Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Modellbahn: Diagnosezug für C-Gleis


von Manuel D. (manu_xd)


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Guten Morgen :)

Eine Märklin-Modellbahn mit C- und K-Gleisen (3-Leiter) befindet sich 
aktuell im Aufbau. Einige der Gleise sind nicht neu und teilweise etwas 
korrodiert. Teilweise sind auch die Kontakte, welche die Spannung 
zwischen den Gleisen weiterleiten, nicht perfekt, sodass es zu 
Spannungsabfällen kommt.

Dies äußert sich in Form von stockenden und stehenbleibenden 
Lokomotiven. Da einige Bereiche später nicht mehr gut zugänglich sein 
werden, hatte ich die Idee, in einem leeren Güteranhänger einen kleinen 
ESP32 einzubauen, der die Spannung entlang der Gleise messen und 
aufzeichnen kann. Die aktuelle Strecke könnte über einen Reed-Switch 
oder Hall-Sensor erfasst werden (Magnete sind an der Achse vorhanden).

Meine Idee ist, den Wagen mit zwei Schleifern auszustatten – vorne und 
hinten. Dann möchte ich folgende Messungen durchführen:

Schleifer 1: Spannung zwischen Mittelleiter und Aussenleiter

Schleifer 2: Spannung zwischen Mittelleiter und Aussenleiter

Messung zwischen Mittelleiter von Schleifer 1 und Mittelleiter von 
Schleifer 2 → Spannungsabfall?

Messung zwischen Aussenleiter „vorne“ und Aussenleiter „hinten“ → 
Spannungsabfall?

Ich erhoffe mir dadurch, bestimmen zu können, ob ich nun den 
Mittelleiter oder die Aussenleiter „verloren“ habe und somit konkret 
nach der Problemquelle suchen kann.

Meine grosse Frage: Wie kann ich die Spannung zwischen verschiedenen 
Potentialen getrennt und gleichzeitig messen? Ich habe ICs wie INA219 
gefunden, welche neben dem Strom auch die Spannung messen; allerdings 
verwenden diese als GND-Referenz stets dieselbe wie auch die 
Spannungsversorgung für den IC. Wenn ich das richtig sehe, müsste ich 
potentialfrei messen können. Wie löst man so etwas?

Es gibt von Piko bereits etwas sehr Ähnliches fertig zu kaufen:
https://www.starrail.ch/de/piko_55050.html

Ich bin gespannt auf eure Meinung und Ideen zu dem Thema.

Liebe Grüsse
Manu

von Cyblord -. (cyblord)


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Manuel D. schrieb:
> Meine grosse Frage: Wie kann ich die Spannung zwischen verschiedenen
> Potentialen getrennt und gleichzeitig messen?

Frage dich erstmal ob das nötig ist. Bei der Modellbahn hast du 
normalerweise keine zwei Spannungen mit komplett getrennten Potentialen.

von Norbert (der_norbert)


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Manuel D. schrieb:
> Einige der Gleise sind nicht neu und teilweise etwas
> korrodiert. Teilweise sind auch die Kontakte, welche die Spannung
> zwischen den Gleisen weiterleiten, nicht perfekt, sodass es zu
> Spannungsabfällen kommt.

Reparieren und reinigen. Fertig!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Norbert schrieb:
> Reparieren und reinigen. Fertig!

Das zuerst mal machen und dann überlegen, ob man nicht einen 'Putzwagen' 
baut, der ab und zu mal die Gleise abfährt und reinigt. Wer Spass daran 
hat, kann auch Schleifer dran machen, die dann über Optokoppler (Strom 
aus den Schleifern gleichrichten, ein wenig sieben und dann auf die LED) 
eine Abfrage mit MC erlauben. Erkennt der MC eine Schwankung im OK, kann 
er nochmal rückwärts rüberfahren.
Ich meine mich zu erinnern, das die SBB sowas auch in 'Groß' im Einsatz 
hat.

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Ich dachte immer, die Märklinisten sind so furchtbar stolz auf ihre 
antiquierte Dreischienenbahn, weil die ja so irre betriebssicher sei...

Reinigen und gut. Auch für Märklin müsste es inzwischen fertige 
Schleife- und Reinigungswagen geben...

von Rainer W. (rawi)


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Roland E. schrieb:
> Ich dachte immer, die Märklinisten sind so furchtbar stolz auf ihre
> antiquierte Dreischienenbahn, weil die ja so irre betriebssicher sei...

Bei dem Dreileitersystem ging es um Wendeschleifen. Die 
Kontaktsicherheit wird dadurch relativ wenig beeinflusst.

von Vincent H. (vinci)


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Im DCC Format (bzw. dessen Rückmeldung "RailCom") gibt es für Decoder 
die Möglichkeit die Schienenspannung an die Zentrale zu melden. 
Eventuell sollte man diese Idee mal bei Märklin deponieren, das wären 
vermutlich ~2-3 Zeilen Code...

von Roland E. (roland0815)


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Vincent H. schrieb:
> Im DCC Format (bzw. dessen Rückmeldung "RailCom") gibt es für Decoder
> die Möglichkeit die Schienenspannung an die Zentrale zu melden.
> Eventuell sollte man diese Idee mal bei Märklin deponieren, das wären
> vermutlich ~2-3 Zeilen Code...

Würde mich nicht wundern, wenn MM das schon kann. In Sachen digital war 
MärklinMotorola lange vorn.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Gibt es keinen Schienenschleifzug in H0?

von Manuel D. (manu_xd)


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Danke für die vielen Inputs!

Norbert schrieb:
> Reparieren und reinigen. Fertig!

Klar. Die schadhaften Stellen sind aber nicht immer direkt ersichtlich, 
da gewisse Loks empfindlicher reagieren als andere. Und genau um diese 
zu reparierenden Stellen zu finden wäre es super etwas zu haben, was 
diese findet.

Ben B. schrieb:
> Gibt es keinen Schienenschleifzug in H0?

Die gibt es von verschiedenen Anbietern, wir haben beispielsweise den 
Saug- und den Aussenleiterputzwagen von LUX Modellbau. Vermutlich wird 
nun noch einer für den Mittelleiter dazukommen.

Roland E. schrieb:
> Ich dachte immer, die Märklinisten sind so furchtbar stolz auf ihre
> antiquierte Dreischienenbahn, weil die ja so irre betriebssicher sei...

Ich denke, wenn du gebrauchtes Gleismaterial verwendest, kannst du auch 
mit anderen Gleissystemen Probleme mit Oxidation haben.

LG

von Al. K. (alterknacker)


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Wenn die Schienenstöße Schwierigkeiten bereiten, nützt das schleifen 
Nix.
MfG
Ein 80 jähriger alter knacker

: Bearbeitet durch User
von Norbert (der_norbert)


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Al. K. schrieb:
> Wenn die Schienenstöße Schwierigkeiten bereiten, nützt das schleifen
> Nix.

Wenn du noch nicht einmal weißt wie die Verbindung der Gleise 
vorgenommen wird,
dann nützt das Posten von Quatsch auch nix.

von Rahul D. (rahul)


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Norbert schrieb:
> Wenn du noch nicht einmal weißt wie die Verbindung der Gleise
> vorgenommen wird,
Wie meinst du das jetzt?
OK, die Märklin-Gleise werden anders zusammengesteckt als alle anderen. 
Oder was meinst du?

> dann nützt das Posten von Quatsch auch nix.
Ist man von ihm ja gewöhnt.

von Martin (domapi)


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Bevor hier weitere dumme und polemische Kommentare kommen, zur 
Abwechslung etwas sinnvolles:

Man kann mit einem Analogeingang eines Mikrocontrollers die 
Schienenspannung messen. Einfach gleichrichten, kleiner 
Glättungskondensator und über einen Spannungsteiler an den 
Analogeingang.

Dann das Signal im ESP32 auswerten, auf Ausreißer etc. checken und auf 
einem OLED anzeigen lassen oder über WLAN/access point auf ein 
entsprechendes Endgerät weiterleiten.

Zimo hat in seinen Dekodern so ein Feature eingebaut, um die 
Kontaktsicherheit zu messen.

Weiterhin messen ABC-Brems-fähige Dekoder ebenfalls die 
Schienenspannung, um den Spannungsabfall durch eine Diodenkette zu 
detektieren; wahrscheinlich auf ähnliche Weise. Aber so etwas kennt 
Märklin leider nicht.

von Norbert (der_norbert)


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Martin schrieb:
> zur Abwechslung etwas sinnvolles [sic]:
>
> Man kann mit einem Analogeingang eines Mikrocontrollers…

Siehst du, da divergieren die Ansichten.

Ausgangslage: Post 1, Absatz 1:

> Einige der Gleise sind nicht neu und teilweise etwas
> korrodiert. Teilweise sind auch die Kontakte,
> welche die Spannung zwischen den Gleisen weiterleiten,
> nicht perfekt, sodass es zu Spannungsabfällen kommt.

Der wirklich völlig sinnlose Ansatz:
Da ja alles bereits zerlegt ist, einfach reinigen und wenn nötig 
reparieren.

Dein viel besserer Ansatz:
Erst mal zusammenstecken, alles aufbauen, eine µC basierte Lösung zur 
Erkennung des bereits im Vorfeld Offensichtlichen bauen.
Das bereits Offensichtliche nun mit µC-Hilfe erkennen lassen, alles 
auseinander nehmen und dann…
Tja, wer weiß schon, was dann kommen könnte.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

ist es nicht leichter problematische Gleisabschnitte separat 
einzuspeisen? Statt sein Leben lang Spannungen zu messen? 
Kontaktprobleme an Übergängen etc. hat nicht nur der TO. Man sollte sich 
einmal die Mühe richtig machen, danach hat man Ruhe.

von Al. K. (alterknacker)


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Norbert schrieb:
> Ausgangslage: Post 1, Absatz 1:
>
>> Einige der Gleise sind nicht neu und teilweise etwas
>> korrodiert. Teilweise sind auch die Kontakte,
>> welche die Spannung zwischen den Gleisen weiterleiten,
>> nicht perfekt, sodass es zu Spannungsabfällen kommt.

Das sagt ja alles, da müssen keine Möglicherweise Sinnfreien Vorschläge 
selektiert werden.

MfG
ein 80 Jähriger alterknacker

P.S.
Rahul D. schrieb:
>> dann nützt das Posten von Quatsch auch nix.
> Ist man von ihm ja gewöhnt.
Deine Kommentare werden oft vorschnell abgeschossen

: Bearbeitet durch User
von Rahul D. (rahul)


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Al. K. schrieb:
> Deine Kommentare werden oft vorschnell abgeschossen

von wem?

von Rahul D. (rahul)


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Manuel D. schrieb:
> Da einige Bereiche später nicht mehr gut zugänglich sein
> werden, hatte ich die Idee, in einem leeren Güteranhänger einen kleinen
> ESP32 einzubauen, der die Spannung entlang der Gleise messen und
> aufzeichnen kann. Die aktuelle Strecke könnte über einen Reed-Switch
> oder Hall-Sensor erfasst werden (Magnete sind an der Achse vorhanden).

Wenn man den Ansatz weiter verfolgen möchte, könnte auch eine (kurze) 
Teststrecke mit den zu prüfenden Gleisen aufbauen und sie testen, bevor 
man sie endgültig einbaut.

Für den laufenden Betrieb wäre es vielleicht auch interessant, aber 
Gleise an schwerzugänglichen Stellen sollten "frischer" sein.

von Harald K. (kirnbichler)


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Veit D. schrieb:
> ist es nicht leichter problematische Gleisabschnitte separat
> einzuspeisen? Statt sein Leben lang Spannungen zu messen?

Ich könnte mir vorstellen, daß eine Fahrt mit dem Messzug dabei helfen 
könnte, diese problematischen Abschnitte bestimmen zu können. Vielleicht 
gibt es ja auf der Anlage auch Bereiche, bei denen man nicht einfach so 
ein Multimeter dranhalten kann, weil in Tunnels o.ä. verlaufend.

Allerdings schreibt der Threadstarter, daß die Anlage ja gerade erst im 
Aufbau begriffen wäre. Dann ist das von Norbert leicht ironisch 
beschriebene Vorgehen das sinnvollste. Man könnte auch jedes Gleis, 
bevor es verbaut wird, an ein "Prüfgleis" anschließen und mit dem 
Messungen machen - Leerlaufspannung messen, Spannung unter Last messen 
...

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

ich weiß beim Besten willen nicht was die Aktion mit Spannung messen für 
einen späteren Reinigungszug für einen praktischen Nutzen haben soll. Es 
ist beim TO jetzt schon bekannt das seine Gleise Probleme haben. Möchte 
der TO oder jemand anderes das jetzt bekannte Problem für immer und ewig 
nachgelagert lösen? Das gesamte Anlagen Leben lang? Ich glaub es nicht.

Wenn es ein Tunnelabschnitt ist, wo man später nicht mehr rankommt, dann 
hilft nur Einspeisung durch Litze anlöten direkt am Schienenprofil unter 
Umgehung aller sonstigen Kontaktmöglichkeiten. Wenn es Steckgleise sind, 
dann muss man dass eben an jeden Gleisstück tun. Oder besser, man 
verzichtet im Tunnel auf Steckspiele und verlegt ein Flexgleis für den 
Abschnitt im Ganzen und versorgt es auf 1/3 und 2/3 je nach Länge. 
Stecksysteme nimmt man für kurzzeitige Teppichaufbauten, nicht für feste 
Anlagen.

Wenn das Schienenprofil selbst allerdings schon Mist ist, weil billiges 
Blech o.ä., dann kann man sämtliche Aktionen gleich sein lassen. Aktuell 
ist Messung/Neusilber was verwendet wird.

Manuel D. schrieb:
> Eine Märklin-Modellbahn mit C- und K-Gleisen (3-Leiter) befindet sich
> aktuell im Aufbau. Einige der Gleise sind nicht neu und teilweise etwas
> korrodiert. Teilweise sind auch die Kontakte, welche die Spannung
> zwischen den Gleisen weiterleiten, nicht perfekt, sodass es zu
> Spannungsabfällen kommt.

Nochmal, wie kommt man auf die Idee korrodierte Gleise neu zu verlegen? 
Ich empfehle dir, werf das Zeug in den Schrott und kaufe es neu. So 
teuer sind Gleise nicht. Du wirst sonst keine Freude haben.

von Harald K. (kirnbichler)


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Veit D. schrieb:
> was die Aktion mit Spannung messen für
> einen späteren Reinigungszug für einen praktischen Nutzen haben soll.

Der einzige Nutzen kann der sein, herauszufinden, welche Gleise man 
nochmal überarbeiten sollte. Ein "Reinigungszug" wird hier kaum mehr 
bringen als ein Feng-Shui-Berater.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

was der TO machen will ist mir schon klar. Mir geht es darum den TO vor 
einer dummen Entscheidung zu bewahren die er später bitter bereut. Das 
Geld und Zeit was er jetzt denkt mit der Wiederverwendung seiner 
korrodierten Gleise einzusparen, zahlt er später mit Faktor x drauf. 
Noch schlimmer, der Spieltrieb & Spaßfaktor seiner Anlage ist Null.

von Al. K. (alterknacker)


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Veit D. schrieb:
> der Spieltrieb & Spaßfaktor seiner Anlage ist Null.

Wenn die Bahn nicht sicher fährt ist alles für die Katz.
Das habe ich den Modellbahnern im Club schon vor 40 Jahren gesagt.
Damals war es schwer zu realisieren, heute sollte es zwingend sein.

MfG
ein 80 jähriger alter knacker

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