Fahrstraßensicherung, ABC Bremsen

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

wenn ich mich noch richtig erinnere, dann stammt das ABC-Bremsen aus der Anfangszeit von "digital" als eine Art "günstiger Gegenentwurf" zur PC-Steuerung, denn die Rechner waren damals ja eher noch nicht alltäglich und teuer. Die dritte Art der Steuerung war der "Zwitter" Modellbahnsteuerung per Computer (MpC) von GAHLER+RINGSTMEIER, bei der einzelne Gleisabschnitte über Steuerplatinen am PC analog angesteuert wurden (später konnten auch digitale Loks angesteuert weden).
Wegen des "Gegeneinanderarbeitens" werden PC-Steuerung und ABC-Bremsen nicht gut harmonieren, denn die arbeiten in gewissen Grenzen "aneinander vorbei". Man muss sich wohl für eine Steuerungsart entscheiden.
In Deiner Konfiguration würde ich mich für den Train Controller entscheiden; evtl. noch ergänzt durch Punktmelder wie Lichtschranken (die erscheinen mir für gewisse Zwecke besser geeignet als kurze Belegtmelderstrecken). Als weitere Ergänzung könnte noch eine günstige Kamera die Ausfahrtsbereiche im Schattenbahnhof am Monitor darstellen. Dann funktioniert da auch der "Lichthupentrick" bei der Lokidentifikation.

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

MoiN Michael,

wahrscheinlich wird es im Detail anders aussehen, aber ich gehe jetzt einfach mal davon aus, die Belegtmeldeabschnitte und Bremsabschnitte sowie Haltepunkte auf der Anlage für das Programm und die ABC-Bremsabschnitte die gleichen sind. Die logischen Bedingungen, unter denen das Programm für "Anhalten" entscheidet sind dann auch die gleichen wie beim ABC, so dass sich Programm und ABC eigentlich einig sein sollten. Und das System, was sich für "Anhalten" entscheidet, setzt sich auch gegen das andere durch. Und ABC würde sich auch gegen mich durchsetzen, wenn ich irgend einen Bedienfehler mache. Klingt also zunächst mal gar nicht schlecht für mich.

Eine Kette ist aber genauso stark wie das schwächste Glied. Beide Systeme sind auf die Richtigkeit der Belegtmeldungen der Gleise angewiesen. Eine mit Kontaktproblemen stromlos dastehende Lok, die einen Blockabschnitt blockiert, wird jedoch kein Belegtmelder, auch nicht Lenzens BM2 erkennen. Und damit wären beide Systeme ausgetrickst. Man müsste also auch eine zweite, autarke Melderstruktur aufbauen, die auf etwas anderes als die Leitfähigkeit einer Lokomotive aufsetzt - Lichtschranken vielleicht - und die Steuerungssoftware damit füttern. Dann hätten wir es redundant und gleichzeitig völlig autark.

So weit die Theorie, wie ich sie mir zusammenreime. Aber ich könnte mir vorstellen, dass da der Teufel im Detail sitzt. Und ich hätte mindestens die dreifache Arbeit: Ich muss das ABC System aufbauen, einrichten und funktionsfähig machen, dann nochmal das Lichtschrankensystem und die Softwaresteuerung und dann auch noch beides aufeinander abstimmen. Und säße auf einem teueren, kleinen Berg Loconet-Belegtmelder, die hierdurch überflüssig werden.

Und dann bleibt die berühmte Lok mit ihren Kontaktproblemen stehen und eine Spinne krabbelt über die Lichtschranke, so dass auch das Programm die Strecke freigibt. Oder eines der beiden Systeme hat an einer Stelle schon vor Wochen den Geist aufgegeben, unbemerkt, weil ja bislang nichts passiert ist und das andere System einspringt. Dann habe ich aber was gekonnt. Dann kommt zum Ärger über die Betriebsstörung noch der Ärger über verschwendete Zeit und verschwendetes Geld dazu.

Nö. Da ist die "Lichthupe" eigentlich das einfachste. Und eine kleine Kamera, mit der man mal in den Schattenbahnhof schauen kann, ist sowieso sinnvoll. Und das System bleibt ohne ABC auch relativ simpel, so dass man es überblicken kann. Es gibt genug Modellbahner, die mit so etwas fahren und vollauf damit zufrieden sind. Dann sollte das auch für mich reichen und ich muss da nichts draufpacken.

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

da habe ich mich ungünstig ausgedrückt, ich meinte, dass zum Train Controller zusätzlich zu den Bereichen (=Belegtmelder) exakte Punktmelder (=Lichtschranken) als andere zusätzliche Eingaben dazukommen, je nach Situation ist das eine oder andere sinnvoll. Da ist also kein ABC im Spiel, das würde ich generell nicht verwenden.
Beispiel "exakter Stopp im Schattenbahnhof":
Zug fährt ein in das Gleis (egal, ob vorne ein Verbraucher ist oder nicht). Sobald der Belegtmelder den Zug erkennt, wird vom TC die Geschwindigkeit auf "langsam" heruntergeregelt und solange beibehalten, bis die Lichtschranke erreicht wird. Dann wird der Zug sofort gestoppt; Zug steht positionsgenau im Gleis drin.
Was ich mal gelesenen habe, so ein Belegtmelder kann statt der Gleise auch die Lichtschranke detektieren (ist ja prinzipiell auch ein veränderter Widerstand im Empfänger ), d.h. da ist nichts verloren, Du bräuchtest eher noch ein paar Enkoder

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

N‘abeNd, Michael,

nö, nö, Du hast Dich keineswegs ungünstig ausgedrückt. Ich war bei meiner Antwort immernoch geistig bei der ABC Bremse.

So weit ich mich in Train Controller bisher eingefuchst habe (aber da stecke ich noch in den Anfängen), kann das Programm auch geschobene Züge handhaben. Ein geschobener Zug dürfte sich bei mir allerdings kaum in den Schattenbahnhof verirren, es sei denn, er hätte einen Steuerwagen. Aber dann hat er auch eine Spitzenbeleuchtung, und die wird vom GBM erfasst.

Aber eine Lichtschranke dürfte sich nötigenfalls ohne Eingriffe am Gleis und damit auch nachträglich installieren. Das wäre also eine gute Lösung für all die Melder, die sich erst später als notwendig erweisen.

[MHAG]

Hallo Wolfgang!

Ich habe da eigentlich hauptsächlich an Triebwagen oder Triebzüge (manchmal ist da der Motor in der Mitte) gedacht, die elektrisch durchverbunden sind und evtl. an den Enden keine eigene Stromabnahme haben...
Im Gegensatz zu Besetztmeldern (brauchen einen Verbraucher oder Widerstandsachsen, sind eigentlich keine "Punktmelder") oder Reedkontakte/Hallsensoren (brauchen einen Schaltmagnet) ist bei den Lichtschranken keine Veränderung an den Fahrzeugen notwendig, jedes Fahrzeug löst die aus. Sowas ist sinnvoll, wenn man eine punktgenaue Erkennung braucht, ohne einen eventuellen "Überstand" (wo ist der Magnet bzw. der erste Verbraucher?) berücksichtigen zu müssen. Und sie sind analog und digital verwendbar.
Die Tarnung kann zwar manchmal schwierig sein bei "Portalschranken" zum Unterbrechen, aber mit einer Reichweite von z.B. 10cm findet man bestimmt was (Haus, Mast, Grünzeug) zum Verstecken von Sender und Empfänger; im Untergrund ist das sowieso egal Reflexlichtschranken kann man zwar in den Gleisen getarnt einbauen, aber bei den ganzen schwarzen Unterteilen unserer Fahrzeuge kann die Auslösung manchmal unsicher sein. Wenn man die Lichtstrecke beim Portal dann auch noch in der Raumdiagonale anordnet, erwischt man alle Fahrzeuge, die Kupplungslücken treten nicht in Erscheinung.
Die sind auf jeden Fall meine Favoriten

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

MoiN Michael,

ich hatte mal Lichtschranken gesucht, wenn ich mich richtig erinnere, für eine Geschwindigkeitsmessstrecke, die mit einem Arduino betrieben werden sollte. Und dieses Kurzprojekt auch wieder eingestampft, weil sich da überhaupt nichts finden ließ, das sich nach meiner, vom jugendlichen Leichtsinn geprägten Vorstellung (aufstellen, anschließen, gut is‘) hätte verwenden lassen.

Übrig blieb die Einsicht, dass „Ach, da nimmst Du einfach eine Lichtschranke …“ schnell gesagt, aber konkret durchaus nicht leicht zu realisieren ist und es ein recht weiter Weg wird, bis man sich eine solche Lösung erarbeitet hat. Und das hätte natürlich erst recht Gewicht, wenn man es gleich in größerer Stückzahl, etwa zur Überwachung der Schattenbahnhofsausfahrten, verwenden möchte, wo man tatsächlich etwas braucht, was mit einfach aufstellen und anschließen gut is. Damit war dann auch ohne großen Entscheidungsfindungsprozess klar, dass ich beim Bau meiner Anlage besser auf den Spatz in der Hand namens GBM zurückgreife, als auf Lichtschranken als Taube auf den Dach.

Du scheinst in dieser Frage ja doch durchaus weiter zu sein. Wie würde Deine Lösung denn aussehen?

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

fertige Lichtschranken habe ich nur zu hohen Preisen für Industriezwecke gefunden. Die "Modellbahnlichtschranken" waren und sind für mich optisch und preislich inakzeptabel.
Ich habe mit LEDs und passenden Fototransistoren an einem Arduino experimentiert, ganz simpel den Fototransistor am Analog-Input als Spannungsteiler mit einem regelbaren Widerstand, die LED bekam einen Vorschaltwiderstand und hing an 5V. Das ließ sich ganz einfach auslesen: War´s unter dem Schwellwert => frei, darüber => unterbrochen. Ich kann aber gerade nicht sagen, was ich verwendet habe (3 oder 5mm Durchmesser, Typen), ich musste das bei der handstreichartigen Auflösung der Dienstwohnung gut und vor allem schnell einpacken -- und in der Verpackung liegt das immer noch...
Wichtig war noch ein Montagetrick: Ich verklebte die LED und den Empfänger in einem Strohhalm, der der ungefähren Länge der gewünschten Lichtschrankenstrecke entsprach, habe diesen Strohhalm dann fest am Einbauort (bei mir war das ein Testgleis mit verschiedenen Holzklötzchen auf einer Seite) mit Heißkleber verklebt. Nach dem Erkalten habe ich dann einfach den nicht benötigten Mittelteil aus dem Strohhalm herausgeschnitten, dadurch blieben Sender und Empfänger in ihrem Röhrenabschnitt sauber aufeinander ausgerichtet. So hatte ich auch keine Fremdlichtstörung. Insgesamt vier solcher "Portale" habe ich mit verschiedenen Ausrichtungen nacheinander am Gleis montiert (eines auch durch das Gleis) und anschließend da die Fahrzeugkonstellationen durchgeschoben mit verschiedenen Geschwindigkeiten und auch diversen Umgebungsbeleuchtungen.
So konnte ich dann mit dem Arduino Nano die vier Lichtschranken testen, dabei habe ich nur jeweils eine LED leuchten lassen, wenn die betreffende Lichtschranke unterbrochen war. Das hat ganz gut funktioniert. Dann kam Corona und ich konnte da nicht mehr weiterexperimentieren, weil das alles in der DIenstwohnung war... ...bis zu deren Auflösung.
Seitdem hatte ich weder die Zeit noch die Notwendigkeit, da weiterzumachen; für mich blieb im Hinterkopf, dass ich da eine simple Lösung habe, wenn ich sie brauche.
Vielleicht hilft Dir das schon etwas weiter?

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

Dankeschön, Michael!

Die Idee mit Strohhalm als Ausrichthilfe ist natürlich klasse.

Bei meiner gedachten Geschwindigkeitsmessung habe ich von solchen Eigenbauten einer Lichtschranke abgesehen, weil ich zwei wirklich identische Klone ein und derselben Lichtschranke haben wollte. Bei einer E 91 wäre es vermutlich egal, aber wenn bei einer Dampflok die erste Lichtschranke an den Puffern auslöst, die zweite an der Rauchkammertür, dann stimmt die Länge der Messstrecke nicht mehr, und die sollte ja so kurz wie möglich sein.

Aber gut, das ist ja auch wieder eine ganz andere Messung als eine „Anwesenheitskontrolle“ in einem Gleisabschnitt.

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

was ich oben vergessen habe zu schreiben: Das waren IR-Dioden und Empfänger. Ginge wahrscheinlich auch mit sichtbarem Licht, aber dann sieht man das halt (ist im Untergrund vielleicht interessant). Auch UV-Dioden sollte man heute bekommen, ebenso schwache Laserdioden, die sich gut ausrichten lassen dürften. Und alles im gut bezahlbaren Bereich.

Kleine Anmerkung zu Folgendem:

„Anwesenheitskontrolle“ in einem Gleisabschnitt

Einen Gleisabschnitt (da gehe ich von einer größeren Länge aus) kann man mit einer Lichtschranke eigentlich nicht direkt überwachen, sondern nur einen "Punkt" im Gleisabschnitt. Deswegen finde ich die Kombination aus beiden Sensortypen als sehr gute Ergänzung. Nach dem Motto "in welchem Abschnitt bewege ich mich und bin ich da drin schon am gewünschten Punkt"

Wegen der Geschwindigkeitsmessung hätte ich jetzt einen Abstand von mindestens 10cm vermutet, eher mehr, damit kleine Schwankungen und Ruckler bei der Messung von vorneherein eliminiert werden. Und mit der Strohhalm-Methode kann man das auch exakt ausrichten.
Idee :
Als mobile Einheit könntest Du Dir einen "Tunnel" drucken mit exakt definiertem Lochabstand, in den dann die LEDs und Empfänger eingesetzt werden (samt Platz und Halterungen für Batterie und Arduino etc.). Zum Messen stellt man den Tunnel an einer beliebigen Stelle über das Gleis, schaltet die Apparatur ein und lässt das Fahrzeug durch den Mess-Tunnel fahren. Der Arduino berechnet dann aus der Zeit der beiden Unterbrechungen und dem bekannten Abstand der Lichtschranken die Geschwindigkeit und gibt sie auf einem Display aus. Auf Wunsch auch mit diversen Umrechnungsfaktoren.
Wichtig ist halt, dass die Lichtschranken sowohl exakt parallel als auch auf gleicher Höhe liegen -- letzteres sorgt dann dafür, dass es egal ist, ob auf Höhe der Pufferbohle, Rauchkammertür oder Schlot gemessen wird

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

N‘AbeNd Michael,

IR Dioden und Empfänger?

Oh, damit hatte ich schon Bekanntschaft gemacht. Beim Bau einer Drehscheibensteuerung als „Nullmarke“ für die Referenzfahrt, damit der Arduino nach dem Einschalten feststellen kann, wie die Drehbühne steht.

Die IR Mimik hat prima funktioniert, so gut, dass sie für diesen Zweck völlig unbrauchbar war. Kurz zur Erklärung, die IR-LED (eine mit kleinem Abstrahlwinkel, aber ich hatte verschiedene Dioden und Empfänger mit dem immer gleichen Ergebnis durchprobiert) war in eine Bohrung in der Stirnseite der Drehbühne eingelassen, der Empfänger „blickte“ durch einen schmalen Schlitz in die Drehscheibengrube hinein. Meine Hoffnung war, dass die beiden Komponenten nur äußerst kurz direkten „Blickkontakt“ haben und sich so ein hinreichend kurzes Signal ergibt, um die Drehbühnenposition damit festzulegen.

Weit gefehlt. Man merkt, dass die Dinger in Fernsteuerungen verwendet werden und wohl darauf getrimmt sind, auch unter ungünstigen Bedingungen Kontakt zu halten. Jedenfalls hat der Empfänger praktisch über die komplette Drehung der Drehbühne hinweg das Signal empfangen, selbst dann, wenn die Bühne um 180 Grad gedreht war.

Das für diesen Zweck richtige Ergebnis brachte dann ein Hall-Sensor, und ein in die Stirnseite der Bühne verbauter Neodym-Magnet, der wirklich ein kurzes und scharfes Signal erzeugte und dafür noch nicht mal einen Schlitz im Grubenrand brauchte … ach ja … ich freu mich schon auf den Bau des Bw …

Soll nur sagen, dass, übertragen auf die Lichtschranke zur Zugerkennung, sicher zu stelllen wäre, dass der Empfänger wirklich nur das „sieht“, was er „sehen“ soll. Insbesondere, wenn mehrere Lichtschranken dicht beieinander stehen …