Bericht erschienen im EA 11/01

Transkript

1 Computer und Modellbahn Ulrich Schweizer Bericht erschienen im EA 11/01 In den letzten Jahren hat die Informatik durch billige aber trotzdem leistungsfähige Computer und Internet einen grossen Aufschwung genommen, besonders bei jungen Leuten. Dies hat einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf die Gewinnung von Nachwuchs beim Hobby der Modellbahn. Es ist sicher wünschenswert, wenn sich junge Leute mit dem PC befassen. Leider beschränkt sich aber diese Tätigkeit oft auf das Kopieren und Installieren von Programmen und die Beschäftigung mit Computerspielen. Selten wird etwas programmiert. Oft liegt das Problem nur da, dass man keine Ahnung hat, was man denn programmieren könnte und in der Komplexität der WINDOWS-Technik. Die Verbindung von PC und der Modellbahn kann da ein weites Betätigungsfeld bieten. Schaut man an, was an fertigen Programmen geboten wird, so gibt es betreffs Modellbahn Programme für: Steuerung, Gleisplanung, Simulation, Archivierung von Material, Rollmaterialwartung, usw. Dies hat dazu geführt, dass verschiedene Modellbahner das Hobby nur noch theoretisch pflegen, indem sie auf dem PC Gleisplanungen durchführen, ihr Rollmaterial inventieren, usw. aber gar keine Modellbahn mehr bauen. Wir wollen uns in der Folge ausschliesslich dem Thema der Steuerung einer Modellbahn zuwenden. Falls man sich angebotene Programme anschaut, so wird man ob der Komplexität staunen und sich nie zutrauen, als Laie so etwas zu entwickeln. Die verbreiteteren dieser Programme haben ja auch eine vieljährige Entwicklung und Verbesserung hinter sich. Als Beispiel sei das Programm Softlok erwähnt, welches noch unter dem bewährten DOS funktioniert. Dieses hat eine sehr grosse Verbreitung wohl vor allem im deutschsprachigen Raum. Doch als Ziel zu haben, so etwas zu entwickeln, wäre unvernünftig. Mit Märklin-Produkten vertraute, kennen das Memory (6043). Dieses erlaubt im wesentlichen die Programmierung von Fahrstrassenabläufen und weist eine beachtliche Leistungsfähigkeit auf. Als Ziel könnte gelten, in etwa die Funktion des Memory auf dem PC zu programmieren. Damit würde man einen realistischen Einstieg in das Programmieren finden und schon rasch Motivierung durch Erfolgserlebnisse finden. Dazu wird man mit dem Betriebssystem DOS und BASIC als Programmiersprache arbeiten. Dies sind zwar alte Technologien. Aber die neuen Technologien unter WINDOWS erfordern eine zu lange Anlaufszeit für Programmier-Anfänger und benötigen schnelle PC s. Befassen wir uns mit einer Versuchsanordnung, so wird man einen Standard-PC brauchen und immer eine Anzahl Leitungen als Ein- und Ausgänge. Als PC eignet sich alles, was etwa ab der AT-Klasse gilt, also Processoren 80286, und höher bis Pentium. PC s mit Processoren bis 486 werden heute ausrangiert und sind gratis zu haben. Es reicht bereits ein monochromer Bildschirm. Auch die neusten Mitteilungsblatt VSDM 1/02 15

2 PC s bis WINDOWS ME eignen sich, da sie ein DOS-Eingabefenster haben. Man kann ohne weiteres ein Programm auf einem modernen PC entwickeln und dann auf einem alten mit der Modellbahn zusammen betreiben. Zur Gewinnung von Ein- und Ausgängensleitungen, welche es braucht, um die verschiedenen Befehle auszugeben (Weichen und Signale stellen, Relais einschalten,...) und Rückmeldungen zu empfangen (Isoliergeleise, Reed-Kontakte,... aber auch Tasten und Schalter zur Bedienung einzulesen), stellen wir eine Anordnung aus Märklin-Produkten zusammen. Wir haben die Zentraleinheit 6021 welche über ein Interface 6051 mit einer COM-Schnittstelle des PC verbunden ist. Direkt am Interface können Rückmelde-Module s angeschlossen werden. Für den Beginn reicht eines, dies ergibt 16 Rückmeldeleitungen. An der Zentraleinheit schliessen wir eines oder mehrere k an. Für den Anfang reicht eines, es bietet 8 Pulsausgänge an, also für den Betrieb von z.b. 4 Weichen. es kann noch ein k dazugenommen werden welches dann auch noch 4 Dauerstromleitungen bietet. Anstelle der Anordnung 6021 mit 6051 kann auch die moderne Intellibox von Uhlenbrock verwendet werden. Leider verlangen diese Anordnungen einige Investitionen, man ist bald einmal bei tausend Franken angelangt (Bruttopreise). Wer von Anfang an gerade 64 Eingangs- und 64 Ausgangsleitungen haben will, ist mit dem PMR 1 vom VSDM bestens bedient. Bei Interesse kann der Verfasser für Fr eine entsprechende Anordnung mit 16 Eingangs- und 16 Ausgangsleitungen anbieten. Natürlich gibt es auch eine Vielzahl anderer Produkte. Die genannten funktionieren alle mit der gleichen Befehlssprache auf der COM-Leitung zum PC. Aufbau eines Programmes: Das Programm hat dem Ablauf entsprechend zuerst einen Initialisierungsteil, dann den zyklischen Teil und schlussendlich den Endteil. Der Initialisierungsteil bereitet den PC intern inkl. Bildschirm vor und bringt die Peripherie in einen Ausgangszustand. Der zyklische Teil liest zuerst die Eingänge nach s88-art ein und stellt diese intern als 0 und 1 dar. Dann folgen die Weichenfunktionen, nachher die Darstellung der Weichensymbole im Gleisbild und schlussendlich die Darstellung der Weichenstellungen und Fahrstrassendaten auf dem Bildschirm zur Kontrolle als 0 und 1. Dem Aufbau entsprechend hat das Programm hat einen Anfangsteil bis Zeile 599, einen Mittelteil ab 600 und einen Endteil ab Zeile Am Anfangs- und am Endteil muss nichts oder nur minimal geändert werden. Der Benützer bearbeitet im wesentlichen den Mittelteil. Dieser ist in 3 Teile aufgeteilt: - Gleisbild auf Bildschirm (fakultativ) - Weichen und Weichenstrassen stellen - Weichensymbole auf dem Bildschirm für gerade und ablenkend an passen (fakultativ) 16 Mitteilungsblatt VSDM 1/02

3 Diese Teile werden vom Benützer bearbeitet. Das Gleisbild wird angepasst. Die Weichenfunktionen werden gemäss den Erfordernissen gebildet. Der Teil für die Weichensymbole wird an das Gleisbild im ersten Teil angepasst. Wichtig ist eine gute Vorbereitung. Es muss das Gleisbild funktional aufgezeichnet werden. Darin müssen Geleise, Weichen und Tasten nummeriert werden. Dann müssen alle möglichen Fahrstrassen tabellenartig erfasst werden mit Nummerierung, Weichenstellungen und feindlichen Fahrstrassen. Es reicht auch eine Handskizze. Es zählt nicht die schöne Ausführung, sondern die technische Richtigkeit und Vollständigkeit. Stellwerk-Software: Zweck: Zum PMR 1 wird ein BASIC-Programm mitgeliefert, welches als Muster gilt, um mit Hilfe eines PC in etwa die Funktionen mehrerer Memory von Märklin nachzubilden. Durch die grösseren Fähigkeiten des PC s hat dieses hat aber eine bedeutend höhere Kapazität und ist viel flexibler. Somit werden schlussendlich weitergehende Möglichkeiten erlaubt wie Abhängigkeiten, Automation, usw. Praktisch soll ein Gleisbildstellwerk erzeugt werden. Der Stelltisch wird Hardwaremässig mit Tasten und LED aufgebaut und an das PMR 1 (oder s88, k83/84) angeschlossen. Evolution: In der ersten Phase wird man das Programm als Rezept brauchen, um einzelne Weichen mit 2 oder nur einer Taste zu stellen und/oder Weichenstrassen mit Startund Zieltasten zu stellen. Die Darstellung des Gleisbildes auf dem Bildschirm ist möglich, so fern man einen Monitor vorsehen will, sogar mit wechselnd angezeigten Weichenstellungen. Dies ist aber nicht unbedingt der Sinn, da ja ab Gleisbildstelltisch bedient wird. Hat man bereits eine ausgebaute Stufe 1, so werden die Signale über Relais (Spurkreis) ab den Gleisfrei-Meldern gesteuert. Die Automatik-Schalter bleiben erhalten. Soll der PC mehr übernehmen, so können auch die Gleisbesetzungen eingelesen werden und der PC kann auch die Signale (Digital-Brems-Bausteine) steuern. In einer 2. Phase sind Abhängigkeiten in das Programm einzubauen, welche verhindern, dass feindliche Fahrstrassen gestellt, bzw. aufgebaut werden können. In einer 3. Phase können Rangierfunktionen eingebaut werden. Ganz klar muss gesagt werden, dass höchstens einfachste Automatik-Funktionen in diesen Programmteil gehören. Der Rest ist für ein Programm der Leittechnik vorgesehen. Der Sinn der Evolution ist es, einfachst, rezeptmässig einzusteigen und so eine gewisse Funktionalität zu erreichen. Wenn das funktioniert, resultiert daraus ein Motivationsschub und mehr Mut, weiter zu gehen. Mit wachsenden Kenntnissen der BASIC-Sprache sind Erweiterungen der Funktionen möglich. Für den Anfänger wichtig ist auf jeden Fall, sich zuerst nur ein bescheidenes Ziel zu setzten und nach Mitteilungsblatt VSDM 1/02 17

4 Erreichen dieses zu erweitern. BASIC-Programmierung durch den Benützer: Zeilen-Nummern: Für den Benützer sind folgende Nummern verwendbar: für das Gleisbild für die Weichenfunktionen für die Weichensymbole Die Nummern ausserhalb dieser Bereiche sollen nicht benützt werden, denn sie sind für den Anfangs- und Endteil reserviert. Die Nummern müssen aufsteigend sein und keine Nummer darf 2 mal vorkommen. Wie die Beispiele zeigen, lässt man Abstände, dass weitere Befehle eingefügt werden können, ohne zuviele Nummern verschieben zu müssen. Wird ein Block dupliziert, so müssen im allgemeinen nur die linken 2 Ziffern geändert werden. Der NORTON Editor unter DOS: Zum Bearbeiten des Programmes eignet sich am besten der NORTON-Editor. Eine Anleitung dazu ist erhältlich, bzw. die Erklärung der Befehle ist im Programm eingebaut. Das Gleisbild auf dem Bildschirm: Zeilen Die Anzeige eines Gleisbildes auf dem Bildschirm ist nicht nötig. Man arbeitet ja am Gleisbild-Stelltisch. Interessant ist die Anzeige eines Gleisbildes vor allem, wenn man das Programm auf dem PC entwickeln will, ohne bereits die Anlage angeschlossen zu haben. Es stehen 10 Zeilen zur Verfügung. Dies reicht für 5 Geleise. Rechts von den 10 PRINT Befehlen dürfen beliebige ASCII-Zeichen eingesetzt werden. Spezielle Zeichen sind erzeugbar, indem man <ALT> drückt und dazu eine Ziffernfolge. Beim Loslassen der <ALT> Taste erscheint dann das spezielle Zeichen. 18 Mitteilungsblatt VSDM 1/02

5 Die Weichenfunktionen: Zeilen Im Beispielprogramm sind 5 Funktionsblöcke dargestellt: - Weiche mit 2 Tasten stellen - Weiche mit einer Taste stellen - alle Weichen in Grundzustand - eine Weichenstrasse mit Start- und Zieltaste - eine Weichenstrasse dito mit sofort Weichensymbole bereinigen Jeder dieser Blöcke kann mit dem NORTON-Editor nach Bedarf vervielfacht werden. Innerhalb der Blöcke können Linien mit Stellfunktionen auch vervielfacht werden. Dabei müssen die Zeilen-Nummern bereinigt werden gemäss der obenstehenden Regeln. Nicht zu vergessen sind dabei auch die Anpassung aller Nummern nach den GOTO innerhalb der Blöcke. Weiche mit 2 Tasten stellen: Anzugeben: T= Nr Taste mit tieferer Nr die nächst höhere ist automatisch 1 höher *) W= Nr Weiche Funktion: Beim Drücken der Taste mit tieferer Nr wird die Weiche gerade gestellt. Beim Drücken der Taste mit nächst höherer Nr wird die Weiche ablen- kend gestellt. Nummern:..00 Taste..30 Weiche gerade..50 Taste..80 Weiche ablenkend..90 Ende *) Dies entspricht auch dem Aufbau einer Tastenkette nach dem Widerstands-Prinzip. Man kann dabei auch Tasten sparen, wenn pro Weiche nur eine Taste eingebaut wird, welche auf gerade schaltet. Beim Drücken dieser zusammen mit einer Gruppentaste wird auf ablenkend geschaltet. Weiche mit 1 Taste stellen: Anzugeben: T= Nr Taste W= Nr Weiche Funktion: Beim Drücken der Taste wird die Weiche in die andere Stellung gebracht. Nummern:..00 Taste..30 Entscheidung..40 Weiche gerade stellen..60 ans Ende..70 Weiche ablenkend stellen..90 Ende Mitteilungsblatt VSDM 1/02 19

6 alle Weichen in Grundzustand: Anzugeben: TS= Nr erste Taste TZ= Nr zweite Taste pro Weiche: W= Nr Weiche (W)= GER oder ABL Funktion: Beim gleichzeitigen Drücken der beiden Tasten zur Sicherheit werden die Weichen gestellt. Es werden auch alle Fahrstrassen aufgelöst. Nummern: 3000/3005: 1. Taste und 2. Taste ab 3030 Weichenstellbefehle 30.2 Verzögerung 250 ms 3097 Fahrstrassen löschen 3099 Ende eine Weichenstrasse mit Start- und Zieltaste: Anzugeben: TS= Nr Start-Taste TZ= Nr Ziel-Taste FS= Nr Fahrstrasse Funktion: pro Weiche: W= Nr Weiche (W)= GER oder ABL Beim gleichzeitigen Drücken der Start- und Zieltasten werden die Weichen gestellt. Beim Drücken der Zieltaste allein wird die Weichenstrasse wieder aufgelöst. Falls feindliche Fahrstrassen programmiert wurden, so müssen diese passiv sein, sonst werden die Weichen nicht gestellt. Nummern:..00/..05: Start- und Zieltaste ab..10 feindliche Fahrstrassen..30 Weichenstellbefehl..32 Verzögerung 250 ms bis..92 für weitere Weichen..95 Fahrstrasse verriegeln..97 Fahrstrasse auflösen..99 Ende eine Weichenstrasse mit Start- und Zieltaste und sofort Weichensymbole bereinigen: Anzugeben: TS= Nr Start-Taste TZ= Nr Ziel-Taste FS= Nr Fahrstrasse pro Weiche: W= Nr Weiche (W)= GER oder ABL Zeile/Spalte des Weichensymbols im Gleisbil einzusetzendes Weichensymbol Funktion: Beim gleichzeitigen Drücken der Start- und Zieltasten werden die Weichen gestellt. Beim Drücken der Zieltaste allein wird die Weichenstrasse wieder aufgelöst. 20 Mitteilungsblatt VSDM 1/02

7 Falls feindliche Fahrstrassen programmiert wurden, so müssen die sepassiv sein, sonst werden die Weichen nicht gestellt. Die Funktion ist gleich wie beim vorherigen Block, nur dass nach jedem Stellbefehl gerade der Befehl zur Bereinigung des Weichensymbols folgt. Nummern:..00/..05: Start- und Zieltaste ab..10 feindliche Fahrstrassen..30 Weichenstellbefehl..32 Bereinigung Weichensymbol..34 Verzögerung 250 ms bis..94 für weitere Weichen..95 Fahrstrasse verriegeln..97 Fahrstrasse auflösen..99 Ende Schlusswort Bei genügend Interesse kann ein Kurs über diese Art des Stellwerkbaus geboten werden. Das BASIC-Rumpfprogramm wird auch im Kurs des VSDM über das PMR 1 erläutert. Es arbeitet aber auch mit den erwähnten Märklin-Komponenten. Interessenten auch für den erwähnten Versuchsaufbau melden sich beim Präsidenten des VSDM. Das Rumpfprogramm ist auch erhältlich gegen ein frankiertes Rückantwort-Couvert mit 1.44 MByte-Diskette oder sind auf der VSDM Homepage abrufbar. Ausblick: Im Moment ist das Programm für einen Schattenbahnhof in Entwicklung. Es ist zu hoffen, dass durch diesen Artikel einige Modellbahner einen Einstieg in die Programmierung finden können. Mitteilungsblatt VSDM 1/02 21