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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Faller-Car System Steuerung mit AVR?


Autor: TKat (Gast)
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Hallo Freunde des Modellbau's,

ich habe mal Eure Belange hinsichtlich des FCS durchforstet. Die ganze 
Diskussion wie MiWuLa das macht und wie man bestimmte Sachen machen 
kann...
Ich selber sitze gerade beim meiner Entwicklung der Systemkomponenten 
für die Steuerung meiner Eisenbahn und Car System. Habe gerade etwas 
MECHANIK geübt und einen A2 in 1:87 umgebaut. Es schaue ich, wie ich die 
Steuerung mache.
Einige von Euch haben die richtigen Ansätze...die Steuerung gibt es 
schon lange und ist ziem.ich ausgereift. Diese Lösungen heißen 
Railroad&Co, Railware usw.. Diese SW zur Steuerung der Eisenbahn hat 
eigentlich schon alles (wenn man mal von einer Ampelsteuerung und andere 
kleine Punkte absieht... ;-)) ) enthalten, sie kann Fahrzeuge von Pkt A 
nach B führen, ohne das es zum Chaos kommt. Sie stellt Weichen vorher, 
sendent Kommandos mit Geschwindigkeit und Funktionen an die Loks, 
überwacht das ganze Geschehen mittels Gleisbelegmeldern, verhindert das 
ein weiterer Zug auf ein Gleis fährt, welches BESETZT meldet und vieles 
mehr. Ja ich weiß, die SW könnte noch mehr Sachen besser machen...Aber 
erstmal braucht man sich um diese Ecke nicht bemühen. Ich frage mich 
eigentlich, warum MiWuLa ihre eigen SW schreibt und nicht mit Railware 
z.B. die Car System Steuerung mit aufgenommen hat. Naja...
Das Car System ist von Natur aus nichts anderes. Die Autos bekommen 
Kommandos von der Zentrale, wann und wie schnell diese losfahren sollen, 
welche Funktion eingeschaltet werden soll (Licht, Blaulicht, usw.). Wenn 
ein Auto anhalten soll, bekommt es halt das Kommando, wie jede Lok auch. 
Das heißt, der Kontroller im Auto ist eigentlich ein angepaßter 
Lokdekoder. Damit kann man die Teile via PC genau so steuern wie jede 
Lok oder Zug.
Jetzt muß man doch nur noch das ganze Prinzip (Weichen, Belegmelder, 
Signale = Ampeln + Übergänge..) auf die Gegebenheiten des FCS anpassen. 
Es gibt Weichen, Stopp- und Haltespulen und Sensoren für die 
Rückmeldung.
Ich habe mir alle System angeschaut - IR-Car ist mißt und setzt auf ein 
anderes Protokoll auf. DCC-CAR ist schon besser und nutzt schon den Std, 
der da ist. Leider nur über IR, was sehr ungünstig ist.
Also gibt es eigentlich für die private umsetzung nur 2 Möglichkeiten:
1. Kommunikation über Funk und
2. Kommunikation Inductive coupled
Die Funklösung läßt sich heute schon für unter 5€ als Single-chip Lösung 
im 2.4GHz Bereich leicht hinbekommen. Einfach als Sendestelle das Teil 
ans DCC Signal (Logik oder Booster) klemmen, DCC Dekodieren und per Funk 
als Broadcast versenden. Heutige Radios in Spread Spectrum können über 
sogenannte Chip-Codes auf der gleiche Frequenz senden. Die Adressierung 
funktioniert dann wie beim DCC auch->im Datenpaket selbst. Auch 
bidirektionale Kommunikation ist heute ein Kinderspiel, da die Teile 
schon die Link-Layer SW drin haben- einfach raus, um Kanalzugriff, ACK 
und ARQ kümmern sich die Teile selber...
Rangeproblem? Kein Problem, einen zweiten einfach in die nächste Zelle 
hängen und senden lassen. Die Daten über Funk sind die gleichen wie am 
Gleis. Der Rest der SW ist wie die einer LOK. Ein Auto was von einem 
Bereich in den anderen fährt, verliert wie ein Handy auch das Signal und 
empfängt es wieder voneiner anderen Base.
Für Weichen gibt es ja auch schon diverse Lösungen, einfach einen 
DCC-Weichendekoder ran, und das wars. Rückmelder gibt es auch, leider 
finde ich die Teile in der Strasse häßlich und will die auch nicht 
haben. Dafü suche ich eine neue Lösung - natürlich verdeckt. Um den 
Anforderungen für das FCS zu entsprechen (kleine Abstände, 
Sicherheitsabstand) sollte man doch hinbekommen, wenn man die Strassen 
mit Sensoren 'verseucht'. Damit kann ich auf 1cm oder 2cm genaue 
virtuelle Gleisabschnitte gestalten. Die werden ainfach an den PC 
gemeldet (wie jeder Gleisbelegmelder auch) und der check die ganze Sache 
ab. Nun ich weiß, alle 1 bis 2cm einen Sensor in die Strasse nageln 
sieht einfach Sch... aus. Das ist - denke ich - der Ansatz einer Lösung, 
die es erlaubt, die Teile so zu steuern, das es keine Auffahrunfälle 
gibt, denn das genau verhindert die Eisenbahnsoftware. Dieser ist es 
nämlich ziemlich egal, wie groß die Gleisabschnitte sind, ob 1 Meter 
oder nur 1cm. Also baut man sich einfach virtuelle Gleisbelegmelder alle 
sagen wir mal 5cm auf (und das unter allen Strassen), damit paßt ein 
kleines Auto genau auf ein Gleisabschnitt. Wenn man die Eisenbahn-SW so 
aufsetzt, dann läßt diese die Autos auch bis zum nächtfreien Abschnitt 
einfahren, was auf FCS-Ebene halt z.B. die Ampel ist, die auf Rot steht 
und somit alle sauber abbremsen und anhalten. (Hier gibt es einige 
Ansätze, wo man die Steuersoftware verbessern könnte...nämlich 
einstellbare Verzögerungen für das weiterfahren, wenn das vorne liegende 
Gleis frei wird...)
Man braucht keine Abstandssensoren in die Autos zu integrieren - denn 
ich will ja keine Robots bauen.... Außerdem kann man mit den einfachen 
IR System nicht richtig die Entfernung messen und macht das ganze System 
nur ruckelig und plump.

Ich habe leider noch nicht die Zeit gehabt, mich aktiv an den Test zu 
machen... eine Vorstellung habe ich schon, und zwar ohne das man diese 
Teile in der Straße sieht (verbaut unterhalt der Strasse), ohne das 
System zu teuer zu machen - Stichwort CapSense oder Proximitry Sensor. 
Dazu braucht man aber nicht diese großen Teile, wie sie in der Industrie 
angewendet werden, sondern vielmehr eine Technik, die sehr günstig ist 
und wahrscheinlich jeder kennt oder sogar hat .... iPOD/iPhone läßt 
grüssen ;-)).

Übrigens, die jenigen, die die Daten über den Fahrdraht versenden 
können, können das tun. 1 bis 2 Amp braucht man aber schon, um diese mit 
einem Stromsensor (auf Induktionsbasis) wieder in ein DCC Signal zu 
bringen. Wenn man den Aufwand für Booster und Verstäker zählt, ist die 
Funklösung die bessere Alternative, da ich ja eh ein Mikro brauche...

Gerne diskutiere ich über technische Möglicheiten weiter mit Euch.
Sobald ich meine ersten Messungen gemacht habe, lasse ich es Euch 
wissen.

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