Meine selbstentwickelte Technik

Hallo Community,

Es geht hier um meine Eigenbauten.  Bis auf die Lokdecoder(da gehe ich auch noch ran) habe ich mir alle anderen Decoder(mit Software) selbst entwickelt. Auch die Platinenlayoute.
Bevor aber die Decoder auf der großen Anlage oder ins Fahrzeug eingebaut werden, müssen diese auf meinen selbst entworfenen Prüfstand.
Hier müssen dann die Prüflinge eine Zeitlang fehlerfrei funktionieren.
In dem kurzen Clip wird ein Signaldecoder getestet. Leider sieht man am Anfang auf dem Bildschirm nicht so scharf wie das Programm für die Prüfung arbeitet.

Servus
Georg

Hallo Community,

Ich weiss, dass ich hier in keinem Programmiererforum bin. Sollte dennoch Interesse bestehen wie ich meine Anlage steuere stelle ich hier im groben Umriss mein System vor,


Servus
Georg

Hallo Gorg,

Georg schrieb:Sollte dennoch Interesse bestehen

Ja, es besteht Interesse! Zumindest bei mir. Aber ich glaube, dass das durchaus auch bei anderen vorhanden ist.
Über den Tellerrand zu schauen hat noch nie geschadet ...

Gruß aus dem Westerwald
Hans

Hallo Georg,

ich sehe es wie Hans. Auch ich habe daran Interesse.

Gruß Eugen

Hallo Georg,
dann leg einmal los, ich bin schon Neugierig.
Gruß Michael

Hallo Community,

Okay, dann zur Vorgeschichte:

Ich habe Mitte der 1980er Jahre angefangen den Drahtverhau unter der Platte mit Multiplexern und Demultiplexern (mit Schaltverstärker) auszudünnen. Was auch gelang. Für 8 Weichen nur drei Leitungen. das war schonmal was.
- Taktleitung
- Resetleitung
- Datenleitung (High/Low)

Plus und Minus war damals als Ringleitung verlegt.

Als nächstes ging es den Relais an den Kragen. Es gab zu viele Fehlschaltungen(Hauptsächlich durch Kontaktkleben). Dank der CMOS IC konnte man über Wahrheitstabellen die Eingänge  den  dazugehörigen Ausgängen zuordnen . Die IC Gräber waren geboren. Aber keine Fehlschaltungen mehr und das Wenn/Dann System kam zum Einsatz.
Tasterstellungen ==> CMOSEingänge ==> Wahrheitstabelle ===> CMOSAusgänge ===> Multiplexer ===>Übertragung===> Demultiplexer ===> Schaltverstärker ===> Verbraucher

Als dann die Atmel Mikrokontroller erschwinglich wurden und DCC nach NMRA frei zugänglich wurde kam der große Schnitt. Alles wurde abgerissen und erstmal meine Steuerung gestartet zum Entwickeln.
Warum:
- käufliche Systeme waren schlicht zu teuer
- es gab nur Kettensteuerungen (für mich damals ein Graus)
- damals nur DOS Programme

Also beschloss ich selbst was zu proggen.
Das zur Vorgeschichte. Im nächsten Post dann mein Lastenheft zur Steuerung.

Servus
Georg

Zum Lastenheft:
- keine Kettensteuerung,sondern eine Regelung. Ich bestimme wo was geschieht und wies es geschieht
- Blockstellenverriegelung und Flankenfahrtsicherung
- nur Weichenstrassen keine Einzelweichenansteuerung (Ausser im Rangiermodus) dient der Sicherheit
- Signaldecoder bremsen,stoppen und starten den Zug automatisch (aber überwacht)
- Die Anlage wird in Koordinaten eingeteilt (Realisiert mit Gleissensoren)
- Jedem einzelnen Fahrzeug werden im Signalblock einzelne Geschwindigkeiten zugeordnet
- alles wird softwaremäßig konfiguiert
- das Programm ist modular aufgebaut und die Konfiguration muss zusammenklickbar sein

Um die gleisbezogenen Anforderungen realisieren zu können brauche ich in jedem Block die Lokadresse der Lok ,die gerade in diesem ist. Darum müssen bei meinem System die Fahrzeuge mittels IR Diode ihre Lokadresse ins Gleis senden. Wie das geschieht und ausgewertet wird dann später.

Ergebnis:
Meine Steuerung arbeitet Ereignisorientiert. Es ist immer bestrebt in eine überprüfte Ruhelage zu kommen. Tritt dann eine Störgröße ein (Anforderung vom Stellwerk oder einer Lok) wird diese nach Überwachung abgearbeitet bis zur nächsten Ruhelage.Dort verharrt dann wieder die Steuerung und wartet auf die nächste Eingabe.

Da mein Programm auch in einem Verein genutzt wird kam zum ursprünglichen Modus noch hinzu:
- Benutzerkontensteuerung
- Modus für Halbautomatik
- Modus für Automatik mit Hineinschieben von Befehlen
- Ausstellungsmodus mit Fahrpulten für Kinder

So das nun zum Hintergrund. Jetzt kommen dann die einzelnen Module.

Servus
Georg

Der Startbildschirm

Nach Starten des Programms und Anmeldung erscheint folgender Bildschirm:



Bedeutung der einzelnen Bildbuttons:

- links oben mit der beige/oceanblauen BR218 ist zum Aufrufen des Spielbetriebes (alle Mitglieder)
- die blauen Schaltflächen sind zum Konfiguieren der Anlage nötig (nur eingewiesene Mitglieder)
- die orangen Schaltflächen dienen zum Verwalten der Mitglieder (nur Admin)
- die grüngrauen Schaltflächen rufen Zusatzprogramme auf, die zur Konfiguration nicht nötig sind (nur Admin)

Sämtliche Module und einige mehr können zusätzlich über Auswahl Dropdownmenüs in der Kopfzeile aufgerufen werden.
Die einzelnen Module stelle ich nach und nach so vor, als wenn eine neue Anlage konfiguiert wird.

Hallo,

Der Gleisbildersteller

Bevor nun irgendetwas konfiguriert werden kann müssen erstmal
- Die Anlage soweit aufgebaut sein, dass nichts mehr ausgebessert wird
- sämtliche Fahrmöglichkeiten mit unterschiedlichen Garnituren getestet sein

Ein Umbauen während der Konfiguration zieht einen Rattenschwanz an Ausbessern von Wenn/Dann Verknüpfungen nach sich!

Damit mein Ziel der Zusammenklickbarkei verwirklicht werden kann, sind alle Bildobjekte(bis auf Gleise) Bildbuttons.Also Elemente die dann Anklickbar sind. Zur Nutzung der Bildbuttons dann später.



Im Bild ist gerade das Auswahlfenster für Standardweichen geöffnet.

Dieses Modul war am schwersten zu programmieren, da die Objekte ja einzeln oder in Gruppen am Bildschirm verschiebbar sein müssen.

Im Bild ist das Gleisbild von meinem Prüfstand.

Servus
Georg

Das Modul zum Adressieren der Decoder (Komponenten)



Vorgehensweise (habe immer 4fach Decoder)
- Jumper auf Decoderplatine auf Programmieren setzen (Decoder sind schon eingebaut und verdrahted)
- die dazugehörige Weiche 1 im Gleisbild anklicken
- Decoderadresse eingeben
- Decoderausgang einstellen
- den Butten speichern drücken
- dasselbe bis Weiche 4 wiederholen
- zurück auf Weiche 1 klicken
- den Button Programmieren drücken
- Jumper auf Platine auf Betrieb wieder umstecken

Dies selbe Vorgehensweise für alle Entkuppler oder sonstigen Ein/Aus/Um Decoder.
Die Ziffern beziehen sich auf die Decoderzugehörigkeit und nicht auf die eigendliche Komponentennummer. Weiche 14 kann dann Weiche 3  beim Proggen sein.
Bis auf die Signale habe ich nun alle anderen Komponenten in der Datenbank.

Modul zum Konfigurieren der Signaldecoder

Jede Signalblockstelle besteht aus 6 Adresspunkten

- Adresse lang
- Adresse Signal (kurze Adresse)
- Adresse Bahnhof
- Adresse Sensor Langsamfahrt (aktiv bei rot und gelb/grün)
- Aresse Sensor Stop (aktiv bei rot)
- Adresse Reset (Signal geht auf rot, nach 15 sec. Blockfreimeldung an PC

Die Adressierung geht wieder mit Klick bei Klick



Genaueres dann bei Hardware Signaldecoder.

Servus
Georg

Mit diesem Zusatzprogramm ist ab jetzt ein Fahren auf Sicht möglich
Es findet kein Eingriff vom Programm statt!!!

Alle Komponenten (Weichen,Signale,Magnetartikel) werden durch Anklicken am Bildschirm ausgelöst. Und zwar in Form von Wechselbuttons.
Anklicken ==> Weiche abbiegen oder Signal auf grün ===> nochmaliges Anklicken ==> Weiche geradeaus oder Signal auf rot

Beim Aufruf des Programmes wird eine Grundstellung geladen. Weiche auf gerade und Signale auf rot.



Möglichkeiten:
- 3 Einzelfahrzeuge
- 2 Doppeltraktionen

Lokadressen werden mit dem dropdownedit eingestellt
V=Vorwärts
R=Rückwärts
Schieberegler=Geschwindigkeit

Aber Vorsicht: Modus ist Fahren auf Sicht!!
- kein Autohalt bei rotem Signal
- kein automatisches Anfahren bei Signalwechse Rot/Grün
- keine Blockstellenverriegelung
- kein Flankenfahrtschutz

Dies ist ein reines Zusatzprogramm für mich. Ich nutze es um mich mit einem Zug austoben zu können. Aber Austoben wie in Kindheitstagen.

Das Gehirn der Steuerung: Das Verknüpfungsmodul

Hier werden für jede Aktion(Einfahrt,Ausfahrt,Rangierfahrt usw.) eine eigene Wenn/Dann Verknüpfung angelegt.
Z.B.: Einfahrt linke Seite Bonn nach Gleis 1 wird zur Verknüpfung: ebg1l
Einfahrt rechte Seite Linz nach Gleis 3 wird zur Verknüpfung: elg3r
Ausfahrt Kalenborn links Gleis2 wird zur Verknüpfung akg2l
usw bis alle Möglichkeiten abgedeckt sind.
Ist nötig, da ich keine Ketten habe und das Programm immer den IST/SOLL  Zustand anstrebt.

Ebenso brauchen alle Signale eine Reset(Block ist wieder frei) Verknüpfung.



Eine Verknüpfung erstellen:

- Button Verknüpfung neu drücken
- Name eintippen + OK drücken
- Nun frägt das Programm nach den Wenn-Komponenten
- Diese durch Klicken im Gleisplan festlegen (Darum einen eigenen Gleisplaner)
- Dann mit der blinkenden WS Taste bestätigen
- Die Steuerung legt dann automatisch die Anzahl der möglichen Wenn Datensätze an. Alle stehen auf Nichtausführen. Bei 3 Komponenten z.B. sind es dann 8 Sätze.
- Umschalten mit dem DA Button
- nun können bis zu 16 Dann Komponenten eingegeben werden Wenn nicht ausreicht, können nochmals 16 nachgeladen werden.
- da alle Datensätze auf Nichtausführen stehen, brauche ich nur die Wenn-Verknüpfungen, die erlaubt sind, mit Dann-Komponenten konfigurieren
- Durch Umschalten und anschließenden Anklicken im Gleisbild kann ich mit den WA und DA Buttons jeder Wenn eine Dann Konfigurierung zusammenklicken
- Ausserdem sehe ich im Gleisbild was ich zusammenklicke
- Der Datensatz wird automatisch aus den Stellungen der Wenn Komponenten erzeugt
- Dann Komponenten klicken ==> Button DS  Speichern drücken.Fertig der Datensatz.

Fertig ist die Wahrheitstabelle für diese Verknüpfung. Jede Verknüpfung agiert also für sich alleine.

Modul zum Taster belegen

Die Verknüpfungen müssen auch irgendwie aufrufbar sein. Da gibt es mehrere Möglichkeiten.
Hier die Zuordnung auf Taster.



Das Bild ist selbsterklärend.

Modul für Gleisensorzuordnung Verknüpfung für jede Lok gleich



Ist auch selbsterklärend.

Hier kommen auf alle Fälle alle Resetverknüpfungen zum Tragen.
Der Rest ist Anwenderabhängig.

Modul für Gleissensorzuordnung Verknüpfung für jede Lok unterschiedlich

Hier können für den Automatikmodus oder Ausstellungsmodus Verknüpfungen für einen Automatikbetrieb aufgelegt werden.



Das Bild ist wieder selbsterklärend.

Modul zum Zuweisen von Geschwindigkeit und Funktionen für jede Lok einzeln an einem Gleissensor.

Hier werden die Brems- und Beschleunigungswerte in den Blockstellen für jede Lok einzeln festgelegt. Auch eine Funktion kann festgelegt werden.

Modul zum Kindertrafo konfigurieren



Das letzte Konfigurationsmodul dient dem Ausstellungsbetrieb.
- Es sind 10 Trafos möglich
- jedem Trafo wird eine Lokadresse zugeordnet
- jedem Trafo sind 5 Taster, die mit einer Verknüpfung belegt werden können, zugeordnet

Es können wegen der Übersicht immer nur 2 Trafos aktiv sein. Das Umschalten der Trafos macht der Anlagenbetreuer vom PC aus.

Modul Betrieb

Es ist geschafft wir können nun endlich Betrieb in 3 Modis machen. Alle Modis sind Blockstellenverriegelt und Flankenfahrt geschützt. Kommt allerdings auf die Verküpfungserstellung an.Wenn da Fehler gemacht werden, kann es auch Crashen!! Alle  Züge werden ausschließlich über die Signale gesteuert. Nur das erste Anfahren einer Lok geschieht mit den Trafoschiebern.
Aussnahme sind Rangierfahrten, die werden nur mit den Trafoschiebern gesteuert. Zwischen Stellwerk und Trafoansicht wird mit der Leertaste umgeschalten.





Da dieses Modul sehr komplex ist werde ich mal ein Filmchen drehen.

So dass waren jetzt über 20 Jahre Entwicklungs- und Experimentierarbeit im Schnelldurchlauf.
Den zweiten großen Posten nahm die Hardwareentwicklung in Anspruch.

Servus
Georg

Grüß Dich Georg

Deine Beiträge habe ich mir , obwohl ich analog fahre, angesehen.
Das sind für mich ,, böhmische Dörfer ,, deswegen hatte ich auch nichts geschrieben dazu.
20 Jahre Entwicklung ?, das ist eine verdammt lange Zeit, da hat sich doch da schon
einiges verändert, in der Entwicklung der  Gebäude - Leittechnik.
Das ist ja schon ( jedenfalls für mich ) ein Hobby , im Hobby.
Aber wenn es Dir Spaß macht ?,  Das ist ein Thema , wo ich mich gar nicht auskenne.

Viel Spaß noch,  Gerhard  SvD

Hallo Gerhard,

stimmt was du sagst, nur in der ursprünglichen Form kannte mein Programm nur einen Modus. Nämlich: Überwachtes Fahren.
Die anderen Modis und die Benutzkontensteuerung kamen erst so nach und nach hinzu.
Dann sind die Ansprüche auch sehr hoch an das System.
- muss auf Ausstellungen ohne Programmaufhängen stundenlang laufen
- defekte Gerätschaften müssen per Plug and Play tauschbar sein
- Programm muss zur Schonung der Festplatte auch in einer Ramdisk laufen

Die vielen Konfigurationsmodule habe ich deswegen, weil ich keine Zahlenkolonnen tippen mag. Bei mir muss alles Klick by Klick gehen.Ausserdem möchte ich mitverfolgen können was ich gerade zusammenklicke.

Muss aber dazusagen: Ich bin Industriemeister Regel-Mess-Steuerungstechnik und habe meinen Beruf nun zum Hobby gemacht.

Sevus
Georg

P.S. Da ich ja den Quellcode besitze passe ich mein Programm natürlich immer wieder neu an. Der größte Vorteil: Ich bin nicht Firmenabhängig. Muss nur immer genug Attiny2313 und Atmega8515 vorrätig haben. PC mit Windows gibts noch lange. :-)

Die Gleisanbindung

Irgendwie muss ja der PC mit der Anlage verbunden sein. Dazu dient bei mir die PC-Anbindung.
Sie besteht aus:
- Max232 zur Pegelwandlung vom Attiny2313 zur ser. Schnittstelle am PC und in die andere Richtung. (RS232/USB Converter gehen auch, wenn der PC keine COM Schnittstelle mehr hat)
- Attiny2313 zur Umwandlung von RS232 Befehle in das DCC Format. (Macht das Steuerungsprogramm schneller da zeitintensive Umrechnungen ausgelagert sind)
- Signalaufbereitung für Booster
- Sendeteil für GDLW-BUS zum PC
- zwei 2,5A  +-18V Booster mit Strombegrenzung (elektronische Sicherungen sind auf der Spannungsaufbereitungsplatine)



Sämtliche Platinen die zwischen Anlage und PC sind, sind in einem 19Zoll Einschubrahmen untergebracht. Warum? Damit auf Ausstellungen eine eventuel ausfallende Platine schnell im Plug and Play Modus getauscht werden kann.