Hallo Forum... ich möchte auf meiner Eisenbahnanlage einige Steueraufgaben im Beleuchtungskreis automatisieren. Da die Anlage vollständig aufgebaut ist, kann ich nicht alle Kabel neu ziehen. Deswegen beabsichtige ich einen Bus, ähnlich wie den der Central Station dafür zu verwenden. Die Voraussetzungen sind also folgende: Busspannung/Versorgungsspannung ca 20V AC, Sternverkabelung, Polung der einzelnen Teilnehmer unbekannt. Ich möchte natürlich so wenig wie möglich auseinander bauen, also keinesfalls die Verkabelung erneuern. Welcher Bus-Typ wäre hierfür geeignet und wie kann ich das mit der AC-Spannung realisieren? Gruss Tele
> wie kann ich das mit der AC-Spannung realisieren?
gar nicht.
Hmm... Dann kann Märklin wohl was, was unmöglich ist? Das glaube ich nicht...
Hallo, ist deine Anlage digital oder analog? Falls sie digital ist welches Protokoll verwendest du? Steuerst du nur die Loks digital oder auch die Weichen? MfG Michael
Du könntest Dich am EIB protokoll anlehnen. Schau mal unter www.freebus.org Gruß
Hallihallo... Die Anlage ist Digital, wird aber manchmal auch noch analog mit alten Trafos gefahren. Ich möchte die Beleuchtung getrennt von der Steuerung machen, da die Anzahl an Adressen ja doch sehr begrenzt ist. Zu Euren Tipps mit den EIB und HART-Bussen/Protokollen werde ich mal weiter recherchieren. Wenn jemand weitere Tipps bezüglich Hardware und Protokolle hat, immer her damit. Gruss und danke Tele
Vielleicht ein I2C-Bus. Die meisten Mikrocontroller haben ein Hardwaremodul dafür und es gibt preiswerte Portexpander, die digitale I/Os liefern. Wenn man die Frequenz nicht zu hoch wählt, dürften auch keine Störungen auftreten. 10-20 kHz sollten funktionieren. Allerdings sollte die Buslänge nicht zu groß sein, ich denke mal bei 10kHz max. 10m.
Er will die Kommunikation über 20V-AC machen/aufmodulieren. So hab ich das jedenfalls verstanden. Von daher fallen Standard-Bussysteme wie I²C wohl weg.
RS485 geht ebenfalls nicht mit 20V AC. Ich denke er muss was eigenes entwickeln, was sich aber schlussendlich doch nicht lohnt...
warum eigendlich 20V AC? weil ein trafo und extra signalleitungen gespart werden soll? das geeignetste wäre wahrscheinlich rsrs485. man könnte auch allen zu steuernden Geräten einen tiny(13 o. 25) spendieren und eine (software) uart draufbringen. ein rx-Leitung mit niedriger geschwindigkeit, auf der alle lauschen. eine kleine adressierung am anfang jedes Kommandos und gut ist. Wird ein Rückkanal benötigt wirds dann aber natürlich komplizerter, aber rein zum Steuern müsste das doch reichen.
Also... 20V AC weil es eine fertige Anlage ist, auf der auch einige Antriebe am Lichtnetz laufen. Denen kann ich nicht einfach den Saft abdrehen. Neu verdrahten ist aus genannten Gründen auch nicht ganz unproblematisch. Und weil Märlin es ja offensichtlich auch geschafft hat ihr Digital Signal auf die Wackelspannung zu modulieren, hatte ich gehofft einen ähnlichen Weg zu finden. Ich werde mir jetzt erst mal ein Oszi besorgen und mir das Märklin-Signal mal anschauen. Gruss Tele
>Und weil Märlin es ja offensichtlich auch geschafft hat ihr Digital >Signal auf die Wackelspannung zu modulieren, hatte ich gehofft einen >ähnlichen Weg zu finden. Sicher, aber du wirst halt nichts fertiges finden. D.h. komplette Eigenentwicklung.
@Autor: Ben _ (burning_silicon) ... gar nicht. ... Du mußt schreiben, daß du das nicht kannst. Andere können das schon.
glaube nicht, dass sich der Aufwand lohnt. Es wird wahrscheinlich sehr viel teurer und aufwändiger, als unter der Anlage noch ein zusätzliches 5VDC Netz + Signalleitung zu verlegen.
@ Vlad Tepesch Welches Hobby ist schon unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vertretbar? :)
lool genau! wer will wirtschaftlich. Wenn alle so denken würden gäbe es keine Innovationen ;-) Ne, mal Spass beiseite. Es scheint ja ursprünglich von Motorola entsprechende Chips gegeben zu haben, die auch Märklin genutzt hat. Wenn ich nicht total daneben liege haben auch die bereits direkt an der AC-Spannung gehangen. Ich werde wohl mal in die Richtung weiter suchen... Aber es muss doch auch möglich sein eine art AM-Modulation auf die AC-Spannung zu legen oder meinetwegen auch FM, wobei ich mir das etwas schwieriger vorstelle.
Bei X10 werden die Daten schnell im Nulldurchgang gesendet.
Hallo Telefisch, Du musst unter den richtigen Stichpunkten suchen: DCC, Codierung, Decodierung, Selbstbau Google spuckt dann interessante Ergebnisse aus, z.B. http://www.opendcc.de 20V AC ist auch kein Problem sein, einfach mal Google heisslaufen lassen. Gruß Helmut
Hallo Helmut, vielen Dank für diesen wertvollen Tipp. Ich denke das geht schon genau in die richtige Richtung. Gruss Tele
Mal eine Idee: Die Antriebe am 20V-AC-Netz sind doch sicherlich Elektromagnete. Denen sollte es nicht stören, wenn mal einzelne Halbwellen fehlen (wenn es nicht zu viele sind). Wenn ein Beleuchtungsaktor (ich nenne es mal so), nun aus einem Brückengleichrichter, einem dickeren Elko einer kleinen Stabilisierung für einen µP, etc besteht, sollten auch einzelne fehlende Halbwellen (der µP muss diese aber erkennen können) nicht stören. Genau diese fehlenden Halbwellen sind nun das Signal. Zwar ist die Bitrate nicht so berauschend, könnte aber für einfache Beleuchtungsbefehle ausreichen. Irgend etwas in dieser Richtung.... Da musst Du kein kompliziertes aufmodulieren und späteres demodulieren durchführen.
Oder eine Art Phasenmodulation: 1: Phase 0 0: Phase 180° und die Bitlänge genau eine halbe Persiodendauer. Das heisst, wenn du eine 1 senden willst, dann bleibt alles, wenn du eine null senden willst, dann änderst du die Polarität der Spannung (also die Halbwelle an der Nullachse spiegeln). Dabei ist zu beachten, dass nicht zu viele 101010 folgen kommen, denn dann hast du einen grossen gleichanteil auf dem Signal, welches evtl einen Trafo oder so in Sättigung treiben könnte. Wie sieht denn der Antrieb einer Lok aus?
>Da die Anlage vollständig aufgebaut ist, kann ich nicht alle Kabel neu >ziehen. Ist denn nicht das ständige Umbauen essentieller Teil des Modellbahnhobbys und eine fertige Anlage auf Dauer nur noch langweilig? ;-) Im Ernst: versuch doch mal die Chips zu evaluieren, die auch für D-Lan verwendet werden. Denn die machen doch genau das, was Du vor hast. Frank
Von Sender Seite, eine "positive Halbwelle" wegschneiden, mit einer kurzen negativen Flanke die übertragung starten (muss man dann hardwaremäßig erkennen können!) und auf der positiven Seite Takten... Der Empfänger muss dann Nulldurchgang erkennen, auf negative Flanke checken und dann eine definierte Bitlänge eintakten...
Bau nen Powerlan Adapter um von 230 auf 20 VAC !? Dann hast nen waschechtes Ethernet mit unendlich vielen Möglichkeiten!
Oh Frank hats auch schon erwähnt, D-Lan ist doch das Powerlan von D-Link?
Ich verstand es so, dass die Anlage mehrere unabhängige Stromkreise besitzt. Über die 20V-AC wird die Beleuchtung und teilweise einige Antriebe (welche sind nicht bekannt) versorgt. Hat also mit den Loks nichts zu tun, oder? Mit Powerlan benötigt man dann pro Aktor (beispielsweise Licht in einem Haus) einen Powerlan-Adapter. Bei 100 Häusern... Wie ist die Anlage denn aktuell verdrahtet?
Also, nochmal zur Anlage im Ist-Zustand... Das Fahrgleis hat einen vollständig eigenen Stromkreis, digital über Central Station gesteuert. Die Beleuchtung ist bisher nur ein 20VAC Stromkreis. D.h. einmal ein, alles leuchtet. Und das ist doof... Es handelt sich um die Anlage von einem Freund. Der hat da auch noch irgendwelche Antriebe drauf wie ne Seilbahn oder sowas. Da ich weiß, dass die ursprünglich analogen Loks von Märklin tatsächlich wechselstrom-Antriebe haben, gehe ich auch davon aus, dass das bei den Antrieben im Lichtkreis der Fall ist. Deswegen möchte ich von vorn herein die 20VAC beibehalten, sofern der Aufwand das rechtfertigt. Mit Aufwand meine ich den Kostenaufwand. Ich denke man wird nicht dümmer, wenn man ein wenig mehr Zeit in die evaluation verschiedener Möglichkeiten steckt. Sicher kann man einige Teilbereiche zusammen fassen, sodass man nicht jedes Haus einzeln beleuchten muss aber eben nur einzelne Teilbereiche. Die aktuelle Verdrahtung ist mehr ein Ratespiel als sinnvoll verlegt. Man kennt das ja, wenn eine Anlage wächst. Da holt man sich die Versorgung von da, wo es am nächsten ist ;) Gruss Carsten
vieleicht wäre auch diseqc ein ansatz, wird in der Satellitentechnik benutzt da nimmt man zum schalten 22khz impulse. Gruß Peter
>Da ich weiß, dass die ursprünglich analogen Loks von Märklin tatsächlich >wechselstrom-Antriebe haben, gehe ich auch davon aus, dass das bei den >Antrieben im Lichtkreis der Fall ist. Märklin hat Gleichstrom-Motoren? Das ist mir neu. Naja, inzwischen werden sie zu anderen System kompatibel sein, und Gleichstrom-Loks vertreiben. Original hat Märklin immer schon Wechselstrom-Loks gehabt. Eigentlich funkrionieren doch alle digitalen Modellbahnen mit Wechselstrom, wobei dieser im seltensten Fall sinusförmig ist. Ich würde auch zum RS485-Bus tendieren, und diesen als linearen Bus über die Anlage verteilen. An Knotenpunkten könnte man dann einen Empfänger einsetzen, der mehrere Verbraucher schalten kann. Dieser Knoten wird über die sowieso vorhandenen 20VAC versorgt (Gleichrichterschaltung, Spannungsstabilisierung...) er besitzt dann auch entsprechenende Schaltausgänge. Für den Bus muss man dann nur eine 3-adrige Leitung von einem Knoten um nächsten verglegen. Dann denkt man sich noch ein Protokoll aus, und alles ist gut. Die Knoten braucht man sich auch nur ein Mal "ausdenken" und als Platine herstellen lassen, wenn man dabei auch an mögliche neue Funktionen denkt (z.B. Ausgang für Blinker o.dergl.). Bei Beleuchtungsartikeln dürfte es auch noch egal sein, ob sie mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben werden...
Boah STK, Du bist echt eine Leuchte !!! Wenn Du nix zu sagen hast, dann lass es oder lies mal erst, was schon geschrieben wurde.
>Wenn Du nix zu sagen hast, dann lass es oder lies mal erst, was schon >geschrieben wurde. War nur ein Vorschlag, aber scheinbar nicht so, wie du es wünscht.
Das Signal bei Maerklin nennt sich zwar AC-Signal ist es in wirklichkeit aber nicht. Es ist ein Rechtecksignal das gleichzeitig zur Signaluebermittelung dient. Also quasi ein RS232 Signal mit Leistungsuebertragung. Dessen Pegel gehen von -20V .. +20V. Die einzelnen Decoder bei Maerklin haben am Eingang einen Brueckengleichrichter so das aus diesem Signal erstmal eine Gleichspannung gewonnen wird die zur Versorgung der Elektronik und der Last dient. Vor dem Gleichrichter wird noch das Signal abgegriffen und an den Eingang einer speziellen Decoderschaltung gelegt. Das war zu Anfang ein Chip von Motorola daher auch der Name Motorola Protokoll. In der heutigen Form ist das meistens ein kleiner Mikrocontroller. Auch wurde von der Fa. Maerklin im laufe der Jahre Funktionen erweitert die der urspruengliche Chip nicht konnte und es entstand das Maerklin-Motorola Format 2. Was du tun kannst ist dir fertige Decoder zu kaufen (die Trivial-Loesung) oder auf dieser Basis was eigenes zu entwicklen. Allerdings laufen auf diesem Bus dann keine reinen Wechselstromantriebe wie die von Windmuehlen oder so. Also alles was sich mit Gleichspannung zu frieden gibt (Lampen , Magnetantriebe von Signalen und Weichen). Wechselspannungsantriebe koennte man eventuelle noch aus der Gleichspannung versorgen mittels DC/AC Konnverter. Gruss Helmi
>Wechselspannungsantriebe koennte man eventuelle >noch aus der Gleichspannung versorgen mittels DC/AC Konnverter. Oder man behält die sowieso vorhandene 20VAC-Leitung bei und legt ein paar Leitungen für den Bus dazu. Wenn das allerdings zu viel Aufwand ist, muss man die Lösung von Helmut in Angriff nehmen.
Hallo, bei Elektor findest Du einige Bauanleitungen zum Thema: http://www.elektor.de/suchen.7172.lynkx?searchValue=m%C3%A4rklin&x=0&y=0
@Helmut: Das es sich um ein Rechteck-Signal handelt wusste ich nicht. Soll das denn heißen, dass der Takt der vermeintlichen AC-Spannung dem RS232-Signal entspricht? Hmm... damit wären alle "normalen" AC-Antriebe natürlich tatsächlich hinfällig. Allerdings laufen analoge Lokomotiven mit reduzierter Geschwindigkeit auf dem digitalen Netz, natürlich nicht steuerbar. Das wiederum deutet M.E. darauf hin, dass es nach wie vor AC-Spannung ist. Wäre mal zu analysieren, wie die Geschwindigkeitsregelung bei den analogen Anlagen funktionieren. Wenn also tatsächlich reinrassige AC-Antriebe in den Loks sitzen, müsste nach meinem Verständnis die Frequenz der AC-Spannung für die Geschwindigkeit verantwortlich sein. Da spricht wiederum gegen, dass die Beleuchtung auch dunkler wird, wenn die Lok langsamer fährt. Also resümierend komme ich wieder darauf, dass doch die Spannung für die Geschwindigkeit verantwortlich ist. Das würde auch die reduzierte Geschwindigkeit auf dem Digitalen Gleis erklären, da wir hier ja nur 40V AC und nicht 50V AC, wie im analogen Betrieb haben. Oben wurde ja schon mal beschrieben, dass das digital-Signal im Nulldurchgang gesendet wird. @Anja: Vielen Dank für den Link... Da hab ich erst mal einiges zu lesen. Gruss Carsten
>Wäre mal zu analysieren, wie die Geschwindigkeitsregelung bei den >analogen Anlagen funktionieren. Wenn also tatsächlich reinrassige >AC-Antriebe in den Loks sitzen, müsste nach meinem Verständnis die >Frequenz der AC-Spannung für die Geschwindigkeit verantwortlich sein. Nein, man "regelt" die Spannung. Besorg dir ein AC-Messgerät und miss die Spannung bei einer analogen Anlage. >Also resümierend komme ich wieder darauf, dass doch die Spannung für die >Geschwindigkeit verantwortlich ist. Das würde auch die reduzierte >Geschwindigkeit auf dem Digitalen Gleis erklären, da wir hier ja nur 40V >AC und nicht 50V AC, wie im analogen Betrieb haben. Ja, da hat er es wohl... >Oben wurde ja schon mal beschrieben, dass das digital-Signal im >Nulldurchgang gesendet wird. Die Information des digitalen Signals ist im Spannungsverlauf vorhanden. Guckt dir das hier mal an: http://www.heise.de/ct/Redaktion/cm/buch/digit_1.html
Schon mal was davon gehört, dass bestimmte Wechselstrommotoren auch am Gleichstromnetz laufen. Nennt sich auch Allstrommotor. Der Witz bei Märklin im "Wechselstromsystem" ist, dass statt des Permanentmagneten eine Statorspule verwendet wird. Bei 50Hz wird die umgepolt und Stator und Rotor sehen den gleichen Magnetfeldsinn. Bei Gleichspannung wird sie halt nicht umgepolt, trotzdem gleicher Magnetfeldsinn. Die Fahrtrichtung wird durch ein Relais geschalten, das die Motorwicklungen tauscht. Beim Märlin digital wird eine Gleichspannung verwendet (20V), auf die wird durch kurzzeitiges Umpolen das Datensignal aufmoduliert. Das Format nennt sich Märlin-Motorola, weil es ursprünglich auf den Fernbedingungs-Dekodern und Encodern von Motorola basierte. Der Motor sieht bei digital eine Gleichspannung, die in Höhe und Richtung geändert wird, üblicherweise mittels Transistor-H-Brücke. Nimm eine Steuereinheit von Märklin und setz Schaltdekoder ein, wenn zu teuer, halt selbstbauen. Kann sein, dass einige reine Wechselstrom-"Motoren" dann nicht mehr laufen.
>Wenn also tatsächlich reinrassige >AC-Antriebe in den Loks sitzen, müsste nach meinem Verständnis die >Frequenz der AC-Spannung für die Geschwindigkeit verantwortlich sein. Nein da sitzen keine Asynchronmaschinen drin. Das sind Reihenschlussmaschinen deren Wicklung fuer Wechselspannung ausgelegt ist. >Soll das denn heißen, dass der Takt der vermeintlichen AC-Spannung dem >RS232-Signal entspricht? Nein nicht ganz. Das Signal hat nur wie bei RS232 positive und negative Anteile. Du kannst aber jetzt nicht ein RS232 Signal vom PC nehmen und damit deine Anlage speissen. Das Timing des Signales ist ein ganz anderes als bei asynchroner Datenuebertragung. >da wir hier ja nur 40V AC und nicht 50V AC, wie im analogen Betrieb haben. du meinst eher 40Vss. Das sind dann immer noch 20Vs. 40V direkt am gleich ist nach VDE nicht erlaubt maximal 24V.
Hallo? Hat hier irgendjemand gelesen, dass es sich hierbei nicht um die Steuerung der Lokomototiven handelt? Es ist zwar eine Eisenbahnanlage, es geht aber um einen komplett eigenen Stromkreis. Denkt Euch doch einfach mal die ganze Anlage weg. Es ist ein Stromkreis, an dem mehrere Lampen und ggf Motoren parallel dran hängen - jedoch keine Lok, Weiche, Signal... Dieser Stromkreis sollte also (wie ich es verstehe) am besten nicht groß modifiziert werden (sprich komplette Neuverdrahtung). Es ist für's weitere aber wirklich mal zu klären, ob es Gleichspannung oder Wechselspannung ist. Ideal ist es, wenn man jede Lampe (oder Lampengruppe) über eine kleine Steuerschaltung mit der zentralen Versorgung verbindet. Auf die Versorgung ist irgend ein Steuersignal aufgeschaltet, welches die Steuerschaltung auswertet. Ethernet macht hier keinen Sinn, da zu kompliziert/aufwändig. RS232 und Konsorten(!) benötigen immer eine zusätzliche Verdrahtung. Also: Es ist zu überlegen, wie man Steuersignale auf den vorhandenen Stromkreis aufschaltet und diese einfachst durch die Aktoren auswertet. Entweder ein Signal HF-mäßig aufmodulieren => Powerlan, oder ähnliches Oder das Signal durch kurze Unterbrechungen der Spannungsversorgung (oder weglassen einzelner Halbwellen) zu übertragen. Letzteres ist sicherlich einfacher zu realisieren.
>Hat hier irgendjemand gelesen, dass es sich hierbei nicht um die >Steuerung der Lokomototiven handelt? Jaha. Allerdings ist das Datenprotokoll zur uebertragung der Steuerinformationen fuer Weichen und Signale das gleiche. Beim Maerklinprotokoll kann man die Steuersignale fuer Weichen aus der Zugstromversorgung mit versorgen. Der einzige Unterschied besteht in einem etwas anderen Timing der Datentelegramme. Und nur an diesem Timing wird erkannt ob es sich um Daten fuer eine Lok oder was anderes handelt.
>Also: Es ist zu überlegen, wie man Steuersignale auf den vorhandenen >Stromkreis aufschaltet und diese einfachst durch die Aktoren auswertet. Wenn die Anlage nicht schon in der Größe des MiWuLa vorhanden ist, sollte es doch eigenlich kein besonders großes Problem sein, noch ein paar Leitungen mehr zu ziehen. Unter die Anlage kriechen muss man eh, um die Decoder einzubauen. Ich hatte ja schon vorgeschlagen, Satelliten-Platinen unter der Anlage zu verteilen, die per RS485 verdrahtet werden und mehrere Verbraucher schaltet können. Die 20VAC-"Ringleitung" könnte man dann weiter verwenden... Natürlich kann man aber auch auf diese Leitung noch Signale aufmodulieren...
Hallo Christian, Du bist genau auf dem richtigen Weg... So hatte ich es mir vorgestellt. Am liebsten einen "Sender" in die Leitung geschliffen und an jeder Lampengruppe einen Empfänger. STK, Du hast es immer noch nicht begriffen. Wenn ich überall neue Leitungen hinziehen muss, kann ich gleich alles zentral verdrahten. Genau das will ich aber vermeiden. Mir ist völlig bewusst, dass diese Anforderung allein wegen der Entwicklung unlukrativ ist aber es ist auch eine Aufgabe, die durchaus interessant ist. Also gut, angenommen man unterbricht die Spannung kurzfristig. Wenn wir jetzt davon ausgehen, dass die Kabel nicht geschirmt sind und keinerlei Bustopologie folgen, was käme jetzt in Frage? Die Empfänger müssten dann im Grunde mit der "Austastlücke syncronisiert werden, oder? Was würde passieren, wenn die 50Hz Sinus am Empfänger-Chip anliegen? Das sollte ihn doch eigentlich auch nicht weiter tangieren, solange nix lesbares dabei ist. Oder bin ich völlig auf dem Holzweg?
>Wenn ich überall neue Leitungen hinziehen muss, kann ich gleich alles >zentral verdrahten. Genau das will ich aber vermeiden. Naja, das eine sind 3 Leitungen, das andere ein paar mehr... Weiterhin wäre es auch kein Problem, Sachen an der 20VAC-Leitung zu betrein, die mit anderen Spannung nicht unbedingt zurecht kommen. >aber es ist auch eine Aufgabe, die durchaus interessant ist. Ja, schon gelöst wurde, und nun kaufbar ist... >Also gut, angenommen man unterbricht die Spannung kurzfristig. Schöne EMV-Probleme in deiner Nachbarschaft... Aber ich habe keine Ahnung und halte mich einfach mal raus.
Hey Fisch; wenn verdrahten nicht geht, dann mach es doch einfach Wireless! z.B. mit den neuen CC430 von TI, die vereinen den MSP430 Mikrocontroller mit einem RF chip: http://www.ti.com/corp/docs/landing/cc430/index.htm
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