voyagetom
06.02.2011, 23:27

Automatisierte Eisenbahnstrecke mit NXT & Powerfunctions

Weichen und Zugkontrolle mit IR-Link Sensor, PF-IR Empfängern und NXT 2.0.


Video

Die Stromversorgung aller Komponenten erfolgt über die 9v Schienen und die Kabelschuhe, die normalerweise mit dem 9V Trafo den Strom in die Schiene einspeisen. Sie eignen sich aber auch zum Abgreifen von Strom an beliebiger Stelle, ohne dass man unterm Tisch (oder ich unterm Teppich) Kabel ziehen muss. Lediglich innerhalb von Weichenstrecken kommts natürlich darauf an, wo man abgreift.

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Den IR link Sensor für den NXT gibt es bei http://www.hitechnic.com/products oder http://www.active-robots..../nxt-accessories.shtml oder Im Lego online shop USA, Deutschland bzw. Europa ist ausverkauft.
Bei Hi-Technic muss man dann noch die benötigten Powerfunctions Blöcke für den NXT herunterladen. Den einen braucht man für die Züge mit Geschwindigkeitsregelung und Dauerbestromung (Er agiert wie die Zug Fernbedienung), den anderen braucht man für die Weichen Stellimpulse (Er agiert wie die kleine PF Fernbedienung: Voller Impuls für 1 Sekunde) 68-PFE_IRLink.zip , 305-PF_IRLink.zip , 513-PFS IRLink.zip . Den 372-Train_IRLink.zip kann man nur für die Züge gebrauchen, die zwischen 9V und PF mal kurzzeitig erschienen sind.

Die Versorgung der IR Empfänger wird genauso sichergestellt, wie die Einspeisung des Stroms über den Trafo mit den IR Empfängern, nämlich mit der Kabel Lösung gemäss folgender Quellen:
http://technicbricks.blog...cting-pf-receiver.html
http://www.mabidati.de/kabel.htm

Ich habe die "mabidati" Lösung bevorzugt, allerdings die Kabel halbiert gelassen und mit Aderendhülsen die 4 Adern je 2 über Kreuz zusammengepresst und mit Isolierband verarztet gegen Kurzschluss.

Die Weichensteuerung wurde realisiert mit PF Motoren gemäss der folgenden Quelle:
http://www.freelug.org/article.php3?id_article=755

Um die Züge gezielt an einer Stelle zu stoppen, wurden Schienen an der Verbindungsstelle zur Nachbarschiene mit Isolierband abgeklebt. Somit stoppt der Zug kontrolliert und ohne Sensorengedöns an exakt immer derselben Stelle. Überbrückt sind insgesamt 3 Gerade, bis zur nächsten Isolierstelle. Man muss ja an 2 Stellen den Stromkreis unterbrechen, damit die Lok stehenbleibt. Natürlich hängt die Länge der Unterbrecherstrecke ab von der Geschwindigkeit und dem Bremsweg eines Zuges, sowie auch dem Abstand der Motoren bei 2fach motorisierten Loks ab. Der Unterbrecher Trick ist abgeschaut von den alten Signalen beim 12V System. Ein kurzer Stromimpuls über den IR Empfänger auf den Unterbrecher lässt den Zug auf die Rest Strecke laufen, die dauerhaft versorgt ist, sofern auch die Weichen auf den Streckenabschnitt gestellt sind. Sind die Weichen anders geschaltet, kann man den Zug nicht bewegen, wie es ja auch sein soll. Fehlbedienung ist also nicht möglich, da selbst der Empfänger Stromlos ist, weil über die Gleise versorgt.

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Der Unterbrecher wird Versorgt mit Kabelschuh ausserhalb der Unterbrechung (aber gleicher Weichenstrang !), "mabidati" Kabel, IR Empfänger, Verbindungskabel PF-9V (original, unzerschnippelt), Kabelschuh im Unterbrecherstück. Die Weichenstellmotoren werden genauso versorgt, aber der Strom muss da abgegriffen werden, wo er dauerhaft verfügbar ist.

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Der Trafo müsste nicht mit PF gesteuert werden, aber man hat so jederzeit die Möglichkeit für einen Not Stop über die Zug Fernbedienung und dann steht sofort alles, der NXT kann dann senden, was er will...

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Mit der Backup Fernbedienung lässt sich dann alles auch manuell übersteuern, wenn man den NXT abgestellt hat (z.B. Batterien leer), ohne die Verkabelung umzubauen, man braucht dazu aber die Zug Fernbedienung und die kleine PF Fernbedienung mit den 2 Hebeln.


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Ungestörter Empfang bzw. Sendeweg ist natürlich wichtig für die IR Verbindungen. Bei Ausstellungen ist natürlich wichtig, dass man keine PF-Nachbarn hat.
Kanal 1 rot: Trafo für diese Anlage / Notstop, Kanal 1 blau für 2. Schienenkreis, den ich manuell Steuern will mit der Zugfernbedienung (2. Trafo und 2. IR Empfänger)
Kanal 4 rot und blau ist für die Weichenschaltung. man braucht beide "Farben" eines Kanals, weil man so eine Ausweichstrecke immer spiegelbildlich schalten muss (Bei einer Rechtsweiche und einer Linksweiche logisch !).
Kanal 2 rot bzw. blau ist für die Unterbrecherstrecken, um sie kurz für 3 Sekunden zu bestromen. Dann fährt der Zug eine Runde und stoppt wieder auf dem Unterbrechergleis. Wenn der Stromabgriff innerhalb der jeweiligen Weichenstrecke erfolgt, kann man sogar eine Farbe einsparen und beide auf eine Farbe legen.
Für den Weichenimpuls ist es gut zu wissen, wie lange die Rundendauer ist, bis der Zug wieder stoppt. Man muss den Weichenschaltimpuls so wählen, dass man sicher ist, dass der Zug wieder an der Unterbrecherschiene steht und nicht mittendrin oder halb auf der Weiche (Das könnte brenzlig werden).

Einziges Manko ist, dass man die Züge nur in eine Richtung fahren lassen kann, wenn Weichen und Züge über die 9V Schienen gefüttert werden. Wollte man eine 2. Richtung fahren, so muss man den Unterbrecher für diesen Teilabschnitt anders verpolen. Das gibt eine Art Kurzschluss ! Es funktioniert nur, wenn die Weichen-IR-Empfänger mit einem separaten
Stromkreis (9V Kabel, nicht über die Schienen) versorgt werden oder direkt mit 9V Kabel vom gleichen Trafo weg wie die Züge, aber nicht über den IR Empfänger am Trafo (Auf die Trafokontakte direkt 9V-Kabel für Weichen drauf, mabidati kabel drüber für den IR-Empfänger). Das bedeutet dann auf alle Fälle Kabel durch die Anlage legen!

Mit dem Trafo kann man am gelben Regler die Maximalgeschwindigkeit der Züge einstellen, ohne grossen Programmieraufwand am NXT. Bis Stufe 5 lassen sich die Weichen noch gut

schalten, drunter wirds schwierig (zu wenig Power). Das bedeutet aber auch, dass man keine zu leichten Züge fahren lassen sollte, z.B. die motorisierte Tram 8404 fliegt dann aus der Kurve.

Das NXT Programm läuft so ab:
-Stromfreigabe am Trafo einmalig (Dadurch Not Stop möglich mit Zug Fernbedienung)
-Schleifenanfang endlos...
*Weichenschaltimpuls mit PF Impuls Block, sollte eine Weiche schon in die Richtung geschaltet sein, dann gibts halt ne Sekunde kurz Druck auf den Hebel, auf alle Fälle sind die Weichen jetzt synchronisiert und in der gewünschten Stellung für die erste Runde (z.B.Innenkreis).
*Stromimpuls mit PF Block (Der, welcher der Zugsteuerung entspricht) auf den Unterbrecher Gleis, der zu den geschalteten Weichen gehört, hier z.B. Innenkreis
*Warteblock 3 Sekunden
*Unterbrecherkreis abschalten, Zug ist inzwischen auf der dauerbestromten Strecke ausserhalb der drei Unterbrecher-Geraden
*Warteblock 10 Sekunden (Zug braucht für eine Runde auf der Teststrecke 5 Sekunden, steht dann weitere 5s auf Unterbrecher still)
*Weichenimpuls auf Aussenkreis
*Stromimpuls auf Aussenkreis Unterbrecher (Zug nr. 2 fährt los)
*Warteblock 3 Sekunden
*Unterbrecherkreis aussen abschalten
*Warteblock 10 Sekunden
-Schleifenende, springt nun wieder zu Schleifenanfang... Bis der NXT unterbrochen wird



Grüsse

Tom


freakwave
05.07.2011, 15:06

Re: Automatisierte Eisenbahnstrecke mit NXT & Powerfunctions

Hallo Tom,

nachdem ich Dir eine PM geschickt hatte, habe ich auch den Thread wieder entdeckt. Interessant dass daruaf keine Antwort kam...

Ich finde die Lösung sehr interessant und habe etwas ähnliches vor. Zwar nicht mit den Zügen sondern mit der Monorail.

Die Monorail habe ich schon auf PF umgerüstet, Akku und IR-Empfänger. Und die fährt auch wunderbar in beide Richutngen und läßt sich wunderschön in der Geschwindigkeit regeln, Bernd hat das ja auch schon vor einiger Zeit demonstriert.

Das ganze soll nun ein NXT übernehmen.

Nun zu den Fragen die der IR Sender von HiTechnic aufwirft.

- Wie groß ist eigentlich die Reichweite?

- Kann man alle 8 Kanäle benutzen?

- Wo gibt es noch Resourcen im Netz zu dem Thema?

Danke Dir


Gerald


voyagetom
05.07.2011, 20:16

Re: Automatisierte Eisenbahnstrecke mit NXT & Powerfunctions

Hallo Gerald

irgendwie klappt das mit der PM nicht, wird bei mir nicht angezeigt ?!


>>Ich habe Deine Videos gesehen und wolte Dich mal zur Reichweite fragen bzw. nach weiteren Resourcen im Netz wo man sich in das Thema reinlesen/arbeiten kann.<<

Die Reichweite ist begrenzt. Sobald ein Hindernis in den Weg kommt, ist ohnehin Schluss. Am besten einen hohen Mast und den IR Sender drauf, aber auch das ist keine Garantie. Bei gelbem oder rotem Umgebungslicht spielt die ganze Powerfunctions Sache verrückt: Die Steuerung reagiert dann völlig falsch ! Das passiert mit dem IR Sender genauso wie mit der normalen Eisenbahn Fernbedienung. Zu Hause in dem Zimmer hatte ich eine gelblich Strahlende Sparbirne drin. Das ging erst, als ich Sender und Empfänger von oben abgeschirmt habe bzw. bei Tageslicht. In Frankreich (Ornans) wollte ich in der Festhalle aufbauen und beim Test der PF hat wieder alles verrückt gespielt. Direkt über mir war ein Strahler mit wiederum gelblichem Licht.

Vom Hersteller des IR Sensor (hitechnic) hatte ich zu jemand Kontakt, der hat mir die NXT Steuerblock-Dateien dafür geschickt und noch ein Programm, dass die Reichweite erhöhen soll. Einlesen kann man sich nicht, habe das ganze NXT Set gekauft und alle 5 "Maschinen" mal aufgebaut und getestet. Man muss ein bischen Programmierfreak sein.
Du kannst alle 8 Kanäle benutzen.

Anscheinend basiert das NXT auf "Labview". Da findet man bestimmt was im Netz. Ansonsten programmieren die echten NXT Freaks das ganze Zeugs wohl auch auf einer direkteren Programmiersprache, Labview ist eher so was wie eine aufgesetzte Oberfläche für "Einsteiger", hat in meinem Fall aber ausgereicht. Ich kenne mich da aber zu wenig aus.
Die Steuerblockdateien und Beispiele für meine derzeitige Steuerung kann ich bei Bedarf mal schicken...

Wegen dem Reichweiten Problem habe ich die Weichenmotoren inzwischen direkt verkabelt mit dem NXT und steuere sie mit den Motorenausgängen A/B des NXT an. Das braucht auch nicht viel Strom, nur ein kleiner Impuls. Es gibt Kabel NXT to PF von active robots in GB:

http://www.active-robots..../nxt-accessories.shtml

Die 9V Trafos, mit dem "mabidiati"-Kabel stelle ich inzwischen direkt neben den NXT bzw. den IR Sensor. Dabei regle ich den Maximalstrom (Zugabhängig) am gelben Traforegler, während der NXT immer nur "Ein" (100% Leistung) oder "Aus" Signale sendet.

Hoffe, ich konnte helfen.

Viele Grüsse

Tom


freakwave
06.07.2011, 00:41

Re: Automatisierte Eisenbahnstrecke mit NXT & Powerfunctions

Hallo,

ja, die PM war nicht zu entschlüsseln :-)

» Die Reichweite ist begrenzt. Sobald ein Hindernis in den Weg kommt, ist
» ohnehin Schluss. Am besten einen hohen Mast und den IR Sender drauf, aber
» auch das ist keine Garantie. Bei gelbem oder rotem Umgebungslicht spielt
» die ganze Powerfunctions Sache verrückt: Die Steuerung reagiert dann
» völlig falsch ! Das passiert mit dem IR Sender genauso wie mit der
» normalen Eisenbahn Fernbedienung. Zu Hause in dem Zimmer hatte ich eine
» gelblich Strahlende Sparbirne drin. Das ging erst, als ich Sender und
» Empfänger von oben abgeschirmt habe bzw. bei Tageslicht. In Frankreich
» (Ornans) wollte ich in der Festhalle aufbauen und beim Test der PF hat
» wieder alles verrückt gespielt. Direkt über mir war ein Strahler mit
» wiederum gelblichem Licht.

Das ist meine Befürchtung. Im Hobbyraum funktioniert die PF Steuerung eigentlich ganz gut, egal wo ich mich hinstelle und wie ich das Ding krumm halte, die Bahn fährt. Den Einfluß von rotem Licht muss ich mal ausprobieren, interessant.
Es gab ja die Aussage von mike hier im Forum dass die NXT Sensoren nur 20mA ziehen dürfen, da täte mich interessieren was die PF Fernbedinungen ziehen. Muss ich mal messen.

» Anscheinend basiert das NXT auf "Labview". ...

Da muss ich mal die Beispile aus dem Set nehmen um zu lernen, meine RCX Tage liegen schon etwas in der Vergangenheit :-)


» Die 9V Trafos..
Trafos kann ich bei der Monorail leider nicht ensetzen, vielleich muss ich ein "Ladegleis" bauen

» Hoffe, ich konnte helfen.

Ja, Danke Dir!

Gerald


voyagetom
06.07.2011, 07:54

Re: Automatisierte Eisenbahnstrecke mit NXT & Powerfunctions

Hallo Gerald


» Es gab ja die Aussage von mike hier im Forum dass die NXT Sensoren nur
» 20mA ziehen dürfen, da täte mich interessieren was die PF Fernbedinungen
» ziehen. Muss ich mal messen.

Der Sensor IR-Link ist ja von der Firma hitechnic extra für den NXT entwickelt. Warum sollten die zuviel Strom ziehen ??

Grüsse

Tom


Holodoc
06.07.2011, 09:12

Erklärungsversuch

»
» Interessant dass daruaf keine Antwort kam...
»
Hallo Tom, hallo Gerald!

Ich versuche mich mal an einer Erklärung aus meiner Sicht, warum evtl. keine Antworten kamen:
Ich finde diese Bastelarbeit faszienierend! Es ist wirklich schön zu sehen, was man alles so aus den Legosteinchen fabrizieren kann.
Was mich allerdings total abschreckt ist die Menge an Wissen, die man anscheinend dafür mitbringen muss. Ich habe in Toms ursprünglichem Post nur die Hälfte verstanden. Und wenn ich mit Klebeband, speziellen Kabeln und noch spezielleren Sensoren arbeiten muss, dann ist für mich spätestens hier Ende.
Da bleibe ich dann doch lieber bei meiner ganz einfachen Bahn und freue mich, daß sie läuft. Sorry.

Was jetzt aber bitte, bitte nicht heißen soll, daß ich das Posting von Tom überflüssig finde - ganz im Gegenteil!
Ich bin vor lauter Ehrfurcht vor diesen Kreationen, weiß allerdings nicht, wie ich mir hier noch einbringen könnte. Vielleicht geht es vielen anderen ja ebenso.

Bis neulich,
Stefan


freakwave
06.07.2011, 09:31

Re: Automatisierte Eisenbahnstrecke mit NXT & Powerfunctions

» » Es gab ja die Aussage von mike hier im Forum dass die NXT Sensoren nur
» » 20mA ziehen dürfen, da täte mich interessieren was die PF
» Fernbedinungen
» » ziehen. Muss ich mal messen.
»
» Der Sensor IR-Link ist ja von der Firma hitechnic extra für den NXT
» entwickelt. Warum sollten die zuviel Strom ziehen ??

Ich glaube ich habe mich falsch ausgedrückt. Ich meinte HiTechnic macht aus den 20mA eine gewisse Lichtstärke. Die PF Fernbedienung ist eventuell stärker, zieht mehr Strom aus den Batterien und macht mehr Lichtstärke draus.
Eine Vermutung, weiß ich nicht. Will ich mal messen.

Gerald


freakwave
06.07.2011, 09:39

Re: Erklärungsversuch

» Ich versuche mich mal an einer Erklärung aus meiner Sicht, warum evtl.
» keine Antworten kamen:
» Ich finde diese Bastelarbeit faszienierend! Es ist wirklich schön zu
» sehen, was man alles so aus den Legosteinchen fabrizieren kann.
» Was mich allerdings total abschreckt ist die Menge an Wissen, die man
» anscheinend dafür mitbringen muss. Ich habe in Toms ursprünglichem Post
» nur die Hälfte verstanden. Und wenn ich mit Klebeband, speziellen Kabeln
» und noch spezielleren Sensoren arbeiten muss, dann ist für mich spätestens
» hier Ende.

Ja, einen gewissen Forscherdrang muss man schon haben, da geb ich Dir recht
Die Geschichte eskaliert eigentlich weil PF bei seiner Verkabelung 4 Adern verwendet und das gute alte 9V System entweder ein/aus war/ist.
Und Lego versorgt uns hin und wieder mit etwas neuem, läßt aber dann noch Türchen in die alte Welt offen, siehe Adapterkabel 9V zu PF... da fordert heraus!

» Was jetzt aber bitte, bitte nicht heißen soll, daß ich das Posting von Tom
» überflüssig finde - ganz im Gegenteil!
» Ich bin vor lauter Ehrfurcht vor diesen Kreationen, weiß allerdings nicht,
» wie ich mir hier noch einbringen könnte. Vielleicht geht es vielen anderen
» ja ebenso.

Mein Antrieb kommt von daher dass die Geschichte (Monorail) eventuell unbeaufsichtigt auf Ausstellugen läut und da etwas "hermachen" sollte, d.h. nicht einfach hin und her den ganzen Tag, sonder dass die Züge in Stationen halten und wieder abfahren und die Bahn auch mal eine Pause einlegt, Gesteuert von was auch immer, NXT bietet sich halt an, es ist halt LEGO

Gerald


freakwave
06.07.2011, 13:52

Letzte Frage...

Ist dieser Sensor im Lego Shop, der richtige?

Von der Beschreibung her nicht.

Einen anderen gibt es nicht, also auf zu HiTechnic...


voyagetom
06.07.2011, 14:39

Re: Letzte Frage...

Hallo Gerald


» Ist
» dieser
» Sensor
im Lego Shop, der richtige?

Nein, der empfängt von der Eisenbahnsteuerung und leitet es an den NXT weiter.


»
» Von der Beschreibung her nicht.

Gut erkannt


»
» Einen anderen gibt es nicht, also auf zu HiTechnic...

Ganz genau ! Manchmal bot Lego den auch schon an, aber nicht immer... --> auf zu Hitechnic.

Wenn der NXT ohne weiteres Zutun Deine Züge steuern soll, brauchst Du den IR-Link Sensor. Komischerweise heisst das Ding "Sensor", obwohl es ja eigentlich ein Sender ist.



Grüsse

Tom


Gesamter Thread: