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Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt

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Löter



Anmeldungsdatum: 10.11.2008
Beiträge: 18
Wohnort: Düsseldorf

BeitragVerfasst am: 14.03.11 11:17    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Hallo Sörn,

eine WLAN-Lösung ist inzwischen schon im Werden und die bisherigen Erfahrungen sind sehr vielversprechend. Der große Vorteil ist die Nutzung von WLAN-fähigen Handys und natürlich Rechner wie Laptops, Desktops, Tablets, die ein WLAN-Modul haben. Damit kann man die Kosten auf der Eingabeseite minimieren, da ja fast überall solche Geräte vorhanden sind. Schau mal bei den Spassbahnern, dort kannst Du die Infos finden.
Gruß
Löter
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Sörn
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 10.03.2011
Beiträge: 41
Wohnort: im Herzen des Ruhrgebiets

BeitragVerfasst am: 14.03.11 12:00    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Hi Löter!

Mich hatte schon jemand per pn auf die Wlan Geschichte aufmerksam gemacht, jedoch kann ich dort weder mitreden (weil die Anmeldung deaktiviert ist), noch den Aktuellen stand einsehen (weil das Forum kürzlich umgestellt wurde und nicht verfügbar ist)...

Ich sehe da derzeit nur diesen Thread (gibt es noch andere?), in dem sich alle fleißig über das Wlan Modul und seine Konfiguration unterhalten, aber kann eben nicht sehen wie der Rest des Projektes aussieht Traurig

Wlan hin oder her, wenn so ein Modul um die 20 EUR kostet, kommt das für mich (persönlich) nicht in Frage... Mal davon abgesehen das sich das Ding "mal eben" mehr als 400mA reinzieht Geschockt . Ich werde allerdings mal das Pinout von dem Ding in meine Planung mit einbeziehen, ggf. findet sich noch Platz das unter zu bringen.

Wenn man die Bahn per Handy steuern möchte, könnte man jedoch Webinterface zusammenhäkeln, mit dem man die Loks steuern kann - das ethersex projekt hat da schon eine fast fertige Lösung. Hardware dafür gibts bereits als fertigen Bausatz ("NetIo" mit RFM12 und Ethernet von Pollin).

ateshci:
Zitat:
Hast Du damit schon Erfahrungen gesammelt?

Ja, habe ich - ich habe schon diverse Microcontroller Projekte mit dem RFM12 gebastelt - z.B. einen USB/Funk Adapter, meine Hausautomatisierung, Alarmanlage, Bootloader (zum updaten der Firmware über Funk) und eben die ersten Prototypen des Decoders... funktioniert alles super!
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Eisenbahnfan
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 22.03.2011
Beiträge: 32

BeitragVerfasst am: 23.03.11 09:20    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Sörn hat folgendes geschrieben::
868 MHz ist kein Problem, ich hatte vor das RFM12B Modul zu verwenden. Da kann sich dann jeder der das Nachbauen will eben auswählen ob er 433MHz, 868MHz oder 915MHz haben will. Das 915er Band ist soweit ich weiß nur in Amerika frei nutzbar - Außerdem sind diese Module schon für 5 EUR zu haben...

2,4GHz ist mit den Modulen leider nicht nutzbar, aber das dürfte ohnehin Mancherorts ziemlich gut ausgelastet sein.


Hallo Sörn,

die RFM12 Module von Polin haben mich auch schon interessiert. Leider sind die Kommentare in den Microcontroller- Foren nicht gerade vertrauenserweckend. Man darf ja nicht vergessen, dass für Modellbauer nicht die Elektronikbastelei das Ziel ist, sondern der störungsfreie Modellbahnbetrieb.
Und da zählen Robustheit gegen fremde Funkstörungen, EMV und vor allem Vielzugbetrieb auf einer Anlage ohne gegenseitige Beeinflußung die entscheidende Rolle.
Nicht zu vergessen, dass die Reichweite mindestens 50 Meter STÖRUNGSFREI funzen sollte. Wie sind denn Deine Erfahrungen mit den Zugriffsprotokollen ?
Wird ein verbindungsorientiertes Protokoll unterstützt oder muss man so etwas selbst implementieren ? 915 Mhz dürfte zwar störungsfrei sein ... aber ist halt nur in den USA erlaubt, zumindest sollte man sich nicht öffentlich damit brüsten ... weiß man, wer mitliest ?

Allzeit Hp1 mit Pfiff!
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Sörn
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 10.03.2011
Beiträge: 41
Wohnort: im Herzen des Ruhrgebiets

BeitragVerfasst am: 23.03.11 12:50    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Zum Thema Patente, Firmen die abkupfern, etc... Ich habe da eigentlich keine Bedenken - wenn ich die Ideen hier veröffentliche, denke ich nicht das sie dann noch jemand Patentieren kann.
Die Software veröffentliche unter der General Public License (GPL) - d.h. jeder der etwas verändert, muss den Quellcode veröffentlichen. Die Hardware wird unter einer ähnlichen Lizenz veröffentlicht (die die kommerzielle Nutzung verbietet).

Mal davon ab: Es wäre doch gut, wenn eines Tages ein Hersteller die Software und das Protokoll benutzt - davon hätten im Grunde Alle etwas: Die Modellbahnhersteller bekommen Bugfixes für die Software und die Modellbahner können IHRE ganz persönliche Firmware für die Modellbahnsteuerung entwickeln (Programmierkenntnisse vorausgesetzt).

Eisenbahnfan hat folgendes geschrieben::

Nicht zu vergessen, dass die Reichweite mindestens 50 Meter STÖRUNGSFREI funzen sollte. Wie sind denn Deine Erfahrungen mit den Zugriffsprotokollen ?
Wird ein verbindungsorientiertes Protokoll unterstützt oder muss man so etwas selbst implementieren ?


Es gibt kaputte Übertragungen, aber die sind eher selten. Da die Teile einen Rückkanal anbieten, kann man entweder fehlerkorrigierende Verfahren oder zumindest Verfahren zur Fehlererkennung implementieren und falsch übertragene Pakete einfach nochmal senden.

Ich habe mir mal ein paar Gedanken zum Protokoll gemacht... Zunächst einmal wollte ich das Band in verschiedene Kanäle unterteilen. Es gibt einen Kanal, auf dem die Basisstation/Master andauernd Fahr- und Funktionsbefehle aussendet. Dieser Kanal dient dazu, das Loks, die gerade frisch angeschaltet wurden oder durch eine Unterbrechung der Spannungsversorgung ihre Fahrdaten verloren haben, wieder diese Information erhalten. Informationen die auf diesem Kanal (nennen wir ihn mal Broadcast-Kanal) gesendet werden, werden ausschließlich von der Basis zur Lok gesendet. Diese Nachrichten werden mit einer Prüfsumme zur Fehlererkennung versehen.

Dann gibt es einen oder mehrere weitere Kanäle, auf denen Loks sich mit der Basis, bzw. den Handsteuergeräten unterhalten. Auf diesen Kanälen wird dann nur gesendet wenn "jemand" etwas zu sagen hat - z.B. die Lok eine Wiederholung der zuletzt gesendeten Nachricht anfordert oder der Handregler einen neuen Fahrbefehl hat. Eine Möglichkeit zur Fehlerkorrektur wäre, das die Loks auf diesem Kanal eine Bestätigung des Befehls und die Prüfsumme zurück senden. Der Regler vergleicht dann die Prüfsumme und sendet bei falsch erkannter Übertragung das Paket neu...

Die "Basisstation" muss im übrigen nicht zwingend ein extra Gerät sein - das kann auch genauso gut ein Handregler sein - das ist im Grunde nur eine Frage der Software Winke
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Eisenbahnfan
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 22.03.2011
Beiträge: 32

BeitragVerfasst am: 23.03.11 15:17    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Okay - habe verstanden, der Protokollstack muß also anwenderseitig erst noch erstellt werden - somit auch die Algorithmen für Congestion Control etc.!

Das ist leider immer die Krux bei den "billigen" Funkübertragungen. Das habe ich auch schon einmal versucht aufzusetzen mit Modulen von http://www.lprs.co.uk/easy-radio.html .

Die radio moduls sind wirklich ihr Geld wert, aber wenn man die Protokollstacks selbst implementieren muss .... dauert es sehr lange, bis sich Spielspass auf der Anlage einstellt Verrückt

Da die RFM Module selbst so ihre Mucken haben, wäre das dann eher ein Rückschritt für mich .... also suche ich mal weiter!

Dir viel Erfolg bei Deinem RFM Projekt. Bin gespannt auf die nächsten Ergebnisse - werde den Thread beobachten.

Allzeit Hp1 mit Pfiff!
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Sörn
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 10.03.2011
Beiträge: 41
Wohnort: im Herzen des Ruhrgebiets

BeitragVerfasst am: 24.03.11 10:21    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Kurzer Zwischenbericht:
Ich habe soeben den Motortreiber Teil erfolgreich getestet. Zunächst nur mit meiner Straßenbahn, dann habe ich einen Gleiskreis zusammengesteckt, 4 analoge Loks drauf gestellt, den Motortreiber vorgeschaltet und er hat alle 4 Loks gleichzeitig betrieben - immer schön langsam anfahrend bis hin zu Vollgas und jeweils vor und zurück... Nach einer Stunde Dauertest waren die FETs nichtmal handwarm - was aber warm wurde waren die (viel zu dünnen) Krokoklemmkabel Winke

Der Treiber ist jetzt für 5.3A Dauerbelastung (bei 25°C), bzw. 4.2A bei 75°C ausgelegt...

Hier ist ein Foto von meinem Testaufbau:

Der ist auf dem weißen Steckbrett zu sehen - verbaut sind 2x IRF7389 (N- und P-Channel MOSFETs), sowie ein ULN2803 (Mitte) zur Steuerung. Der Chip rechts ist ein Atmega8 Microcontroller, der das PWM Signal generiert.
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ateshci
Buntbahner
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 19.09.2006
Beiträge: 237
Wohnort: Friedberg

BeitragVerfasst am: 24.03.11 22:09    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

@sörn
Welche PWM-Frequenzen hast Du angewandt? Steuerst Du nur den P-Kanal als 'Master' an ( mit dem N-Kanal über Kreuz als slave ) oder push-pull? Schon mal den 'shoot-through current' in dem Fall oszillografiert?
Gruß, H.
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Henry (Henner)
Buntbahner
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 20.11.2007
Beiträge: 1178
Wohnort: Fremont, CA USA

BeitragVerfasst am: 13.04.11 05:12    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Soern,
bevor ich dem Dampfbazillus verfallen bin, hatte ich auch laengere Zeit an Dekodern gearbeitet. Ein Ergebnis hier:

http://www.youtube.com/watch?v=mm5UCQbDH3U

Heute wuerde ich auch nicht mehr DCC verwenden, sondern einen der integrierten Radio/Controllerchips. Ich dachte dabei an den Chip von Nordic:

http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24LE1

Der Code basiert auf dem guten alten 8051 von Intel und ist damit kompatibel mit meinen bisher verwendeten Controllern von Silabs. Ich kann Code fuer lastabhaengige Regelung/PWM/Bruecke, Ansteuerung von Servos (e.g. Dampf) uebernehmen. Mein erstes Projekt in diese Richtung wird der SchiStraBus von Brekina werden (als Ablenkung vom Echtdampf). Dabei habe ich beste Unterstuetzung durch meinen Freund David, der einer der Chefentwickler bei einem der groessten Computerperipheriehersteller hier in Silicon Valley ist und mit diesen Controllern taeglich umgeht.
In Deiner Spezifikation vermisse ich die lastabhaengige Regelung, die zusammen mit einer Pufferung die Fahreigenschaften erheblich verbessert und auch eine Schwungmasse ueberfluessig macht (Wir haben so um 1970 im Marburger Eisenbahnclub so ziemlich als Erste Faulhabermotoren und Schwungmassen verwendet - Teichmann vertrieb das damals). Mit dem Weglassen der Schwungmasse schliesst sich der Kreis wieder...
Viel Spass bei der Weiterentwicklung

_________________
Henry (Henner)
Donkey Doktor EDH Lumber Company
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Sörn
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 10.03.2011
Beiträge: 41
Wohnort: im Herzen des Ruhrgebiets

BeitragVerfasst am: 13.09.11 18:11    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Nach etwas längerer Pause habe ich nun wieder etwas Zeit für das Projekt gefunden. Ich habe mich dazu entschlossen, den Motortreiber doch nicht diskret aufzubauen, sondern einen fertigen IC dafür zu verwenden. Einer der Gründe ist mangelnde Verfügbarkeit der unterschiedlichen FET Treiber - viele der geeigneten Bauteile sind nicht alle zusammen beim selben Händler verfügbar und so müsste man die Einzelteile bei mehreren aus buchstäblich der ganzen Welt bestellen. ich wollte nach Möglichkeit das ganze so gestalten, das jeder das Projekt nachbauen kann, daher habe ich mich dazu entschieden, möglichst "gewöhnliche" Bauteile zu verwenden.

Zunächst habe ich den Wegpunkt Infrarot Sender gestaltet und mal einen Prototypen zusammen gebaut:
Infrarot Sender (Sörn)


Infrarot Sender (draufsicht) (Sörn)


Der Sender passt in eine LGB Schwelle und wird direkt aus dem Gleis gespeist. Selbstverständlich ist dafür später kein so gravierender Durchbruch nötig - man kann natürlich auf den Programmierstecker verzichten und eine deutlich kleinere LED einbauen, sodass der Sender in der Schwelle nicht sichtbar ist.

Der Aufbau ist im Prinzip relativ simpel: Ein Spannungsregler, Gleichrichter und Microcontroller, der fortwährend den selben Code aussendet. Loks die darüber fahren, können den Code lesen und per Funk an die Basis senden. So weiss das System, bzw. die Basis stets wo sich die Loks befinden und kann ggf. Aktionen darauf basierend ausführen (Weichen stellen, Abbremsen, etc.). Wenn man zudem 2 Sender in einem vordefinierten Abstand zueinander aufstellt, kann die Lok ihre Geschwindigkeit selbst ausmessen und kalibrieren (versuch' das mal einer mit DCC oder Railcom nachzumachen Winke)

Um an der Lokdecoder Baustelle mal voran zu kommen habe ich mich in den letzten Tagen dann noch mit der Lastregelung beschäftigt und ein wenig experimentiert. Das Ergebnis davon habe ich in einem kleinen Video dokumentiert. Damit habe ich eigentlich alles Nötige für die Planung der neuen Version des Lokdecoders zusammen und berichte hier gerne in Wort und Bild wenn es Neuigkeiten gibt.

Auf Bald!
- Sören
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Sörn
Buntbahner


Anmeldungsdatum: 10.03.2011
Beiträge: 41
Wohnort: im Herzen des Ruhrgebiets

BeitragVerfasst am: 24.09.11 17:18    Titel: Re: Eigenbau Lokdecoder / Digitalsystem Projekt Antworten mit Zitat

Wieder ein kleines Update: Die Platine für den Lokdecoder ist soeben fertig geworden - zumindest das Layout. Herausgekommen ist eine zweiseitige Platine mit den Abmessungen 57x31mm und ca. 15mm Höhe.

Decoder Version 2 - platinenlayout (Sörn)

Erstes Platinenlayout für den Decoder der 2. Generation


In dieser Version erlaubt der Decoder 4A Motor- und Gesamtstrom und ist mit einem 5V-Regler ausgestattet, der bis zu 3A belastbar ist. Zusätzlich hat er 6 Schaltausgänge (4x500mA, 1x1A, 2x8A), sowie 2 Anschlüsse die als SUSI Schnittstelle oder für Servos benutzt werden können. Die Schaltausgänge können optional (=Lötbrücke) mit einem separaten Gleichrichter verbunden werden, sodass man insgesamt mehr als 4A Gesamtstrom schalten kann.

Für die Lastregelung habe ich etwas ganz besonderes geplant: Die Lastregelung, bzw. die Messung der Motorspannung erfolgt in 2 Stufen, bei denen ich jeweils Spannung von 0 bis 6 oder von 0 bis 24V messen kann. Das hat den Vorteil, das der Controller in dem Bereich von 0 bis 6V (also bei Langsamfahrt) besonders genau messen kann.

Einen Prototypen werde ich die Tage mal ätzen und ausgiebig testen und wie immer über das Ergebnis berichten Winke
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