PI-Rail Modelleisenbahn- Steuerung 4.0. PC-Treff-BB
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- Sigrid Meinhardt
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1 PI-Rail Modelleisenbahn- Steuerung 4.0 Folie 1 von 14
2 Gliederung Modellbahn 1.0 bis 3.0 Modellbahn 4.0: PI-Rail Modulentwicklung Lok-Modul Weichen-Modul Steuerungssoftware Folie 2 von 14
3 Modellbahn 1.0 und 2.0 Folie 3 von Mechanisch Antrieb von Hand oder per Aufzieh-Motor Weicheschaltung per Hand Analog Loksteuerung per Spannungsregelung Weichen und Signale per Taster (Spannungsimpuls) Vorteile Robust Einfach zu verstehen Nachteile Nur eine Lok pro Stromkreis Viele Kabel vom Steuerpult zu Weichen, Signalen Mühsame Suche, wenn ein Kabel ab ist
4 Modellbahn 3.0 (digital) Folie 4 von 14 Konstante Spannung auf dem Gleis Zentraleinheit schickt Befehle Loks, Weichen, Signale interpretieren Befehle Vorteile Mehrere Loks je Stromkreis Kaum noch Kabel Nachteile Teure Zentraleinheit und Dekoder Befehl kann durch Funken verstümmelt werden Keine Rückmeldung Sensoren immer noch aufwändig Für Automatikbetrieb kaum Verbesserungen Installation und Konfiguration sehr kompliziert
5 Vision Modellbahn 4.0 Folie 5 von 14 Steuerung per Tablet / Smartphone Bidirektionale Kommunikation mit hoher Datenrate Rückmeldung von Lok, Weiche, Signal Online-Konfiguration ohne Handbuch Kamera-Live-Stream Einfache Inbetriebnahme Plug & Play Nur App nötig, kein Handbuch Ortungssystem Positionsbestimmung für Loks Ermittlung, welche Waggons an einer Lok hängen Automatische Erstellung des Gleisbilds durch Abfahren aller Gleise Automatiksteuerung mit Möglichkeit einzugreifen Offenes System Hard- und Software offengelegt Nachbau für Nichtkommerziell erlaubt
6 Konzept der Steuerung Folie 7 von 14 Jedes Modul sendet Status im Sekundentakt per Broadcast Handy/Tablet erkennt automatisch welche Loks, Weichen, Signale vorhanden sind Gleisbildstellwerk kann aus Einzelteilen der Weichen zusammengesetzt werden Lok kann auf bestimmte NFC-Tags reagieren, z.b. Anhalten und Wenden Einfache Text-Kommandos Eingabe über USB-Anschluss des Arduino Eingabe über WLAN mit PC-Programm Java-Bibliothek für PC und Android
7 Modulentwicklung (1) Folie 8 von 14 erster Prototypen Verdrahten fertiger Module auf Lochrasterplatine Spannungsregelung, WiFi (XBee), Prozessor und Motor-Driver Treiber-IC für Lokfunktionen (Licht) zweiter Prototyp Verdrahten fertiger Module auf Lochrasterplatine Spannungsregelung, WiFi-Prozessor (ESP8266) und Motor-Driver Treiber-IC für Lokfunktionen (Licht)
8 Modulentwicklung (2) dritter Prototyp (nur Lok) Verdrahten der Einzel-Chips auf Lochrasterplatine WiFi-Prozessormodul PSF-B85 Folie 9 von 14 vierter Prototyp (nur Lok) erstes eigenes Platinen-Layout selbe Chips wie dritter Protyp Bestückung per Stereo-Mikroskop
9 Modulentwickung (3) Problem: Motor bringt Prozessor zum Absturz Vermutung: Funkstörung und Störung über Masse Folie 10 von 14
10 Modulentwicklung (4) fünfter Prototyp Schaltung optimiert: Kondensatoren, Widerstände Layout neu gemacht wg. Störungen durch Motor gleichzeitig erste Platine für Weichen Folie 11 von 14
11 Lok-Modul Folie 12 von 14 Vorhanden / in Arbeit: Ansteuerung von 1 oder 2 Motoren Schalten von Funktionen (z.b. Licht, Entkuppler,...) NFC-Reader für Positionserkennung Optional: Anbindung von Digital-Dekodern (Motorola-II Format oder DCC) Geplant: Bild und Parameter in EEPROM speichern Automatik für WiFi-Setup eines neuen Moduls Positionserkennung per Ultraschall Erkennen von Signalen und Position über Infrarot Kamera mit Live-Stream Sound: Motor, Pfiff,...
12 Weichen-/Signal-Modul vorhanden Weichen und Signale schalten geplant Strom für einzelne Gleise an-/abschalten Gleispaln und Parameter in EEPROM speichern Gebäudelichter an-/abschalten NFC-Reader Soundausgabe, z.b. Bahnhofsansage Folie 13 von 14
13 Steuerungssoftware Folie 14 von 14 Vorhanden Lok fahren und Funktionen schalten Weiche schalten Gelesene NFC-Tags anzeigen Geplant Lok-Modul konfigurieren Weichen-Modul konfigurieren Gleisbild-Stellwerk Gleisbild automatisch erstellen Automatik-Steuerung nach Vorgabe von Fahrplan und Zugzusammenstellung
14 Links Folie 15 von 14 Arduino Einkaufsquellen Module: Einkaufsquellen Elektronik: Platinenfertigung:
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