Gewichtssensor für Modellbahnwagenunterscheidung

[gerrard]

Hallo zusammen, tolles Forum habt Ihr hier!

Ich habe eine Frage, und zwar will ich für eine größere Modellbahnanlage eine Zugerkennung für den Rechner bauen. Die Idee stammt daher, dass ich wissen will, welcher Zug in etwa wo ist, wenn ich die Anlage anhalte.

Ich plane für einen ersten Test, einen Gewichtssensor unter einen Bahnhof zu legen, so dass man den Sensor nicht sieht. Dann könnte ich das Gewicht der einzelnen Züge messen und losprogrammieren.
Ich hatte mir in etwa gedacht, den Bahnhof ganz leicht zu erhöhen auf 4 Füße.
In einem wäre dann der Gewichtssensor.
Der Sensor sollte also sehr fein messen können und so klein sein wie möglich.
Außerdem darf er nicht teuer werden, weil ich hinterher alle Gebäude ausstatten möchte und auch einige Freunde aus dem Club haben schon Interesse bekundet.
Ich hatte schon https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=33211
gefunden, aber erstens ist der Sensor noch zu groß und zweitens ist er im angegebenen Laden nicht mehr gelistet.
Habt Ihr da Ideen? Das wäre mir eine große Hilfe, Ihr scheint ja wirklich Fachleute zu sein. Genauso hilfreich fände ich Shops, die mir weiterhelfen könnten.
Denkt dabei ruhig etwas quer, es kann auch eine ganz andere Lösung werden.
Vielen Dank,

gerrard

[pongi]

Zugerkennung würde ich sicher anders machen. Zb mit RFID Tags in jedem Zug. Oder einer kleinen IR-Sendeschaltung in jedem Zug, wobei die Frequenz bei jedem Sender anders ist.

Mit der Gewichtsmessung wirds glaub ich nichts...

Schau Dir mal diesen Thread an: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=37839
Da gehts auch um Zugerkennung (da muss erkannt werden, ob ein Zug am Gleis ist). Aber als Ansatz ist bei deinem Problem wäre eine Lösung mit den TSOPxxx auch nicht schlecht.

Gruss

pongi

[the_Ghost666]

Mh also deine Idee ist interessant, aber ich denke, dass eine Waage nur bedingt hilft.
Sie unterscheidet keine Züge, ausser am Gewicht. Das kann aber täuschen, denn die Züge wiegen alle nicht viel (ok, kommt auf die Spur an, um was geht es denn, H0?), d.h. ein Wagon mehr und du bekommst ein falsches Ergebnis, ebenso wenn ein langer Zug nicht vollständig auf der Waage steht.

Handelt es sich um eine digitale Anlage, ala Trix? Oder noch die gute analoge Trafosteuerung? Da du mehrere Züge auf einer Anlage hast, denke ich, dass es um ein digitales System geht. Und wenn du es eh an einen Rechner anschließen willst, hast du auch genug Power.
An wievielen Punkten würdest du die Position ermitteln wollen? Je weniger es sind, umso größer ist die Unsicherheit der Positionsvorhersage, wenn das System abgeschaltet wird und alle irgendwo stehen bleiben.
Meine Ideen:

1.Wenn du nur in Bahnhöfen messen willst, wäre es eine Idee Barcodes zu verwenden. Jeder Zug bekommt ein Ettiket mit einem einzigartigen Barcode (wie an der Supermarktkasse) auf der Unterseite angebracht. Den Scanner baust du in einem Gebäude oder so ins Gleisbett ein. Wenn der Zug drüber fährt, wird er gescannt und der Rechner loggt Zeitpunkt und Position mit.
2.RFID, wohl die beste Möglichkeit aber nicht billig. Gemeint sind Kurzstreckentransponder bei z.B. 13Mhz Sendefreqenz, wie sie immer öfter für Logistikaufgaben genutzt werden, um Waren zu markieren. Die RF-Transponder sind sehr klein, ebenso die Stationen, aber der technische Aufwand und Preis sind wohl recht hoch. Auch hiermit könntest du jeden Zug eindeutig identifizieren.

3. Ein Leitsystem mittels Wechselfeld. Was mir vorschwebt ist, dass jeder Zug einen Sender bekommt. Dh in einem Wagon ist eine kleine Drahtantenne/-Schleife und ein Sender, der durch diese Schleife einen Wechselstrom laufen lässt. Im einfachsten Fall unterscheiden sich die Sender in ihrer Frequenz, Sender 1 mit 35,8kHz, 2 mit 36,0kHz...
Ausserdem gibts einen Empfänger, der ebenfalls ne Induktionsschleife hat. Fährt der Sender in geringem Abstand (weniger als 5-10cm) daran vorbei, erkennt ein Mikrocontroller am Empfänger die Frequenz und gibt sie an den Rechner weiter. Dabei kann der Sender aus dem Schienennetz versorgt werden, der Empfänger kommt dorthin, wo du willst, vielleicht ins Gleisbett, vielleicht in eine nahstehende Häuserwand. Ich bin mir nicht sicher, ob so ein Gerät schon nur von einem Amateurfunker gebaut werden darf, da es ein Sender ist. Aber mit geringer Leistung und einfach einer Drahtschleife sollte das wohl kein Problem geben. Hier im Forum gabs dazu schonmal die Idee einen Rasenmäher entlang eines Drahtes fahren zu lassen, ich glaube der User war Klingon77, der sich damit beschäftigt hat. Sollte recht billig zu machen sein.

4. IR-Sender, also Licht, wie bei einer TV-Fernbedienung. Dazu müsste ein Sender in einen Wagon und ein Empfänger auf gleicher Höhe installiert werden. Auch hiermit kann man eindeutige Signaturen senden, läuft wie Punkt 3 aber mit Licht statt Magnetismus oder einem HF-Feld. Das geht sehr kostengünstig.

5. Wenn du nur Bereiche wie Weichen freihalten willst, kannst du davor und dahinter IR Lichtschranken platzieren. Sollte der Zug länger als die Weiche sein, wird zumindest ein Objekt detektiert, auch wenn du nicht weißt, welcher Zug es ist, ebenso könntest du irgendeine Einfahrt und Ausfahrt aus einem Bahnhof erfassen. Ebenfalls sehr günstig und wohl auch verlässlich, da sich hier kein Teil bewegt. Muss aber oberhalb der Schienen installiert werden, eben auf Zughöhe.

Bei Nr.2 und 3 muss man mal darauf achten, dass die Stromversorgung oder Steuersignale in der Schiene keine Störungen verursachen oder andersherum sie gestört werden.
Also ich favourisiere die Infrarotlösungen. Du kannst auch hervorragend Nr.4 und 5 verbinden. Bei den Lichtschranken reicht ein Controller aus, er kann mit all seinen Ports die Lichtschranken in einer Schleife abfragen und dann über einen Bus die Daten verschicken. Das Reduziert die Verkabelung. Der Busmaster könnte dann die Daten Transformieren und an einen PC übergeben. Für die IR-Sender würde ich dir einen µC und eine Sendediode, für den Empfänger einen TSOP17xx und einen µC nehmen. Das hat den Vorteil, dass die Verbindung vor Umgebungslicht sicher ist und die Datenübertragung weniger Störanfällig. Die Kosten könnten bei mhh sagen wir 1,50€ pro Mikrokontroller und für eine Sendediode und nen TSOP-Empfänger zusammen nochmal 1€ liegen. Dazu kommen noch die Platinen und ein paar Bauteile. Die Versorgung der Sender kann aus den Schienen erfolgen. Bei den TSOPs solltest du auf Frequenzen unter 36 und über 40kHz achten, da viele IR-Fernbedienungen mit diesen Frequenzen arbeiten und du sonst Störungen bekommen könntest (Fernseher reagiert nichtmehr, Positionen stimmen nicht).
Das alles kann man auch schön in SMD-Technik bauen und somit gut verstecken.

[the_Ghost666]

Da fällt mir noch was lustiges ein, wenn auch nicht so gut wie die IR-Methode.
Die Züge haben doch fast alle Beleuchtung. Du könntest die Wagonbeleuchtung durch einen Sender schleifen, der sie dann mit einer Frequenz >100Hz flimmern lässt. Du bräuchtest dann einen Lichtempfindlichen Transistor oder eine Diode, die schnell reagieren kann. Dazu dann eine Auswertung. Das hat den Vorteil, dass du keine IR-LED integrieren musst. Aber die Empfindlichkeit wird bescheiden sein, ebenso die Störsicherheit. Und der Controller muss einen Mittelwert der Grundhelligkeit berechnen um z.B. Deckebeleuchtung auszugrenzen.

Allerdings sollte eine kleine IR-LED hell genug sein um auch durch die Fenster eines Wagens zu leuchten. Die Dinger haben einen sehr hohen Impulsstrom, sodass du ein kleines unsichtbares Leuchtfeuer haben solltest. Ein hell-lackierter Innenraum könnte sogar genügen um das Licht nach aussen zu reflektieren.

[wawa]

hallo gerrad,

meine erster gedanke war: frag doch den zug wo er ist! das wuerde aber bedeuten du steuerst ihn digital und hast einen antwortkanal, geht zwar alles ueber die schiene - ist aber nicht einfach. die zweite idee war: unterteile die versorgung der schienen in viele kleine segmente und ueber die strombelastung weist du wo triebwagen stehen. nun die letzte: codiere in der Lock ein z.B. 5bit Code ( wie ein alter lochstreifen ) mit beleuchtung dahinter und taste ihn gelegentlich ab, unter den schienen liegend. das ist aber so aehnlich wie schon die vorgaenger geschrieben haben mit infrarot. man kann sich auch denken, dass es nur in bestimmten gleissegmenten geschiedt, wo die beleuchtung absichtlich eingeschaltet wird, usw, usw