Inventariseren voor project: Een digitale baan met analoge treinen

[alfisti-164]

Hallo allen,

ik loop al tijden met een idee in mijn hoofd en zie met de komst van Arduino dat er steeds meer mensen ongeveer hetzelfde willen doen. Regelmatig kom ik op dit forum Arduino en Koploper tegen. Ik zou het echter leuk vinden om de krachten te bundelen en om er een (open source) project van te maken.

Het idee is om met bijv. het programma Koploper een baan digitaal aan te sturen met Arduino als centrale. Let wel: de baan aansturen, niet het materieel!
Bij digitale systemen is het zo dat de decoder in het materieel "luistert" naar de opdrachten van de centrale. Ik wil een spoorsectie laten "luisteren" zodat hij een analoge trein kan laten optrekken/remmen enz.

Ik verklaar me nader:

Rijden en schakelen:
De digitale opdrachten die Koploper geeft moet Arduino vertalen en analoog maken. Bijv.: Koploper zet een sein veilig (al dan niet met een muisklik). Dan moet het sein veilig komen (groen worden) en de trein gaan rijden. Het digitale commando die Koploper naar de decoder van het sein denkt te sturen wordt door Arduino vertaald naar een pulsje op een pin, waardoor er een relais omkomt en het sein schakelt. Vervolgens laat hij (middels een ander bord?) de trein langzaam optrekken tot de in Koploper ingestelde snelheid.

Detectie en plaatsbepaling
Koploper en Arduino worden verantwoordelijk voor de rijwegen en bezettingen bijhouden. Het bedienen van de bijbehorende analoge seinen hoort daar ook bij. Doordat Koploper treinlengtes kent weet hij wanneer een trein een sectie uit is. Middels massadetectie (bij gelijkstroom geschakeld op rijrichting) meld Arduino de sectie "bezet". Dit blijft hij doen totdat de trein de volgende sectie inrijd en de treinlengte die Koploper bijhoudt gepasseerd is. Op die manier maakt het ook niet uit als de spanning na een mooie remcurve 0 wordt (Geen massa detectie, maar de trein had zich al "binnen"-gemeld).

Verdere mogelijkheden:
Doordat de attributen op de baan analoog zijn maar alleen digitaal geschakeld worden kun je alleen je fantasie als begrenzing zien. Naast het schakelen van de overweg, seinen, verlichting enz. (en dat allemaal zonder functiedecoder!) kun je alles de vrije loop laten. Zo denk ik eraan om onder elk wissel een klein speakertje te bouwen die het knarsen en piepen van een wissel maakt op het moment dat de trein eroverheen rijdt. Uiteraard afhankelijk van de treinlengte en samenstelling zodat het wel klopt.

Treinverlichting:
Ik heb ooit eens gelezen op Google (ga het zeker nog eens opzoeken, maar wellicht is iemand er al bekend mee) dat je ook de treinverlichting continu kan laten branden zonder dat de trein ervandoor gaat. Het werkt met een bepaalde spanning met een bepaalde frequentie ofzo. Ik kom hierop terug maar dit zou uiteraard ook in de "digitale-analoge baan" moeten komen.

Doel:
Naast het feit dat het volgens mij bakken geld scheelt aan alle soorten decoders (Moet nog blijken maar een Arduino bord is goedkoper en kun je veel mee schakelen) is het gewoonweg een leuke uitdaging. Als we hier een standaard systeem van kunnen maken die niet al te groot is kunnen we de stap om over te stappen naar een digitale aansturing (lees: met Koploper) verkleinen. Door het analoge bedieningspaneel te vervangen door een Arduino-inrichting en de rest van de analoge baan zo te laten zoals hij is zodat je volop kan doen wat digitale systemen ook doen, heb je volgens mij toch iets in handen.

Naïviteit:
Verder moet ik toegeven: ik heb een analoge baan en heb geen verstand van Koploper en Arduino. Hoewel ik de basis begrijp heb ik ook geen werkelijke programeer ervaring met Java.
Daarom ook de reden dat ik om jullie ideeën vraag. Heb je aan één Arduino Maxi genoeg om een gehele baan aan te sturen? Of moet je er alsnog honderd aan elkaar koppelen zodat volledig digitaal goedkoper is?
Ik kan me zo voorstellen dat met één Arduino de vertaalslag (Koploper naar Baan) gemaakt kan worden maar dat andere bordjes de trein (de spoorsectie dus) van een optrek- en remcurve kunnen voorzien en de treindetectie (met seinschakeling) kan verzorgen.

Ik hoop dat ik het begrijpelijk heb uitgelegd, zo niet: vraag gerust! Verder hoop ik op opbouwende kritiek.

Hoe moet dit aangepakt worden? Zowel hardware-matig als softwarematig. Wat is ervoor nodig? Wie kan/wil helpen?

Alvast bedankt voor het meedenken,

Martijn

[Ronaldk]

Hoi,

Kijk eens naar het DINAMO systeem.  Mogelijk krijg je meer een idee wat je allemaal moet regelen. 

Groeten Ronald

[dickkoning]

Hoi

ik loop ook met een soortgelijk idee te spelen en eigenlijk is er al heel veel beschreven.
Mijn idee is een hybride systeem

Zo is het niet zo moeilijk om een analoge locomotief mbv een arduino te sturen. Ook wissels en bezetmelders zijn met een arduino te regelen waarbij je de DCC en S88 standaard kan volgen
Ruud Boer heeft hier al veel over geschreven
De koppeling met een digitale centrale en de snelheidsregeling van de locomotief zou je met bv een DCC packet sniffer kunnen realiseren.
Het enige wat lastig wordt is het werken met meerdere locomotieven

Ik heb er momenteel te weinig tijd voor maar dit is mijn scenario om mijn digitale baan uit te breiden met een analoog (tandrad) baanje

dick koning

[Timo]

DINAMO is hetgeen wat dit eigenlijk al gedaan heeft. Waarom dan het wiel opnieuw uitvinden? Of het goedkoper is, ik denk het eigenlijk niet. Ja, een decoder is een investering maar je krijgt er wel meer voor terug. Zo kunnen twee verschillende loc's gewoon naar elkaar toe rijden (opstelsporen enz) of samen rijden, analoog niet te doen (tenzij het twee exact dezelfde loc's zijn). Ook krijg je er allemaal functies bij zoals licht bij stilstand, geluid en het aansturen van losse functies (rangeersein, koppeling enz). Ook hier, analoog niet te doen (tenzij je weer dingen in loc's gaat inbouwen maar dan doe je je punt weer te niet). Ook is digitaal het rijgedrag mooier te maken, puur omdat je dit per loc kunt opslaan. Tuurlijk zou je ook met een blokgestuurd systeem dat per loc kunnen onthouden maar wie of wat gaat die database bijhouden?

Een Arduino op zich is wel goedkoop maar alle kleine dingetjes doen het hem. Je hebt nog andere componenten nodig, je moet nog printen maken, de software enz. Ik denk zelf niet dat dit het waard is om te doen.

Ook zijn de digitale opdrachten die koploper geeft en die een digitale centrale geeft niet hetzelfde. Verschillende centrales gebruiken verschillende protocollen.

Ook zou je niet zomaar een DCC achtige centrale voor aan blokgestuurd systeem kunnen gebruiken. Wie houdt dan bij welk blok adres er nu hoort bij het locadres?

Enige mogelijkheid zou dan zijn al het protocol van een blokgestuurd systeem te gebruiken zoals DINAMO... Maar waarom dan niet DINAMO?

En om terug te komen of een Arduino Mega genoeg is, nouw nee. Je wilt van alles schakelen, hoe denk je dat allemaal aan te sluiten? De hele kracht van de digitale systemen is dat alles mooi modulair is. Elke module heeft zijn of haar taak en dit kan geplaatst worden waar het nodig is.

(en dat allemaal zonder functiedecoder!)

Hoezo dan zonder functiedecoder?! Wat jij er aan elektronica tussen zet is dan toch gewoon een decoder???

Wat is ervoor nodig?

Heeeeeeeeeeeeeeeeel veel tijd

De DCC standaard is niet voor niets populair geworden. De mogelijkheden en de modulairiteit maken het erg aantrekkelijk. Ik zou daarom ook geen energie steken in het ontwikkelen van een eigen systeem, zeker als de kosten de drijvende veer zou moeten zijn. Zoals je misschien ook al op het furm hebt kunnen lezen kan je veel (of als je echt wilt, alle) tijde modules (decoders, terugmelders, centrales enz) ook zelf maken. Zeker met de groei van de Arduino cultuur is hier al genoeg over te vinden, veel open source. Zo kan je gewoon de kosten laag houden. Zelf ben ik bijvoorbeeld bezig met de adServo. (Helaas op een iets lager pitje dan ik zou willen  )

De lastige module blijft de locdecoder. Dit omdat deze natuurlijk zo klein mogelijk moet zijn. Ook doet deze behoorlijk veel, er zit best wel wat werk in om een motor netjes te laten lopen. Een decoder klinkt misschien duur maar als je gaat kijken wat een LoPi 4 bijvoorbeeld allemaal kan valt het best mee. ESU heeft daar echt veel tijd in gestoken om een decoder te maken die zo goed werkt.


Timo

[Martin Hornis]

Heel veel aansluitingen. Bij mijn baan zou dat betekenen:

Voor een kopstation met 5 sporen, 2 uithaalsporen, 3 wisselsecties: (5+2)*3+3=24 aansluitingen voor treindetectie. 12 wissels: 12*2=24 aansluitingen. 6 ontkoppelaars: 6 aansluitingen. 12 lichtseinen: 12*3=36 aansluitingen. Daarnaast 10 analoge treinsturingen: 10*3=30 aansluitingen. Totaal: 24+24+6+36+30=120 aansluitingen.

Vrije baan: 10 blokken (3 secties, 2 seinen, 1 treinsturing): 10*(3+2*3+3)=10*12=120 aansluitingen.

Keerlus met 2 blokken, 2 wisselsecties, 1 kruiswissel (= 4 wissels met kruispunt), 1 lichtsein, 4 treinsturingen: 2*3+2+4*2+3+4*3=31 aansluitingen.

Als alle wissels ook nog een terugmelding hebben dan komen er nog 16*2=32 aansluitingen bij.

De totale baanaansluitingen worden dan: 120+120+31+32=303 aansluitingen.

De bijbehorende bedieningstableaus volgens het NX-systeem hebben in totaal 72 aansluitingen.

Het geheel heeft dus 303+72=375 aansluitingen.

[henk]

Ja, zoiets moet je gaan doen omdat je het ontwikkelen zo leuk vindt. Een hobby binnen een hobby. Veel goedkoper wordt het niet en vernieuwend zal ook niet meevallen.

Je beschrijft de oudste manier van digitaal rijden. De manier waarbij de decoders een blok beheren en je niets in de lok verandert. Er komt altijd een computer aan te pas om die blokdecoders samen te laten werken. De HCC heeft zoiets rond 1980 ontwikkeld. Commercieel had je Gahler en Ringstmeijer. Kenmerkend voor beide systemen waren grote kasten met printplaten. Dinamo is de meest moderne variant. Er is gebruik gemaakt van programmeerbare controllers en dan kan alles een stuk kleiner. Arduino is een soort gestandaardiseerde opzet voor die controllers. Oorspronkelijk gemaakt voor onderwijsdoeleinden dacht ik. Misschien is het mogelijk zoiets te maken dat werkt zonder een pc aan te koppelen. Nou ja, je verplaatst de software dan van de computer naar de controllers, in feite ook computertjes.