Car System
Beschreibung
Ein digitales Car System war schon lange mein Wunsch. Doch alle im Handel angebotenen Komponenten zur Realisierung einer solchen Anlage waren mir zu teuer. Deshalb habe ich zu diesem Thema in meinem Informatikstudium eine Bachelor-Arbeit verfasst. In dieser Arbeit wird für das hier vorgestellte Car-System die Datenübertragung entwickelt und ein Car-Dekoder entworfen, der die Signale über einen Infrarot (IR)-Kanal empfängt und das Fahrzeug steuert.
Bachelor-Arbeit
Hier ist ein Link zu meiner Bachelor-Arbeit mit dem Thema:
"Infrarot Übertragungssystem zur Steuerung von Modellfahrzeugen"
Eine Übersetzung dieser Arbeit in die russische Sprache von Alex Labunichev findet Ihr hier.
Bitte beachten: In der Bachelor-Arbeit sind alle Details zur Datenübertragung, zum IR-Sender und zum Car-Dekoder zu finden. Im Laufe der Zeit wurden weitere Verbesserungen und Anpassungen vorgenommen, so dass die Informationen der BA sich auf den Stand zum Zeitpunkt der Abgabe der BA beziehen. Alle aktuellen Software-und Schaltungsversion befinden sich hier auf diesen Webseiten.
Master-Arbeit
In dieser Arbeit wird eine funktionelle Erweiterung des Fahrzeug-Decoders beschrieben. Die Arbeit wird in den nächsten 6 Monaten angefertigt. --PG 21:27, 12. Jan. 2013 (CET) Ziel ist es, einen leistungsstärkeren Decoder mit mehr Funktionen zu entwickeln. Die zuvor benutzte Infrarot-Fernübertragung wird durch eine bidirektionale Funkübertragung ersetzt. Eine wesentliche Veränderung des System ist das kein DCC-Signal mehr notwendig ist. Alle Daten werden direkt über die Zentrale erzeugt welche über das P50x-Protokoll mit dem Steuerungscomputer kommuniziert. Eine Handsteuerung wird aktuell nicht unterstützt und ist somit nur über die PC-Software möglich, zum Beispiel über LocoNet.
Car-System Videos
Um die einzelnen Entwicklungsschritte aufzuzeigen, wurden Videos erstellt, die den zeitlichen Verlauf der technischen Entwicklung wiedergeben. Diese Videos vom Car-System mit Automatiksteuerung über Rocrail findet ihr auf meiner Youtube Adresse
DCC Car-System
Das Car System wurde von der Firma Faller ins Leben gerufen. Es basiert auf einer magnetischen Spurführung in der Fahrbahn, welche durch einen Lenkschleifer an der Vorderachse des Fahrzeugs, abgegriffen wird. Die Faller-Fahrzeuge besitzen einen Akku zum Antrieb des Fahrzeug-Motors und einen Reedkontakt zum stoppen des Fahrzeugs.
Mein digitales Car System basiert auf der Technik von Faller. Allerdings besitzen die Fahrzeuge einen Fahrzeugdekoder. Dieser steuert die Betriebsfunktionen (Licht, Blinker, Motor und Sound). Die Steuerungsdaten gelangen über einen Infrarot-Sender, den Infrarot-Kanal zum IR-Empfänger im Fahrzeug. Die Datenübertragung wurde mit dem für die Modellbahn üblichen DCC-Protokoll realisiert.
Zum Testen des Systems habe ich mir eine Testanlage aufgebaut. Dazu wurde ein Magnetband in die Fahrbahn (Tischplatte) eingelassen an dessen Ende eine T-Kreuzung geformt ist. Ein Servo unterhalb der Tischplatte lenkt an der Kreuzung das Magnetband um und das Fahrzeug biegt ab. Die Steuerung des Servo erfolgt dabei über einen modifizierten Arduino* der bis zu 6 Servos ansteuern kann. In die Fahrbahn wurden im Abstand von 12 cm 18 Hallgeneratoren als Rückmeldekontakte eingebaut. Die Hallsensoren reagieren auf das Magnetfeld des Lenkmagneten der Fahrzeugvorderachse. Damit der Lenkmagnet beim Überfahren der Kreuzung nicht abgestoßen wird, liegt links und rechts zum Fahrspurmagnetband, neben dem Hallsensor, ein zusätzliches Magnetband (andersherum gepolt), parallel.
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Die Hallsensoren unter der Tischplatte geben Rückmeldesignale an die S88N Bausteine. Über diese S88N-Leitung wird auch auf der Kreuzung die Ampelanlage gesteuert. Diese meldet dann für jede Fahrtrichtung an den Computer den Zustand (grün/rot) der Ampel. Über dieses Signal können die Fahrzeuge vor der Ampel, am Halt-Kontakt (Hallsensor), gestoppt werden. Die Computersteuerung arbeitet Blockbezogen, wie bei einer Modellbahnanlage. Die Blockbildung ist hier durch den Abstand der Hallgeneratoren unterhalb der Fahrbahn gegeben. Als Steuerungssoftware wird Rocrail eingesetzt. Diese steuert die Fahrzeuge von einem Rückmeldesensor zum nächsten.