Hallo, ich möchte mir eine Steuerung für meine Modellbahn bauen. Damit sollen später einmal mehrere Züge vollautomatisch gesteuert werden können. Vorerst geht es um die Ansteuerung eines einzelnen Zuges bzw. Motors. Ich hab schon so einiges dazu recherchiert und bin irgendwie an einer H-Brücke hängengeblieben. Ich möchte gerne einfache Transformatoren nutzen, die irgendwas zwischen 12 und 20 Volt Wechselstrom ausgeben. Eine erste Schaltung ist dazu gedacht um daraus 12 Volt Gleichstrom zu machen. Bei den 12 Volt bin ich mir noch nicht sicher. Ich konnte noch keine sicheren Informationen bzgl. der Spannung finden mit der Spur N von Fleischmann, Minitrix oder Roco, etc betrieben wird. Zu finden war 12 Volt und 14 Volt. Die zweite Schaltung soll über eine H-Brücke die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit regeln. Dazu habe ich vor ein PWM Signal vom µC zu verwenden. Später soll es dann mehrere Blockabschnitte geben, so dass mehrere Züge gleichzeitig und auch in unterschiedliche Richtungen fahren können. Angehängt habe ich mal die aktuellen Layouts, Schematics und eine Übersicht. Ich freue mich auf jegliche Kommentare, Kritik und Verbesserungsvorschläge! Viele Grüße JoJo
Angehängte Dateien:
Hallo JoJo schau dir doch mal openDCC (www.opendcc.de) und BiDiB (www.bidib.org) an. Dort gibt es jede Menge Selbstbausachen. DCC als Protokoll zum Schalten und Fahren basierend auf dem BidiBus ist meines Erachtens nach die zukunftssicherste Elektronik die es gibt. Gute Anlaufstelle neben den beiden vorstehenden Links ist auch 1zu160.net. Dort dreht sich alles um unsere geliebte Spur N. Gruß René p.s. ich liebäugle auch derzeit wieder mit Moba anzufangen und mir eine Fahranlage aufzubauen. Natürlich in Spur N und gesteuert per OpenDCC/BidiB und Rechner. Wobei man an der Z1 Zentrale von OpenDCC auch Handregler wie z.b. die Roco Multimaus anschließen kann
Hi René, danke für die Hinweise auf die Seiten. Kenne ich schon, bis auf BiDiB. DCC kommt für mich nicht in Frage, da dieser Aufbau im Rahmen einer Hausarbeit für mein Studium erfolgt und ich da einige Vorgaben einhalten sollte. Mit meinem Prof besprochen war, dass im Rahmen des Projekts alles selbst entwickelt werden sollte und nicht auf bestehende Projekte zurückgegriffen wird. Zur Ideenfindung ist das selbstverständlich ok - aber verwenden kann ich davon nichts so direkt eins zu eins als Kopie. ^^ Daher meine Planung, so wie sie oben gepostet ist. Dazu kommt natürlich noch, dass ich zur eigentlichen Steuerung bzw. Fahrwegberechnung einen PC oder Master µC verwenden werde an dem dann mehrere Slave µC angeschlossen sind, von denen einige als Fahrregler mit den H-Brücken (wie oben abgebildet) fungieren und einige als Besetztmelder/Rückmelder (welche ich noch planen muss). @smufte: damit dürfte deine Frage auch beantwortet sein... als oberstes "Organ" der Steuerung wird ein PC oder µC verwendet, welcher die Fahrwege für die einzelnen Züge plant - nätürlich in Abhängigkeit der aktuellen Position, Fahrtrichtung, Geschwindigkeit und evtl. noch Priorität. Viele Grüße JoJo
Wie willst du den die Geschwindigkeit konstant halten? Aufgrund des Schienenwiderstands sinkt die Spannung am Motor und damit die Drehzahl.
Hui schrieb: > Wie willst du den die Geschwindigkeit konstant halten? Aufgrund des > Schienenwiderstands sinkt die Spannung am Motor und damit die Drehzahl. Geplant sind maximale Schienenlängen pro Blockabschnitt von ca. 1,5 - 2 Metern. Was denkst du wie stark da die Auswirkungen des Schienenwiderstandes auf die Geschwindigkeit sind? Hast du evtl. eine Idee, wie ich das falls nötig ausgleichen kann? Bei einem normalen Trafo wird ja auch nichts nachgeregelt. Man stellt ihn mit dem Drehregelr ein und der Zug fährt seine Geschwindigkeit. Man sollte nur darauf achten, dass in regelmäßigen Abständen Fahrstrom eingespeißt wird - nicht nur ein mal. Das habe ich so auch vor. Wenn ich beispielsweise einen Kreis in 4 Blockabschnitte von je einem Meter Schienenlänge teile würde ich pro Blockabschnitt 2 Mal Fahrstrom einspeisen, der von der H-Brücke kommt. viele Grüße JoJo
Nun ja, ist doch nicht so schwierig. Würde ein Raspberry Pi nehmen, dort die I2C Schnittstelle anzapfen und darunter als I2C-Slaves MCs hängen. Die erzeugen Dir de PWM für die H-Brücke etc. Das ganze ist auch für's kleine Budget noch erschwinglich. Gruß
Hallo Hendrik, danke für deine Antwort. So weit ist es schon klar. Ich hab mich noch nicht festgelegt, ob als Master ein PC oder µC oder so was wie das Raspberry PI zum Einsatz kommt. Über welche Entfernungen arbeitet I2C sicher? Ich denke ich habe maximale Entfernungen von 3 - 4 Metern. Vielmehr geht es mir momentan darum, ob die oben geposteten Layouts/Schaltpläne so funktionieren würden? Oder ob es Gründe gibt etwas zu ändern - evtl. sogar ganz andere Bauteile einzusetzen... Viele Grüße JoJo
Hallo JoJo Also wenn ich dich richtig verstehe willst du mit der H-Brücke also ein PWM Signal vom µC in eine analoge Spannung für das Gleis wandeln. Oder doch das PWM Signal direkt ans Gleis? Was sich mir hier allerdings nicht erschließt ist wie du damit mehrere Loks steuern willst. Oder sollen die H-Brücken in die Triebfahrzeuge integriert werden? Irgendwie musst du ja die Lok adressieren um zu sagen welche fahren soll. Dazu kommt es ist selten so das alle Loks gleich schnell fahren/beschleunigen/bremsen. Wenn du z.B. eine mit Faulhaber Motor und Schwungmasse hast und eine mit normalem DC Motor dann wirst du im direkten Vergleich schnell merken was ich damit meine. Wenn du die 4 H-Brücken an 4 abgeschlossene Gleisblöcke anschließt bleibt immer noch das Problem das der Steuerrechner wissen muss welche Lok in welchem Block ist und diese dann beim Blockwechsel an die nächste H-Brücke übergeben muss. All das analog zu regeln dürfte nahezu aussichtslos sein. Stell dir das mal bei Doppeltraktion von, wenn also die vordere Lok z.B. schon im Block 2 ist und die hintere noch im Block 1. Dann müsste beide Blöcke und beide Loks die exakt gleichen Parameter haben. Klar gab und gibt es solche Sachen (im Prinzip die Z-Schaltung zu finden auf 1zu160.net unter Elektrik) Zusätzlich wäre ja noch der Betrieb einer E-Lok über aktiven Fahrdraht eine Möglichkeit. Je komplexer die Gleisgeometrie ist angefangen bei Schattenbahnhof, über Haupt und Nebenstecken oder z.B. Fiddle Yard usw. umso komplizierter wird eine analoge Steuerung bei der du bei deiner Lösung ja nur per Polung und Höhe der Spannung am Gleis auf die Lok Einfluss nehmen kannst. Zur Identifizierung des Zuges auf der Strecke gibts ja genügend Ansätze wie RFID, Barcode(per Reflexlichtschranke abgetastet) oder gar IR Übertragung aus den Triebfahrzeug. Da es ja schon jede Menge Steuerungsansätze gibt wird es schwer da etwas neues zu entwickeln. Ich würde an Deiner Stelle also nur für dein Projekt eine Steuerung für 1 - 3 Züge im Fahrstraßen/Blockbetrieb bauen um deinem Prof zu zeigen du kannst es und weißt wovon du redest. Das ganze aber mit der Anmerkung das es bereits reichlich Digitalsteuerung gibt (DCC ist ja nicht das einzige Protokoll) und das eine analoge Steuerung da nicht wirklich mithalten kann und auch nicht mehr zeitgemäß ist. Zudem ist bei Doppeltraktionen wie beim ICE der ja <Triebkopf|Wagon|Wagon|Wagon|Triebkopf> aufgebaut ist, die Gefahr groß das sich dei beiden Triebköpfe in unterschiedlichen Blöcken befinden können. Am sinnvollsten bleibt also für Mehrzugbetrieb eine digitale Steuerung bei der zum einen in der Lok ein Decoder sitzt welcher die Beschleunigungs und Bremsdaten der Lok kennt, die Beleuchtung steuert(unabhängig von der Geschwindigkeit) und ggf. noch die ID der Lok zurücksendet (railcom von LENZ macht sowas und BidiB ist der Bus dazu fürs DCC zur Lok und die Antwort zurück zur Steuerung). Durch die Rückmeldung übers Gleis erkennt die Steuerung an der ID des Rückmeldebausteins auch noch in welchem Block der Zug ist. Das macht dann wiederum die Sachen wie RFID etc. überflüssig. Ergo für die Uni die Analoge Steuerung und für den Fahrspass zu hause digital Was dem ganzen Projekt OpenDCC/BiDiB (gehört zusammen) noch fehlt, ist ein OpenDCC Lokdecoder der auch die Rückmeldung (Railcom® Fa. Lenz) beherrscht. Es gibt zwar einen Lokdecoder zum selber bauen allerdings ohne besagte Rückmeldung Gruß René p.s. Bei Spur N gilt 12V als normierte Fahrspannung, digitale Signale sollen 14V nicht überschreiten. Die meisten Loks mit Decoder können auch analog fahren, Spannungen jenseits der 14V lassen jedoch einige Decoder schon in den Halbleiterhimmel aufsteigen.
Vielen Dank für deine ausführliche Antwort René!!! Um mal auf die geplante Strecke und die geplanten Züge einzugehen: Es soll letztendlich eine Doppeltrasse mit 3 gleisigem Bahnhof und 4 Züge mit je einer Lok fahren. dazu kommen 2 Wendeschleifen. Der Master µC oder PC bekommt gesagt, welche Lok zu Beginn in welchem Block steht. Darauf kann der jeweils in Fahrtrichtung darauffolgende Block auf die selben Parameter eingestellt werden wie der in dem sich die Lok aktuell befindet. Das geschieht aber nur, wenn der folgende Block als frei bekannt ist. Andernfalls wird der Zug zum Blockende hin abgebremst und hält am Signal, bis der darauffolgende Block frei wird. Somit sollten sich mehrere Züge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in verschiedenen Richtungen bewegen lassen. Auch die Wendeschleifen sollten trotz Gleichstrom kein Problem sein. Mich hätte auf Grund der erweiterten Möglichkeiten auch die Digitaltechnik mehr interessiert - leider studiere ich kein E-Technik oder Infortmatik sondern Maschinenbau und das ganze Thema mit E-Technik und Automatisierung wird somit im Grundstudium nur angeschnitten auf relativ niedrigem Niveau. Später habe ich dann die Möglichkeit weitere Module in diese Richtung zu wählen... Vielen Dank für die vielen Hinweise und Tipps heute, die von allen kamen!!! Bis morgen. Grüße JoJo
Wäre denn ein L298 ausreichend um 2 Blockabschnitte zu steuern? Der liefert ja 2 Ampere pro Kanal. Und was auch nicht ganz unwichtig ist wäre er um einiges günstiger als die aktuell geplanten L6203. Mit einem L6203 kann ich ja nur einen Motor/Blockabschnitt ansteuern, mit einem L298 aber 2 Motoren/Blockabschnitte wenn ich das Datenblatt richtig verstanden hab. Vielleicht kann mir da jemand eine Bestätigung geben oder mich eines Besseren belehren... Viele Grüße JoJo
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