wenn die Anlage stromlos geschaltet wird. Der Melder erkennt, dass die Gleisspannung abgeschaltet wurde und hat noch genug Energie und Zeit, zu speichern bevor er selbst inaktiv wird.
Was die Steuerung weiß oder nicht weiß, ist egal. Das System hat beim Einschalten den tatsächlichen Zustand, wenn keiner manuell eingreift.
E-Lok-Muffel hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:38 Für eine Vollständigkeits-Überprüfung eines Zuges brauche ich jedoch weder Tags noch Achszähler, ich brauche nur zwei Melder, die den ganzen Zug erfassen können (GBM oder Lichtschranken) und den Abstand derselben zueinander, daraus kann ich Zug-Geschwindigkeit und Zuglänge berechnen und durch Vergleich mit Vor-Werten die Vollständigkeit des Zuges ermitteln. Ohne GBM kann ich allerdings nicht ermitteln, wo der Wagen abgeblieben ist (esseidenn er bleibt direkt über einem Melder stehen)...
Na, bei der Implementierung wünsche ich viel Spaß und Geduld - Die Zuggeschwindigkeit variiert und schon ist das Spiel aus ! Und bei der Eingabe der Länge ... Das wird am Ende auf diese Weise eine endlose Fummelei und funktioniert nur, wenn nichts variiert. Und bevor Du losfährst, muss alles eingegeben werden. Nö.
E-Lok-Muffel hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:38 Die Tag-Zähl-Methode ist essentiell für den Erfolg des Systems, wie sonst kann das System, das nur aus Punktmeldern besteht, ermitteln, ob beispielsweise ein Zug komplett in das SBF-Gleis eingefahren und die Weichenstrasse wieder frei ist?

Stimmt. Zählen allein reicht aber nicht. Mache mir jetzt nicht noch viele solcher Fragen auf, sonst schreibe ich mir die Finger wund. Deshalb kürze ich ab: gelöster Problemkomplex!
E-Lok-Muffel hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:38 Detektions-Genauigkeit:
Du sagst, Dein Feld hat ungefähr die Größe von 72 mm, Tags sollten mittig an den Wagen angebracht werden, damit sie in beide Richtungen gleich detektiert werden, damit bekommst Du bei einem 30cm-Schnellzugwagen eine Detektions-Unschärfe von ca. 18-20 cm, Beim Big-Boy oder bei Tragschnabelwagen sogar erheblich mehr, d.h. nach Detektion steht der Wagen noch 20 cm über den Melder hinaus. GBM brauchen zur sicheren Detektion den größten Achs- bzw. Drehgestell-Abstand = ca. 20 cm, Lichtschranken detektieren - je nach Einbau-Lage - auf den Millimeter genau.
Das stimmt so nicht: Die TAGs werden bei Waggons / Loks in der Mitte eines Drehgestells oder knapp vor/hinter einer Achse eingebaut.
Die Genauigkeit ergibt sich also aus der Varianz des Abstands Vorderkante Zug zum ersten TAG. Da dürfte man auf wenige cm genau immer das gleiche hinkriegen. Diese Bastelei macht ja jeder für sich...
Eine Ungenauigkeit von 3 cm halte ich für erreichbar. Hinzu kommt folgendes: Da das System jede Lok / Waggon kennt (so im Prinzip..), kann man die Bremsbefehle theoretisch genau anpassen (Das Mapping von UID auf Meldekontakt erlaubt sowas). Wird die Lok umgedreht, der Abstand somit um 15 cm länger, sollte ich und kann ich anders bremsen.
Dass man das nicht in einem Schritt macht, um Genauigkeit bei der Stop-Position zu erreichen, versteht sich.
Wird die Lok mit 2 TAGs versehen, umgeht man das elegant.
E-Lok-Muffel hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 12:38 Fazit für mich persönlich: Der größte Vorteil Deines neuen Systems sehe ich im Wegfall der Strippenzieherei.
RFID-Identifikation setzt die Ausstattung sämtlicher Fahrzeuge mit Tags voraus, die echten Vorteile gegenüber der virtuellen SW-Zugverfolgung bleiben überschaubar.
Für mich stellt sich jetzt die Frage, ob Du die von Dir praktizierte Übertragungstechnik nicht auch anderen Meldern zur Verfügung stellen willst, z.B. Funk-Modul mit Reflex-Lichtschranke zum Einbau im Gleisbett, Funk-Modul zum Anschluss von Kontakt-Gleisen etc.

Gruß
uLi
Ich denke nicht darüber nach, Reflex-Lichtschranken ebenfalls anzuschließen. Technisch möglich wäre es. Aber das wäre eine zweite, andere Platine und die Software auch des Konzentrators wäre komplett anders. Achszählung: Perdú

Jede Diskussion wirft schöne Fragen auf!

Viele Grüße,
Joachim
Zuletzt geändert von joachimkr am So 27. Okt 2019, 00:31, insgesamt 1-mal geändert.

vikr
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Re: Rückmeldegleis ohne Verdrahtung und Schienentrennung

#25

Beitrag von vikr »

Hallo Joachim,
joachimkr hat geschrieben: Fr 25. Okt 2019, 17:26 Wieviele RFID Leser habt Ihr auf der Anlage im Einsatz ?
Bisher wurden tatsächlich maximal 18 RC522 angesteuert. Das bisher verwendete Übertragungsprotokoll auf Basis RS485 sieht maximal 24 solcher Melder vor.

MfG

vik
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