ein Forummitglied hat mir freundlicherweise RoLa-Wagen mit RP25-Radsätzen (Raddurchmesser ca. 4,5mm) zum Testen zur Verfügung gestellt. Vielen Dank nochmals.
Ursache für die gestrigen Fehlzählungen war ein Achszählpunkt, bei welchem ich die doppelte Achszählattrappe samt IR-Sende-Diode umlackiert hatte. Alle bisherigen Tests waren damit jedoch erfolgreich. Nun verwende ich aber nur noch die ebenfalls umlackierte Achszählattrappe, bei welcher allerdings die IR-Sende-Diode nicht mit überlackiert wurde. Seitdem gibt es bei den RoLa-Wagen mit RP25-Radsätzen keine Fehlzählungen mehr.
Bei einem Einzeltest erreichte ich eine fehlerfreie Achszählung bei einer dem Vorbild entsprechenden Geschwindigkeit von ca. 300km/h. Bei mindestens 1000 fehlerfreien Achszählungen betrug die dem Vorbild entsprechende Geschwindigkeit ca. 200km/h. Dabei wurde der Zugverband sowohl gezogen, als auch geschoben. Bei Normal- und Langsamfahrt wurden ebenfalls alle Achsen fehlerfrei gezählt. Bei dieser Reserve an Geschwindigkeit sollte doch eine Tauglichkeit bezogen auf RoLa-RP25-Radsätze mit vorbildgerechter Geschwindigkeit gegeben sein.
Bei meinen Tests hatte ich auch die Wagen um 180° gedreht, so dass auch wirklich jedes Rad überprüft wurde. Auch die Wagenreihung hatte ich verändert.
Hinweis: Die Lichtschranken sind jedoch nicht für eine unmittelbare Sonneneinstrahlung geeignet.
mit diesem Beitrag möchte ich ein paar Infos für den Achszählpunkt auf der Gleisseite geben.
In die Attrappe des doppelten Achszählers baue ich nur eine IR-Sende-Diode vom Typ Everlight IR19-21C/TR8 in der SMD-Bauform 0603 ein, welche auf die beiden in der Schiene eingebauten Lichtleiter strahlt. Bei zwei eingebauten IR-Sende-Dioden habe ich festgestellt, dass die gleichzeitige Unterbrechung der beiden Lichtschranken, was für die Erkennung der Richtung erforderlich ist, durch den Spurkranz eines Rades nicht korrekt gewährleistet ist und es deshalb zu Fehlzählungen bzw. zu Störungsauslösungen kommen kann. Außerdem erspart man sich mühselige Feinarbeit. Der mittige Abstand des Bohrloches für den Halter (Messingröhrchen 2,5x1,6x0,45mm) der Attrappe in das Trassenbrett beträgt vom Schienenfuß 2,5mm.
Die beiden Lichtleiter (ø 0,5mm) sind gegenüber der einen in die Attrappe des doppelten Achszählers eingebauten IR-Sende-Diode angeordnet, also nicht mittig zwischen den Bahnschwellen. Der mittlere Abstand der beiden Lichtleiter beträgt 1,2mm. Dieser Abstand hat sich als ein sehr gutes Maß sowohl für große als auch für sehr kleine Raddurchmesser und ebenso auch für höhere Geschwindigkeiten erwiesen. Von der Oberkante des Schienenkopfes beträgt der Abstand bis zur Mitte der beiden ø 0,5mm Bohrungen 0,45mm. Somit bleiben also 0,2mm Schienenmaterial über den beiden Bohrungen erhalten. Bei einem kleineren Abstand kann es passieren, dass das Bohrloch zur Schienenoberkante hin durchbricht. Um eine plane Fläche für das Bohren zu erhalten, habe ich die Außenseite des Schienenkopfes an dieser Stelle mit der kreisförmigen Fläche eines Schleifstiftes (ø 2,5mm) plan mit dem Schienensteg abgeschliffen und danach noch etwas entgratet. Für die Herstellung der Bohrungen habe ich eine in einen Bohrständer eingespannte handgeführte Bohrmaschine und einen Kreuztisch mit Schraubstock verwendet. Zusätzlich habe ich noch eine LED-Beleuchtung an den Bohrständer montiert und eine 10-fach Einschlaglupe benutzt.
Wichtig ist vor allem, dass sich die beiden Bohrungen für die Lichtleiter im gleichem Abstand von der Schienenoberkante befinden. Denn ist die Toleranz der Abstände zu groß, passiert es, dass in Fahrtrichtung gesehen zuerst die 2. Lichtschranke unterbrochen wird, wenn sich diese näher an der Schienenoberkante befindet, als die 1. Lichtschranke. Das hängt einfach damit zusammen, dass das Rad nunmal rund ist und der Spurkranz in Fahrtrichtung gesehen allmählich zunehmend seinen tiefsten Punkt in der Mitte des Rades erreicht und allmählich abnehmend seinen tiefsten Punkt wieder verlässt.
Um die Lichtleiter auf die Unterseite des Trassenbrettes zu führen, werden diese 90° abgebogen. Dafür habe ich den Schaft eines ø 3,5mm Bohrers mit der Heißluftpistole etwas erwärmt und dann die Lichtleiter über diesen umbogen. Mit einem Skalpell habe ich die Lichtleiter auf ihre entsprechende Länge gekürzt. Eine Linse wird weder auf der Schienenseite noch auf der Seite der Auswerteelektronik angeschmolzen. Die Bohrungen der beiden Lichtleiter werden im Bereich des Schienensteges auf der Innenseite der Schiene mit einer Schienenlasche abgedeckt, so dass nur der Teil der Lichtleiter im Schienenkopf als Lichtschranke dient. Das macht die Funktionalität für RP25-Radsätze 100-prozentig. Bei der Verwendung von nur NEM-Radsätzen ist das nicht erforderlich. Auch eine isolierte Trennstelle von ca. 0,2mm (Kunststoffrücken eines Schnellhefters) zwischen den beiden Lichtleitern ist voll funktionell.
Als Gleissystem für meine Versuchsaufbauten habe ich Weinert "mein Gleis" verwendet, bei dem sich die Schienenprofile des Flexgleises komplett aus dem Schwellenband herausziehen lassen und dadurch einfacher bearbeitbar sind.
das nenne ich doch mal kreatives basteln. Die Justage hat bestimmt einige Kopfschmerzen bereitet. Wenn das dauerhaft funktioniert, hat sich aber der Aufwand bezahlt gemacht und du hast keine Sorgen mit irgendwelchen Kontaktproblemen. Ein sehr schönes Beispiel und Anregung für optische Steuerungsmöglichkeiten
hinweisen möchte ich hier auch noch einmal, dass ich als Idee für den grundlegenden Aufbau eines Achszählers nach diesem Prinzip die ersten drei Links aus dem Beitrag #2 verwendet habe. Allerdings bereits schon vor der Eröffnung dieses Themas. Ich habe also in dem Sinne nichts Neues erfunden, lediglich Bekanntes etwas anderst ausgeführt.
Zu Beginn meiner Versuche hatte ich schon Schwierigkeiten mit der Justage, denn es spielen viele Faktoren eine Rolle, damit eine entsprechende Lichtmenge durch so einen Lichtleiter auf den Fototransistor für dessen Auswertung fällt. Zu bedenken ist ja vor allem auch, dass man alles in Toleranzen baut. Die IR-Sende-Dioden sind nicht alle gleich in die Attrappen eingeklebt und die Attrappen wiederum sind dann auch nicht alle gleich im Schwellenfach eingebaut, und somit strahlt dann die eine mehr in die eine Richtung, die andere in eine ganz andere Richtung. Die Bohrungen für die Lichtleiter in der Schiene sind nicht alle exakt gleich und befinden sich letztendlich noch außermittig bezogen auf die IR-Sende-Diode. Die Lichtleiter sind unterschiedlich umgebogen und sind in unterschiedlichen Winkeln abgeschnitten und in unterschiedlichen Winkeln durch die Bohrungen gesteckt, und schon ist der Lichteinfall ein ganz anderer. Wieviel Strom muss überhaupt durch die IR-Sende-Diode fließen, damit diese genug IR-Licht ausstrahlt.
Daraus hat es sich für den Bau zum Beispiel ergeben, dass es besser ist, die Lichtleiter mit einem Skalpell auf die entsprechende Länge zu kürzen als mit einem Electronic-Super-Knips, denn dieser drückt den Lichtleiter in der Mitte etwas zusammen. Ebenso habe ich die Erfahrung gemacht, das es besser ist, den Lichtleiter über einen erwärmten Bohrerschaft oder ähnlichem umzubiegen, da er sonst beim Einfädeln in die Bohrlöscher in der Schiene und dem Bohrloch im Trassenbrett wie mehrfach in sich leicht knicken kann und dadurch weniger Licht durch ihn hindurchkommt und er letztendlich später sogar im schlimmsten Fall durchbrechen kann.
Seit dem ich dann noch den Arbeitspunkt der beiden Fototransistoren vom Typ Osram SFH 309 FA mittels hochohmiger 1MOhm Präzisionspotentiometer mit 25-Gängen (plus 10kOhm als Mindestwiderstand) eingestellt habe, gibt es bei der Justage keine Probleme mehr.
Nochmalerweise funktioniert jeder neu gebaute, in all seinen baulichen Toleranzen gefertigter Achszählpunkt auf Anhieb.
Ganz wichtig ist jedoch noch einmal gesagt, dass sich die beiden Lichtleiter auf der gleichen Höhe im Schienenprofil befinden müssen, damit in Fahrtrichtung gesehen auch wirklich zuerst die 1. Lichtschranke und danach erst die 2. Lichtschranke unterbrochen wird. Erkennt man bereits nach dem Bohren mit der Lupe zu große Toleranzen, dann sollte man diesen Bohrversuch verwerfen und noch mal neu ansetzen.
sehr interessantes Thema. Ich habe derzeit überlegungen zu einem Normalspurbahnhof und habe noch kein Meldeprinzip aufgestellt. Was ist das für eine Hardware auf der die Fototransistoren montiert sind? Gibt es dazu irgendwo eine Schaltung (das Layout kann ich mir selber zeichnen, als Systemelektroniker)
grüße Johannes
meine aktuellen und künfitgen Projekte H0m: fiktive Spitzkehre mit möglichkeit als Trennungsbahnhof GS II DR für MoBa
die Fertigungstoleranzen bei solcher Feinmechanik haben logischerweise fatale Konsequenzen. Um dies mal ein wenig zu veranschaulichen zeig ich mal zwei Bilder eines Halbleiterträgerstreifens, natürlich von mir persönlich gebondet.Das sind Gehäuse von VQ110 IR- Dioden und SP201 Fototransistoren, hier allerdings mit einem Fotochip aus dem Koppler MB 104 mit 200mW Verlustleistung bestückt. In der Linsenverkappung sind deutlich Lufteinschlüsse zu erkennen, Chipversätze und Schrägstellungen sind mehr oder weniger nur zu erahnen, Stand 1984. Hier eine gerade "optische Achse" wie von Dir beschrieben zu realisieren stellt schon hohe Anforderungen an den mechanischen Aufbau. Also sei nicht zu bescheiden, die Leistung kann sich sehen lassen. Das war übrigens ein Neuererprojekt, damit den Bastlern im Osten endlich ein leistungsfähiger Fototransistor zur Verfügung steht, wurde nicht umgesetzt und sind damit Prototypen.
die Schaltung für den Achszählpunkt habe ich selbst entwickelt. Es sind im Prinzip einfache Lichtschranken, welche gegen unmittelbare Sonneneinstrahlung nicht immun sind.
Die beiden Fototransistoren vom Typ Osram SFH 309 FA werden in Kollektor-Schaltung betrieben. Als Emitterwiderstand verwende ich jeweils einen 10kOhm Widerstand als Mindestwiderstand in Reihe mit je einem Präzisionspotentiometer (25-Gänge) mit einem Widerstandswert von 1MOhm. Damit wird die Ausgangsspannung jedes einzelnen Fototransistors auf +2,0V eingestellt (diese schwankt etwas). Diese beiden Ausgangsspannungen werden einem Komparator vom Typ LM393 zugeführt. Dieser wird nicht-invertierend mit Hysterese betrieben. Für weitere Hinweise bitte dazu im Datenblatt nachsehen (Seite 14 Figure 22).
Um die Hysterese zu vergrößern, habe ich den Rückkoppelwiderstand von 10MOhm durch einen 2,2MOhm Widerstand ersetzt. Die ebenfalls durch ein Potentiometer einstellbare Referenzspannung habe ich auf einen Wert von +1,5V eingestellt. Eine Differenzspannung von 0,5V zwischen der Ausgansspanung jedes einzelnen Fototransistors und der Referenzspannung hat sich als ein sehr guter Wert bezogen auf RP25-Spurkränze erwiesen. Bei RoLa's mit einem Raddurchmesser von nur ca. 4,5mm und einer Spurkranzhöhe von lediglich ca. 0,55mm fällt die Ausgangsspannung der Fototransistoren bei einer Unterbrechung der Lichtschranke in einem schlechten Fall lediglich um ca. 1,0V auf ca. +1,0V ab. Bei der Verwendung von nur NEM-Radsätzen kann man auch eine höhere Differenzspannung einstellen, denn dort wird die Lichtschranke komplett bis auf 0V unterbrochen. Die beiden Ausgänge des Komparators sind die digitalen Einganssignale für die entsprechende Auswerteschaltung. Ich verwende dafür einen Mikrocontroller vom Typ PIC16F1716 im SSOP-28 Gehäuse. Beide IC's befinden sich auf der Platinenunterseite.
Durch die IR-Sende-Diode vom Typ Everlight IR19-21C/TR8 lasse ich einen Strom von ca. 27mA bei der +5V-Platinenversion fließen. Bei der +3,3V-Platinenversion sind es nur ca. 24mA und es funktioniert ebenfalls.
Der Achszählpunkt ist aber nur ein Teil des Systems und leitet die Zählimpulse für die ein- und auszuzählenden Achsen an die dazugehörigen Achszählrechner weiter. Diese berechnen dann die tatsächliche Achsenzahl im Abschnitt und melden diesen dementsprechend als frei oder besetzt in meinem Fall auf dem SX-Bus der Digitalen Zentraleinheit weiter. Der Achszählpunkt wird doppelt ausgenutzt, also für die beiden an den Achszählpunkt angrenzenden Gleisfreimeldeabschnitte. Im Foto (Beitrag #84) ist nur ein Achszählrechner angeschlossen (Klemmleiste unten).
Johannes, welche Komponente soll denn bei Dir die Aufgabe des Achszählrechners übernehmen ?
ob ich wirklich am Ende auf Achszähler setze ist noch gar nicht raus. Ich plane zumindest aktuell bei dem Vorhaben mit kontaktlosen Induktionsmeldern, bestehend aus einer Talema AS-100 Spule und einer kleinen dazugehörigen Schaltung um einen Transistor durchzusteuern um bspw. ein Relais zu schalten.
Mir reicht dazu am Zuganfang und am Zugende eine Last (sei es ob induktiv oder ohmsche Last, es muss eine dazu, die in der Spule genügend Strom induzuiert) um eine Belegung zu melden. Das erzeugte Signal geht entweder an meine Elektronik die ich primär für mein H0m Projekt entwickelt hab oder via DIN 41622 30pol an den Stelltisch. Das Stellsystem ist noch nicht klar, auch andere Sachen sind noch nicht raus.
Im grunde hab ich für meine H0m Elektronik (die ich aber problemlos auf H0 einsetzen kann) einen I2C Bus, wo ein Master (im Stellpult) sitzt und entsprechend die Befehle an die anderen Module schickt. Auf den Modulen sitzt ein Arduino Nano wo bis 4 Servo´s angesteuert werden und sich auch gleichzeitig die Polarisierung befindet über ein 5V Relais mit 1x Umschalter Typ Omron G5V-1 5VDC (od. äquivalent) und ein BSS123 Schalter (N-Channel MOSFET), der nach GND schaltet.
Ist mehr zu schalten wie Weichen mit der Polarisierung kann ich noch 2x SPI Portexpander vom Typ MCP23S17 bestücken. Da habe ich (zumindest in der H0m Variante) nochmal 32 extra Kontakte. Ich habe pro IC noch jeweils ein Widerstandsnetzwerk SIL8+1 10k vorgesehen. raus geht es über 10pol. Wannenstecker auf eine "Stöpselplatine), da bestimme ich am Ende was ich brauche, also Schalter (über ULN2803A) oder Eingänge (da wird dann kein ULN Treiber bestückt und nur durch gebrückt)
Die Hardware ist aber universal gehalten, dass ich aus jeder Einheit Master oder Slave machen kann. Ich habe auch schon eine H0 Version erstellt, wo ich den SPI auf nen 6pol. Wannenstecker rausführe um nochmal bis 6 weitere MCP23S17 aufbauen zu können (Adressbereich jeweils 0-7). Auf dem I2C kann ich theoretisch bis 112 Module anmelden. Untereinander werden die Boards mit geschirmten Patchkabel mit RJ45 Steckern. Auf der Platine sitzen zwei geschirmte RJ45 Buchsen stehend.
Ist in der jeweiligen Fahrstraße mehr wie ein Abschnitt mit einer Last belegt, kann die Fahrstraße nicht gelöscht werden oder nach Befahrung wieder zurückgesetzt werden, das geht dann erst wenn der entsprechende Zug im Zielgleis vollständig eingefahren ist. Ist das alles passiert geht mit einer kleinen Verzögerung wieder alles in Grundstellung und kann dann erneut gestellt werden. Weichen sind dazu extra eingespeist, und die Zuleitung wird isoliert von den restlichen Profilen. Die Rückleitung wird dann immer durchgebunden (außer an Herzstücken natürlich).
Das Basisprogramm ist dabei auch universal, nur was unter void loop() geschieht ist dann individuell.
Die Hardware ist noch in einem experimentellen Status, es gibt derzeit nur eine allererste Nullserie, die ich so nicht rausgeben würde, wenn jemand Interesse hat. Ich will hier erst weiter testen. Ein Aufbau auf einer Lochraster hat aber funktioniert bereits. Ich habe bereits Ideen wie es mit einer modulweisen abarbeitung geschehen kann (das ist aber nur programmtechnisch), das muss erst getestet werden.
grüße Johannes
meine aktuellen und künfitgen Projekte H0m: fiktive Spitzkehre mit möglichkeit als Trennungsbahnhof GS II DR für MoBa
ich möchte noch ein paar allgemeine Infos zum Achszähler mitteilen.
Bei extrem langsamen Geschwindigkeiten, wo es möglich sein kann, dass es bei der Einfahrt in die Lichtschranken und bei der Ausfahrt aus den Lichtschranken zu einem Wechselspiel zwischen unterbrochen und geschlossen kommen kann, ist die Funktionalität des Achszählers durch die Arbeitsweise des Komparators mit Hysterese und vor allem durch die im Mikrocontroller programmierte Schrittkette (Unterbrechungsreihenfolge der beiden Lichtschranken) gegeben.
Bei den Zählimpulsen einer Achse gibt der Achszähler zuerst den Impuls für das Einzählen und verzögert den Impuls für das Auszählen an den jeweiligen Achszählrechner aus. Dadurch wird eine Achse erst in den Achszählrechner des Folgeabschnittes eingezählt, bevor diese aus dem Achszählrechner des befahrenen Abschnittes ausgezählt wird. Wenn ein Achszählrechner seinen Freimeldeabschnitt an die Digitalzentrale als "besetzt" meldet, dann wird das dafür entsprechende Bit sofort auf dem SX-Datenbus geschrieben (Bit = 0). Wenn allerdings ein Achszählrechner seinen Freimeldeabschnitt an die Digitalzentrale als "frei" meldet, dann wird das dafür entsprechende Bit erst nach einem weiteren Durchlauf der vollen Zykluszeit (beim SX-Bus ca. 76,8ms) auf dem SX-Datenbus geschrieben (Bit = 1). Es wird also dadurch letztendlich sichergestellt, dass nach der Überfahrt eines Rades über einen Achszähler erst der Folgeabschnitt auf dem SX-Datenbus als "besetzt" gemeldet wird, bevor der befahrene Abschnitt als "frei" (vorrausgesetzt er ist frei) auf dem SX-Datenbus gemeldet wird.
Durch die Verzögerung der Zählimpulse und vor allem durch die gesamte Übertragung aller im System über den RS485-Bus verbundenen Achszählrechner ist die vom PC aus lesbare Achsenzahl auch nur dann gültig, wenn sich der Zug bereits für eine bestimmte Zeitdauer auf nur einem Abschnitt befindet. Befindet sich der Zug auf mehreren Freimeldeabschnitten, dann sind die lesbaren Achsenzahlen dieser nur stimmig, wenn der Zug bereits für eine bestimmte Zeitdauer still steht. Die vom PC aus lesbare Achsenzahl jedes einzelnen Achszählrechners hat auch nur vorrangig für das Speichern der Zählstände nach der Beendigung des Fahrbetriebes oder für eine Speicherung zwischendurch Bedeutung. Sie kann natürlich auch noch zusätzlich für andere Überprüfungen verwendet werden.
Durch die oben genannte Arbeitsweise ist eine gleichzeitige Überfahrung von zwei Achszählern (gleichzeitiges Ein- und Auszählen eines Abschnittes) aus meiner Sicht unproblematisch.
Da dieses Achszählsystem selbstätig arbeitet, fahrtrichtungsunabhängig und unabhängig von irgendeiner Fahrwegsteuerung ist, stellt die Frei-und Besetztmeldung bei Rangierfahrten kein Problem dar.
Bei den vom Achszählpunkt an die Achszählrechner gesendeten Zählimpulse bewirkt jede zu zählende Achse einen Flankenwechsel auf den entsprechenden Leitungen. Das ist mit dem Mikrocontroller eines Achszählrechners einfach auszuwerten und selbst mit einem einfachen Multimeter nachmessbar.
Diese optische Variante des Zählsystems ist im Allgemeinen nicht für Schienenreinigungsfahrzeuge geeignet, denn diese können Fehlimpulse an den Lichtschranken auslösen.
den Achszähler habe ich nun endlich auch einmal in einem Gleisbogen mit einem kleinen Radius von 360mm getestet. Die Achszählattrappe mit der eingebauten IR-Sende-Diode sollte hier jedoch mit einem etwas größeren Abstand von der Schiene eingebaut werden, da es sonst passieren kann, dass die Räder von Loks mit starrem Fahrwerk an diese anstoßen können.
Achszähler in einem Gleisbogen mit einem Radius von 360mm:
Getestet habe ich diesen Achszählpunkt mit langen Drehgestellwagen (Doppelstockwagen mit LüP von 308mm und starren elektrisch leitenden Kupplungen), 3-achsigen Personenwagen, verschiedene Güterwagen und mit Liliput RoLa's. Diese Wagen sind alle mit RP25-Radsätzen ausgestattet und bei Normalgeschwindigkeiten wurden alle Spurkränze sowohl durch den Achszähler auf der Innenseite als auch durch den Achszähler auf der Außenseite des Gleisbogens fehlerfrei erkannt und korrekt gezählt. Die Zugverbände wurden dabei gezogen und geschoben. Bei langen geschobenen Zugverbänden mit schwergängigen Radsätzen (die getesteten Liliput RoLa's haben lange Achsführungen (nicht spitzengelagert), erzeugen damit Reibung) gehe ich jedoch davon aus, dass diese dann in so einem kleinen Gleisbogen angehoben werden und damit nicht richtig gezählt werden.
Bei Hochgeschwindigkeitsfahrten (ICE-Speed) sollte man den Achszähler vorzugsweise aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte und des damit verbundenen Anhebens der Räder auf der Innenseite des Gleisbogens an der Außenseite des Gleisbogens montieren. Bei einem Test mit einer Geschwindigkeit von hochgerechnet ca. 336km/h mit einem 6-achsigen Erzwagen hatte nur der an der Außenseite des Gleisbogens montierte Achszähler alle 6 Achsen erkannt, bei dem an der Innenseite montiertem Achszähler wurden die beiden Lichtschranken nicht unterbrochen.
Bei einem gesunden Verhältnis zwischen den Radien der Gleisbögen, den gefahrenen Höchstgeschwindigkeiten und der Zusammenstellung der Zugverbände (Länge und Leicht- bzw. Schwergängigkeit), sollte der Achszähler in Gleisbögen keine Probleme machen. Vorraussetzung ist natürlich immer, dass das rollende Material und die Gleisverlegung, vor allem im Bereich des Achszählers, dementsprechend i.O. ist.
es gibt eine kleine Veränderung des Achszählers am Gleis.
Anstelle der bisher verwendeten Lichtleiter mit einem Durchmesser von 0,5mm kommen jetzt Lichtleiter mit einem Durchmesser von lediglich 0,25mm zum Einsatz. Durch diesen geringen Durchmesser befinden sich die Lichtleiter nun nur noch im Schienenkopf. Dadurch entfällt das bisherige Abdecken der Lichtleiter im Bereich des Schienensteges mittels einer Schienenlasche, um RP25-Radsätze fehlerfrei zu erkennen (erwähnt im Beitrag #82). Als Testwagen dienten auch wieder die Liliput RoLa's mit RP25-Radsätzen. Alle Achsen wurden auch bei höheren Geschwindigkeiten fehlerfrei erkannt.
Achszähler mit Lichtleiter ø 0,25mm:
Viele Grüße Peter|addpics|q8t-3-3226.jpg-invaddpicsinvv,q8t-2-3ddd.jpg-invaddpicsinvv|/addpics|
Ich habe jetzt den ganzen Thread durchgelesen...alle Ehre zu Deinen Leistungen und Proben!
...eine kleine Anmerkung und Idee wegen der Anfaelligkeit durch Aussenlichteinfall...hattest du schon daran gedacht diese durch ein Stueckchen Polaroid Film (ich nenne das mal eine Art Licht Jallosie) vor dem IR Licht Empfaenger plaziert, und so deren "Blickbereich" des Sensoren in dieser Art zu limitieren und Einflusse vom "Falschlicht", zu mindern oder gar moeglichst auszuschliessen...anderseits koennte eventuell dies auch mit einem IR Filterfilm bewerkstelligt werden...
ich muss gestehen, diesen Thread erst heute entdeckt zu haben, obwohl er schon seit Jahren existiert Dieses Thema treibt mich seit einiger Zeit um, denn ich bin auf der Suche nach einem Achszählsystem, das - in Kombination mit einem Stromfühler - eine eineindeutige Belegtmeldung einer Weiche ermöglicht. Derzeit habe ich eine Belegtmeldung einer Weiche über eine Stromfühler-Platine realisiert, die bei Belegung der Weiche einen +5V-Spannungspegelausschlag an den Arduino liefert und dieser dann die Weichenbedienung sperrt. Dies funktioniert sehr gut; leider jedoch nur bei Verbrauchern, also Loks und beohmten Wagen. Es soll aber gewährleistet sein, dass die Belegtmeldung einer Weiche von den Wagen unabhängig funktioniert. Die von dir gezeigte Lösung erscheint mir nach dem Durchlesen deiner Beiträge als geeignet. Allerdings sollte es sich um ein möglichst einfach struktiriertes Stand-allone-System handeln, das drei Achszähler einer Weiche überwacht und im Falle einer Belegung (Summe Eingänge ungleich Ausgang) einen +5V-Pegel liefert. Zudem wäre eine Art Resetknopf nötig, um bei tatsächlich einmal auftretenden Fehlzählungen die Weiche "nach Inaugenscheinnahme der Weiche" wieder bedienbar zu machen. Gibt deine Lösung sowas her? Grüße Steffen
Zitat von Ronzo im Beitrag #94 ...eine kleine Anmerkung und Idee wegen der Anfaelligkeit durch Aussenlichteinfall...hattest du schon daran gedacht diese durch ein Stueckchen Polaroid Film ...
eine Möglichkeit, Störlicht auszublenden, besteht in der Verwendung von gepulstem Licht. Die LED "blinkt" mit z.B. 1000Hz. Eine Vergleicherschaltung prüft, ob das vom Sensor empfangene Licht auch mit 1000Hz bliinkt. Wenn keine Übereinstimmung besteht, steht kein Ausgangssignal an. Ist Übereinstimmung gegeben, gibt die Prüfschaltung ein Signal aus. Eine Schaltung dazu gibt es hier.
die eingesetzten Fototransistoren Osram SFH309FA haben bereits eine Tageslichtfilterung (Kennzeichnung FA). Direktes Sonnenlicht, welches einen hohen IR-Anteil hat, ist bei dieser einfachen Lichtschrankenschaltung das Problem.
Hallo Hans,
die Anwendung von gepulsten Licht zur Unterdrückung von Störungen durch Gleichlicht ist mir bekannt. Für diesen Anwendungsfall scheiterte es bisher an der Dimensionierung der Bauelemente der Schaltung auf der Empfängerseite. Da bei meinen Testaufbauten direkte Sonneneinstrahlung keine Rolle spielt, habe ich es bisher bei der einfachen Lichtschrankenschaltung belassen. Allerdings immer im Hinterkopf, dass diese Sache noch abzuändern ist.
Hallo Steffen,
ich rüste zur Zeit in Zeitlupe meine Versuchsplatinen für das Achszählsystem um, von Mikrocontrollern der PIC16-Familie auf Atmel ATxmega's. Für Versuchszwecke habe ich bereits auch einen Achszählrechner gebaut, an welchem 8 Achszähler angeschlossen werden können (Maximalvariante). Er hat unter anderem 2 externe Anschlüsse in Open-Kollektor-Schaltung (BC847B) für die "Freimeldung" und für die "Störmeldung". Ein externer Eingang, entkoppelt durch eine Diode (1N4148WS), sowie ein auf der Platine befindlicher Taster dienen zum "Grundstellen" des Achszählrechners. Zwei weitere externe Eingänge dienen dazu, um evtl. die Achsenzahl im EEPROM des Mikrocontrollers oder eines auf der 8-poligen Buchsenleiste aufgesteckten externen EEPROM's zu speichern bzw. zu laden. Über eine 3-stellige 7-Segment-Anzeige wird die Achsenzahl im Gleisfreimeldeabschnitt angezeigt. Einen direkten Anschluss an ein Digitalssystem gibt es nicht mehr. Als Datenbus ist RS485 vorhanden, welcher allerdings für die grundlegende Funktion des Achszählrechners nicht notwendig ist. Alle Funktionen sind jedoch noch nicht programmiert (RS485, EEPROM).
Versuchsplatine für einen Achszählrechner für den Anschluss für 8 Achszähler:
Viele Grüße Peter|addpics|q8t-4-f275.jpg-invaddpicsinvv|/addpics|
es gibt Neuerungen bei der Auswerteelektronik der Lichtschranken. Der Achszähler ist jetzt gegen Sonnenlicht immun. Des weiteren sind keine Einstellungen über Potentiometer per Hand mehr nötig, um die Ausgangsspannungen der beiden Lichtschranken einzustellen. Diese werden automatisch eingeregelt.
Hallo Ronzo aus Connecticut, erst einmal vielen Dank für Dein Lob.
Zitat von Ronzo im Beitrag #94 Ich habe jetzt den ganzen Thread durchgelesen...alle Ehre zu Deinen Leistungen und Proben!
Hallo Hans, die von Dir im Beitrag #96 erwähnte Schaltung für den Empfänger verwende ich in abgeänderter Form. Außerdem kommen spezielle Lichtsensoren zum Einsatz. Die IR-Sende-Diode wird gepulst.
ich habe dem Steffen den Prototyp eines Achszählers mit 3 Lichtleiter-Zählpunkten zur Überwachung einer Weiche für sein Hafenmodul gebaut und ihm zukommen lassen.
Dieser verfügt desweiteren über 4 externe Anschlüsse für die Besetztmeldung, für die Störmeldung und für das Auslösen der beiden Zählpunkte an der stumpfen Seite der Weiche. Diese lösen aus, wenn die erste Achse in den freien Weichenabschnitt eingezählt wird. Das ist vom Steffen eine sehr gute Idee gewesen, die einzelnen Zählpunkte auch als Schaltkontakte für extern anschließbare Elektroniken (z. Bsp. Arduino) zu verwenden. Ein weiterer Anschluss wurde bereits nachgerüstet, welcher die Meldung, das gerade die Ausgangsspannungen der Lichtschranken eingeregelt werden, ausgibt. Ein Kurzhubtaster auf der Platine und ein extern anschließbarer Taster dienen dazu, den Achszähler grundzustellen (zu nullen) bzw. die Ausgangsspannungen der Lichtschranken neu einzuregeln. Auf der Platine sind dann noch LED's für Statusanzeigen verbaut. Dazu gehören die einzelnen Lichtschranken (offen oder geschlossen), die Besetzmeldung, die Störmeldung und die Betriebsbereitschaft. Über Schiebeschalter können die einzelnen Lichtleiter-Zählpunkte aktiviert bzw. deaktiviert werden.
Bei meinem eigenen Testaufbau für diesen Achszähler stellte ich jedoch fest, das nicht alle Lichtschranken auf die gewünschte Ausgangsspannung eingestellt werden konnten. Ich musste diese deshalb weiter absenken, um auch "schlechtere" Lichtschranken funktionstüchtig zu machen. Um diese abgesenkten Ausgangsspannungen aber feiner einstellen zu können, müssen sowohl in der Hardware als auch in der Software Veränderungen vorgenommen werden. Mittels Aufbau auf einem Steckbrett ist das bereits erfolgreich getestet wurden.
Für die Zukunft plane ich auch keine reinen Auswerteplatinen für die Zählpunkte (Lichtschranken) und auch keine reinen Achszählrechner mehr. Jede Lichtschrankenplatine ist auch gleichzeitig Achszählrechner. Damit werden Platinen gespart. Das war alles mal überdimensional gedacht.
bei der Verschmelzung von der Lichtschrankenplatine mit der Platine des Achszählrechners ist in Zusammenarbeit mit Steffen das Zähler-Sensor-Modul ZSM entstanden. Dieses Modul hat zwei Achszähler für jeweils einen eigenen Zählabschnitt integriert. Der Zähler-1 ist der hauptsächlich zu verwendende Zähler und der Zähler-2 ist vorrangig für ein angrenzendes Streckengleis zwischen zwei Betriebsstellen gedacht. Dieser kann aber auch für ein angrenzendes Abstellgleis verwendet werden. Dadurch ist das ZSM noch etwas flexibler einsetzbar und zudem recht anspruchsvoll geworden. Der Zähler-1 kann bei deaktiviertem Zähler-2 einen Abschnitt mit max. 6 Zählpunkten und bei aktiviertem Zähler-2 einen Abschnitt mit max. 5 Zählpunkten überwachen. Der Zähler-2 kann einen Abschnitt mit max. 2 Zählpunkten überwachen. Der Lichtleiter-Zählpunkt auf der Platine wird von beiden Zählern verwendet. Alle 6 Zählpunkte, der Lichtleiter-Zählpunkt auf der Platine und die 5 elektronischen Zähleingänge von angrenzenden ZSMs (deren Lichtleiter-Zählpunkt/Achszählkontakt), können über SMD-Schiebeschalter einzeln aktiviert werden. Dadurch ist es möglich, mit diesem einem Modultyp Abschnitte mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zählpunkten zu überwachen. Alle Ausgänge für den Anschluss externer Elektroniken (z. Bsp. Arduino, Digitalsystem) sind Transistorausgänge in Open-Collector. Da das ZSM nur einen Lichtleiter-Zählpunkt auf der Platine integriert hat, muss es an jedem Lichtleiter-Zählpunkt (Achszählkontakt) an der Schiene montiert werden.
Verbaut sind bereits 5 Module in Steffen seinem Hafenmodul. Siehe hier im Forum.
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Rückmeldung per Achszähler
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15.09.2018 19:07
Antworten
Dieses Thema treibt mich seit einiger Zeit um, denn ich bin auf der Suche nach einem Achszählsystem, das - in Kombination mit einem Stromfühler - eine eineindeutige Belegtmeldung einer Weiche ermöglicht.
