Alternative zu den 500 Einzelteilen: Live-Cam von oben und jede Menge Software ...

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Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

Die übliche Vorgehensweise wäre eine Besetzterkennung. Bei Märklin-Bahnen (mit Mittelkontakt) kann diese durch auftrennen einer Schiene und Masse-Erkennung erfolgen. Die Achsen der Loks bzw. Wagen überbrücken die beiden Schienen und es kann so erkannt werden wo sich ein Wagen befindet. Die allgemeinere Lösung wären Lichtschranken. Dazu nutzt man gepulste IR-LEDs auf der einen Seite und passende Empfänger auf der anderen.
Damit das sinnvoll funktioniert ist aber ein entsprechend programmierter µC erforderlich.
Für die Rückmeldung ist ein sog. s88-Bus verbreitet, welcher im Prinzip einem langen Schieberegister entspricht. U.a. auf www.digital-bahn.de gibt es gute Infos darüber. Auch über das Stichwort Gleisbesetztmelder und Modellbahn sollte sich einiges finden lassen.

Generell stellt sich zu der Frage nach der Anzahl der Bauteile auch gleich die Frage, wie genau die Positionserkennung sein soll.

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Reboot oder be root, das ist hier die Frage.

Gerade fällt mir I²C-Bus ein.

Da ist der Verdrahtungsaufwand überschaubar. Abgesehen von Betriebsspannung und Masse benötigt man lediglich zwei Leitungen für die Datenübertragung. Beim ursprünglichen I²C-Bus kannst Du gut 100 Adressen vergeben, sollte locker reichen. Der Bus ist relativ langsam, hier von Vorteil. Es werden keine besonderen Anforderungen an die Leitungsführung bezüglich HF gestellt.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

Hallo,
vielen dank für die ersten schnellen Antworten

Die Lösung mit der Webcam ist recht ungenau. Zwar habe ich schonmal eine Software zur Bewegungserkennung geschrieben, aber je größer die Landschaft wird und je mehr brücken oder Tunnel es geben wird, desto ungenauer wird es.

"jede Empfangsdiode will identifiziert werden." -> Kann ich da nicht an der Schnittstelle eine Reihe von Eingängen anbringen und jede Diode bekommt ihren eigenen Eingang? Dann sollte doch die Adressierung damit geregelt werden können, oder?

Die Positionsbetimmung muss jetzt nicht Millimeter genau sein, sollte bei einer H0 aber auch nicht mehr als ein paar cm betragen.

Die Idee, die hinter der Frenquenzübermittlung steckt ist, dass wenn ich mal mehr als nur einen Zug habe, dass dann jede Lok eine unterschiedliche Frequenz bekommt und somit identifizert werden kann. Deswegen wollte ich das schon einmal im Hinterkopf behalten, ist aber für den ersten Entwurf eigentlich nicht zwigend notwendig.

Ich werde mich erstmal nach dem "s88-Bus", "I²C-Bus" erkundigen. Gibt es sonst noch etwas worauf ich achten sollte oder wonach ich suchen und mich informieren könnte?

Vielen Dank.

hibbert

Wenn du auch noch unterschiedliche Züge unterscheiden möchtest fällt s88 schon mal flach.
Über wie viele Empfänger würden wir denn reden bzw. wie lang ist die Strecke?
I2C wäre natürlich eine Möglichkeit das umzusetzen, aber vorweg: das größte Problem bei dem Projekt ist nicht der Schaltplan. Der ist relativ schnell gemacht. Ein ATmega16 je 24-30 Empfänger und eine PC-Schnittstelle + Hühnerfutter.
Das Problem ist die Software, mit der die Mikrocontroller bespielt werden sollen. Wenn du da nicht schon einiges gemacht hast und entsprechende Erfahrungen gesammelt hast dürfte das selbst bei 6 Wochen Sommerferien knapp werden - und dafür ist es die falsche Jahreszeit

Gruß clembra

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Reboot oder be root, das ist hier die Frage.

Wenn du wirklich Software programmiert hast, die Bewegungserkennung realisiert, wird dieses Projekt ein Witz dagegen.
Oder du hast geschwindelt...


Unterschiedliche IR-Modulationsfrequenzen sind schlecht; weshalb? Es gibt integrierte Empfänger mit bestimmtem Frequenzbereich (nominell z.B. 36kHz, da sind sie am empfindlichsten). Also über die Frequenz würde ich die Loks nicht identifizieren; aber z.B. über bestimmte Impulstelegramme. RC5-kodierte Infrarotfernbedienungen senden einen Manchastercode aus, den man hier adaptieren könnte. Sendest du in einer Zeit z.B. 8 Bits (7 Adressbits plus Parität), könnte man 128 Loks unterscheiden.


Riesennachteile:
1. jede Lok muss einen kleinen IR-Transmitter haben (kleine IR-Diode in SMD reicht), wozu pro Lok ein kleiner programmierter µC benötigt wird (es gibt µC in SOT23, also sehr klein )
2. sehr viele Empfänger plus Leitungen nötig; die Software zum Dekodieren sovieler Signale ist nicht trivial; für einen ist es relativ leicht;
3. Die Abstrahlcharakteristik der IR-Sender ist nicht trivial, soll doch immer möglichst nur ein Empfänger bestrahlt werden;
4. ab einer bestimmten Geschwindigkeit gehen Daten verloren; das müsste man mal ausrechnen. Geht man von einer Bitlänge von ca. 1,7ms aus und sendet acht Bits, dann sind das ca. 14ms insgesamt. Wenn der aktive Bereich eines IR-Empfängers auf 3cm festgelegt wird, beträgt die maximale Geschwindigkeit ca. 2,2·m·s^-1; und so schnell werden die Züge sich wohl nicht bewegen.


Ein großer µC sampelt also alle Empfänger und verpackt die Daten in ein Datagramm zum PC. Das kann über RS232 funktionieren, oder über einen Wandler zwischen UART und USB, z.B. FT232RL. Denkbar sind mittlerweile auch WLAN oder Ethernet.

Edit:
I²C kommt höchstens in Frage, wenn man mehrere Dekoder-µCs auf dem gesamten Feld einsetzt. Das minimiert sowohl Leitungen als auch den Rechenaufwand pro µC. Außerdem gestaltet sich das System so flexibler. Denkt aber daran, dass I²C nicht dafür gedacht ist, meterlange Strecken zu überbrücken.

GPS kannst du vergessen, so genau ist das nicht, wenn du keine zusätzlichen Funksignale ausstrahlt .

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am 19 Okt 2010 15:16 ]

Hallo,
ich hätte eine andere Idee:
Das Ganze mit RFID (125kHz) machen. Und zwar so, dass auf der Lok das Lesegerät ist und im Boden an jeder fraglichen Stelle ein passiver Transponder vergragen wird.
Vorteil der Sache: Kein unglaublicher Verdrahtungsaufwand in der "Landschaft" und man kann nachträglich einfach weitere Postionen vergraben. So ein Transponder kostet auch sehr wenig.
Nachteil: Das Datensignal muss irgendwie von der mobilen Lok zum "Zentralrechner" und das Lesegerät müsste in der benötigten Größe wahrscheinlich selbst gebaut werden (oder wenigstens die Lesespule).

Hier ein paar Links:
http://www.pollin.de/shop/dt/MDQ5OT......html
http://www.pollin.de/shop/dt/NTc2OT......html
http://www.pollin.de/shop/dt/Nzk4OT......html
http://www.pollin.de/shop/dt/NDM5OT......html

Grüße
Simon

Edit: Den Chip der als Frontend für den Leser verwendet wird gibts auch einzeln:
http://www.pollin.de/shop/dt/OTk5OD......html

Edit2:
Die dünnen Transponderkarten haben die Antenne meist (! nicht immer) auch relativ klein (kreisförmig). Da könnte man diese Karten ausschneiden oder stanzen, so dass man einen kleinen und flachen Transponder bekommt (vgl. Schlüsselanhänger).
Es gibt allerdings auch Karten, bei denen die Antenne fast am Kartenrand verläuft.
Also besser zuerst mit einer starken Lampe mal durchleuchten.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: wulf am 19 Okt 2010 17:33 ]

Kurz was zu I²C und Code Infrarotfernbedienung.

Die beiden sollten sich sehr gut vertragen. Ursprünglich wurde wohl I²C für Geräte der Unterhaltungselektronik entwickelt. Es sollte fertige IR-Empfänger geben, die man direkt an I²C hängen kann.
Prinzipell kannst Du so gut 100 Loks unterscheiden und 100 Positionen erkennen.
Der Sender in der Lok ist recht einfach aufgebaut. Bis auf ein IC, einen Schwinger und eine IR-LED benötigst Du praktisch nichts. Öffne mal eine alte Fernbedienung.
Bleibt noch zu klären, ob I²C bei längeren Leitungsführungen geeignet ist. Ich meine schon, weil für heutige Verhältnisse der Datendurchsatz recht niedrig ist. Probleme hochfrequenter Art sehe ich nicht wirklich wie Laufzeit, Reflexionen und Impedanz im Übertragungsweg.

DL2JAS

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@DL2JAS

Und wie soll das bitte funktionieren?

Jede LOK muss ja auch unterschiedliche Daten senden. Es reicht ein Schwinger plus IR-Diode eben nicht aus, irgendwie müssen da noch Daten aufmoduliert werden. Zudem gibt es meines Wissens keinen IR-Empfänger mit direktem I²C-Interface. Und wenn doch, müsste man jedem Empfänger ja eine eigene Adresse geben. Gewöhnlich haben einfache I²C-Chips entweder eine feste Adresse, eine Basisadresse und ein paar Pinnen für ein paar Bits mehr oder lassen sich per Software verstellen.
Dein Empfänger müsste sieben externe Adressleitungen haben.

Zudem müsste man alle Geräte zyklisch abfragen (pollen) ob ein Datengramm eingegangen ist. Selbst wenn sie eine IRQ-Leitung hätten, wäre das bei 100STK. schwierig.

I²C allein wurde entwickelt, um ICs billig und praktisch zu vernetzen. Bis zu 400kHz sind bei neueren Chips drin, es gibt sogar wesentlich schnellere, die sind aber seltener.
Bei ein paar Metern und einigen kHz sehe ich keine Probleme, man muss aber aufpassen, dass man die Chips nicht kapazitiv überlastet (Buskapazität).
Ansonsten mit der Taktfrequenz (SCL) auf ein paar kHz runter gehen.

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Korrigiere mich, wenn ich falsch liege, Beschäftigung mit I²C ist bei mir ein paar Jährchen her.

Der Sender in der Lok sendet irgendeinen Befehl, den man an der Matrix des Sende-ICs fest einstellt. Das kann lauter, Programmplatz 1 oder was auch immer sein. genau über diesen Befehl wird die Lok identifiziert, er wird durchgehend gesendet. Zumindest ältere ICs in FBs machen das durchgehend, bis die Batterie leer ist. Eine Adresse wird hier nicht gesendet, nur der voreingestellte Befehl.

Der IR-Empfänger hat eine einstellbare Adresse. Mit dieser Adresse sendet er an den Prozessor und übermittelt ihm den Befehl der FB, also die Lok. Über die Adresse ergibt sich die Position des Empfängers. Da muß nicht ständig was abgefragt werden, die Empfänger melden sich selbst, IRQ. Fahren mehre Loks gleichzeitig, geht das auch. Melden sich praktisch gleichzeitig zwei verschiedene Empfänger am Bus an, gilt, wer zu erst kommt, mahlt zuerst, bekommt die Freigabe zum Senden.

Bezüglich Kapazitäten mache ich mir keinen Kopf, die sind bei freier Verdrahtung sehr gering. Auf doppelseitiger Platine bekommt man irgendwann unschöne Werte, dauert aber. 1 m Leiterbahn, Breite 1 mm auf FR4 mit gegenüberliegender Massefläche dürfte etwa 100 pF haben.

DL2JAS

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Zitat :

genau über diesen Befehl wird die Lok identifiziert, er wird durchgehend gesendet. Zumindest ältere ICs in FBs machen das durchgehend, bis die Batterie leer ist. Eine Adresse wird hier nicht gesendet, nur der voreingestellte Befehl.

Soweit in Ordnung.

Hast du denn einen konkreten Chip im Hinterkopf? Ich weiß, dass ein Pärchen gibt, fällt mir aber auch nicht ein.

Und einen Schönheitsfehler hat dein Konzept leider noch: normale Slaves können keine Verbindung aufbauen. Das geht nur in Multimastersystemen mit Busarbitrierung ("wer zuerst kommt, malt zuerst").
Einige I²C-Chips wie Uhr- oder Kalenderbausteine, Temperatursensoren etc. haben aber für Ereignisse einen (meist lowaktiven) IRQ-Ausgang. Nur würde man dadurch nichts gewinnen.

Ich würde evtl. einen Haufen TSOP3611 nehmen und alle an einen größeren µC hängen. Dieser tastet alle Signale z.B. über PISO-Register ab und wertet den (RC5-) Manchesterkode aus.

Naja, wäre eine Möglichkeit.

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Zitat : DonComi hat am 19 Okt 2010 22:55 geschrieben :

Ich würde evtl. einen Haufen TSOP3611 nehmen und alle an einen größeren µC hängen. Dieser tastet alle Signale (..) ab(...)

So ähnlich hatte ich es mir auch vorgestellt. Evtl. über mehrere µC verteilt, die per I2C o.ä. verbunden sind.

Aber wollen wir nicht mal auf hibbert warten, es soll schließlich sein Projekt werden, nicht eures bzw. unseres

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Reboot oder be root, das ist hier die Frage.