Nieuws: Steun de Stichting 3rail met uw donatie. Kijk in onze webshop voor de mogelijkheden.
+  3railforum
|-+  Modelbaanbesturing & Software
| |-+  Analoge Besturing
| | |-+  Overweg, AHOB en AKI
0 leden en 1 gast bekijken dit topic. « vorige volgende »
Pagina's: [1]   Omlaag

Auteur Topic: Overweg, AHOB en AKI  (gelezen 906 keer)

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Overweg, AHOB en AKI
« Gepost op: woensdag 20 februari 2019, 17:09:05 »

Inhoudsopgave:
Dit bericht:
1. Geschiedenis  Märklin aanbod (overweg, ahob)
2. Kritiek op het Märklin aanbod

2e bericht:
3. Aanbod van andere firma's(overweg, ahob en AKI met andreaskruis, en Faller Car System overgang)
4. Analoog logische aanpak
    a. niet-blok georiënteerd
    b. blok georiënteerd

3e bericht:
5. De bistabiel bewaakte overweg, ahob en aki

4e bericht:
6. De monostabiele aanpak van overweg, ahob en aki


5e bericht:
7a. Analoog 3-rail monostabiel (niet-blok georiënteerd): massa detectie
7b. Analoog 2-rail monostabiel (niet-blok georiënteerd): infrarood of stroomdetectie

1. Geschiedenis Märklin jaren '70 tot '80
Märklin heeft al jaren overwegen in het assortiment. De eerste die ik tegenkwam was een voorloper van de 7390 M,  een mechanische overweg voor enkelspoor werkend op basis van een drukraam.
De eerste die ik zelf kocht was de 7192 M, een volautomatische overweg met hele spoorbomen, op basis van massadetectie. Met een uitbreidingsset voor een extra spoor (7193 M), en met extra rechte en gebogen rails.

Daarna bracht Märklin in de jaren '70 en '80 nog twee varianten hiervan uit:
M-rails (7292 M, met uitbreidingsset 7293 M)
K-rails (7592 K, met uitbreidingsset 7593 K):
volautomatische overweg met halve slagbomen en een waarschuwingslicht (AHOB).

Twee Märklin overwegen staan in de wiki:
7192 M overweg
en 74920 C-rails overweg met uitbreidingsset voor 1 spoor (74930). In 2018 kwam de 74924 op de markt, ook voor C-rails.

2. Waardering voor Märklin overweg en AHOB
Bij de overweg voor C-rails is de wiki-conclusie hard.
(En die conclusie geldt even hard voor de M-rails en K-rails varianten).
  • het lijkt op speelgoed,
  • de bomen gaan snoeihard dicht (en open),
  • elke storing (slecht railcontact) is te zien en te horen
  • het relais maakt herrie,
  • als er een licht bij de overweg is, dan brandt dat permanent als de rijweg is geblokkeerd.
Kortom: op een condensator, op knipperlichten, en op een beter motortje (dan een "monostabiele" spoel) is beknibbeld. 

Natuurlijk valt er wat te doen aan de overweg (je kunt analoog andere detectie toepassen, je kunt servo's of MTB MPx's nemen (om bomen te bedienen), en je kunt een knipperlichtmodule bij plaatsen. Maar bij de prijs verwacht(te) je dat inclusief.
 
Het grote voordeel van Märklin's overwegen is de besturing op basis van massadetectie
en een monostabiel relais. Dat was revolutionair in de jaren '60.

Er is sindsdien weinig aan de techniek veranderd; digitaal werkt massadetectie prima omdat er constante rijspanning op de baan staat, en omdat meldspanning geen schakelspanning is (de centrale stuurt schakelingen aan, niet de trein zelf).

Analoog is massadetectie voor overwegen niet meer vanzelfsprekend; 50 jaar geleden was het analoog normaal dat een trein reed, tenzij er een sein op rood stond, en op een overweg zet je geen sein.

Analoog moet je altijd direct iets kunnen schakelen. Analoog heeft voor detectie een extra trafo nodig, omdat je met een 2e stroomkring op dezelfde rails altijd schakelspanning hebt, ook als de rijspanning te laag is om iets mee te schakelen.
« Laatst bewerkt op: zaterdag 02 maart 2019, 12:36:37 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


64+, en nog steeds dwarsliggend
(maar of het ook nog steeds spoort?)

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Re: Overweg, AHOB en AKI
« Reactie #1 Gepost op: woensdag 20 februari 2019, 17:11:15 »

3. Overweg, AHOB en AKI - het overige marktaanbod
Fleischmann, Trix en Lima/Hema (6850, 600025) hadden overwegen. Auhagen (11345, 41582, 41604,41625), Busch (3209, 3210,  5300, 5903, 5909, 5911, 5966, 5967, 6020, 6021, 6040 ), Faller (B172, B174), Kibri (B2220, B2230, 2750), Noch (14307), Tams en Viessmann (5100, 5104, 5107, 5900)  hebben overweg, AHOB, AKI en Andreaskruis in het assortiment gehad. Bij alle leveranciers werden schakelingen bistabiel aangestuurd, gebaseerd op een begin en een eind sensor, en op basis van eenrichtingverkeer per spoor. 
In de vorige eeuw was het monostabiele relais met zelfhoud-schakeling een goede manier voor overweg aansturing. Die schakeling werkte met 2 sensors: de eerste zette het relais aan, de tweede uit.
Tegenwoordig is de zelfhoudschakeling ouderwets analoog, not done bij elektronici.
De beperkingen voor 2-rail voor simpele oplossingen golden tot ongeveer 20 jaar geleden.
De opkomst van digitaal rijden verliep parallel aan nieuwe elektronische ontwikkelingen
die een slimmere aanpak mogelijk maakten.

Alles buiten de Märklin-range is rond de eeuwwisseling ontwikkeld voor 2-rail,
maar ook voor 3-rail bruikbaar (volgens de handleidingen).
Alle elektronica producenten beroepen zich op de slim toegepaste elektronica die je er apart bij kon kopen.
En dan krijg je hoge verwachtingen als koper. Wat zou er dan in die kastjes allemaal zitten?
Slim? Dat roept bij mij vragen op: hoe, hoe zo dan, en onder welke omstandigheden is dat slim?

De slimste die ik tot zover tegen kwam is de Faller Car Systems overweg van EmTec Embedded Technologies GmbH, ontwikkeld voor DCC, met een decoder, en analoog misschien bruikbaar omdat je hem ook met knopjes kunt bedienen. Treinbewegingen worden herkend met 2 pulssensoren (zoals reedcontact, lichtsluis of railcontact) of met 2 langere-duur-sensoren (zoals stroomdetectie of massadetectie). De nadruk ligt op "2" sensoren: er zijn twee posities links en rechts van de overgang getekend. Via de decoder kan de overweg ook met software geopend en gesloten worden.

4. Analoog logische aanpak

a. Niet-blok georiënteerd:
Zo'n 30 jaar geleden kwam men erachter dat je 2 trafo's moet nemen in plaats van 1,
bij het vervolmaken van de overweg-aanpak in 3-rail.
Want als je een trein detecteert met behulp van een lichttrafo,
dan werkt dat ook als de trein stilstaat (als de rijspanning ontbreekt).

Je ziet dat idee ook terug in een paar pagina's van de 3rail wiki: Bezetmelding met LED en
Bezetmelding met monostabiel relais.

Een van de eerste plaatjes die ik tegen kwam, was deze, van M-Track:


Zo'n 20 jaar geleden ontstond er met de AC bi-directional optocoupler een nieuwe detectiemogelijkheid
(Optocoupler scheidt stroomkringen galvanisch, net als een relais. In de tekening is die scheiding opgeheven.
Je kunt een aparte trafo in het schema opnemen voor de 12 vDC-voeding van het relais):

 
In 2-rail (b.v. schaal n en z) kan dat principe ook toegepast. Neem een 2e (wisselstroom)voeding t.b.v. de detectie.  De lok wordt gedetecteerd, alle wagons met verlichting (mits zonder stroomvoerende koppeling) en de sluitwagon (als die sluitlichten heeft). De wielen van alle andere wagonnetjes moet je dan van een weerstand of van weerstand-lak voorzien, om ze te kunnen detecteren. Die weerstand (meestal 10K) vervangt een stroomverbruiker (zoals licht of motor), en voorkomt daardoor kortsluiting.
Sommige 2-railers doen dat bij elke as, sommige verbinden een weerstand tussen de assen van een 2-assig draaistel (ruime halvering van het aantal weerstanden), sommige 2-railers heffen de isolatie van hun assen niet op. Redenen pro en contra zijn er te over.

Het alternatief voor een analoge monostabiele aanpak is infrarood (straalonderbreking); maar dan moet die straal wel gericht zijn op o.a de overweg zelf (want een eenzame lok in opzending zou zo maar de bomen kunnen laten open gaan).

Meestal wordt infrarood in analoog 2-rail "bistabiel" (2 stabiele toestanden) toegepast, en zijn er dus twee detectiezones nodig, op geruime afstand van de overweg. Dat is een aanpak die in de encyclopedie bij de buren wordt voorgesteld als beter dan dichterbij de overweg.

Vijftig jaar geleden stelde men: "de voorkant van de trein geeft het signaal bomen-sluiten, de achterkant van de trein geeft het signaal bomen-openen", en de achterkant van de trein betekent "op afstand van de maximale treinlengte" (en die uitdrukking lijkt sprekend op de vroegere analoge blok-logica: "een blok is minimaal zo lang als de langste trein"). Een overweg is dan geen blok, maar een grens (een stukje niemandsland) tussen 2 blokken in.

Als je op een 3-rail spoorrails 2-rail en 3-rail analoog ombeurten laat rijden, dan schakel je gelijkspanning (rijspanning) tussen de middenrail en 1 spoorstaaf; de andere spoorstaaf wordt gedeeld (en is altijd min of massa). Op die manier kun je met een en dezelfde stroomdetectie methode zowel 2- als 3-rail treinen detecteren. Ook hier is het alternatief infrarood-detectie (treintype onafhankelijk). Je moet alleen wat meer spoorstaven isoleren dan wanneer je uitsluitend 2-rail of 3-rail rijdt.

b. Blok-georiënteerd
Blok-georiënteerde 2&3-railers beschouwen een overweg als een blok (sectie) met een speciale functie.
Door dat blok kort te houden, kun je op basis van bezetmelding de overweg (of AKI) aan- en uitzetten.
Als je dat zo doet, bepaalt dat systeem of je spoorbomen (knipperlicht) bistabiel of monostabiel aanstuurt.
In beide gevallen zit er een logica stap tussen bezetmelding en relais aansturing; het signaal naar het relais is dus los gekoppeld van het directe rails-signaal.

In mijn geval heeft een baanvak relais voor rijrichting, bezet en rijden. Rijrichting is dus helemaal geen punt.  Die is al eerder bepaald. Een trein mag pas vertrekken naar een baanvak met een overweg als het spoor veilig is, en de "bomen dus al dicht" zijn. Neemt niet weg dat andere ideeën altijd leuk zijn.

Voor veel hobbyisten is mijn aanpak de omgekeerde wereld: zij zien een "overweg" als een los inschuifbare module (met een lokale oplossing): "de bomen gaan dicht omdat er een trein aan komt", niet "de bomen zijn dicht gegaan dus er komt een trein".

De eerste stappen die Busch en Kibri zetten met het gebruik van infrarood wezen erop dat ze het bistabiele denken nog niet los konden laten: 2 sensoren, recht tegenover elkaar, en dan met een instelbare timer het "gat" opvullen .....
« Laatst bewerkt op: zaterdag 02 maart 2019, 13:00:15 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


64+, en nog steeds dwarsliggend
(maar of het ook nog steeds spoort?)

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Re: Overweg, AHOB en AKI
« Reactie #2 Gepost op: woensdag 20 februari 2019, 17:11:48 »

5. de bistabiele niet-blok-georiënteerde aanpak

De bewaakte overweg bij Viessmann:


Overweg (bewaakt of onbewaakt) met een bistabiel (universeel) relais (Viessmann 5552) schakelen, betekent dat er een beginpunt en een eindpunt moet zijn, overeenkomstig stand A en B van het relais.
Dat betekent dat die 2 punten zich op de maximale treinlengte afstand van de overweg moeten bevinden, want anders wordt de weg te vroeg vrijgegeven.

Ik kom daarop vanwege een ander draadje, over de Busch Overweg AKI.
Over die AKI zijn tal van draadjes op het forum te vinden. De meest recente is niet de helderste.


Iedereen die de Busch AKI op zijn baan aan de praat heeft gekregen heeft het Busch 5740 relais terzijde gelegd, en is over gestapt op een monostabiel relais met behulp van contactrails. Dat ligt analoog voor de hand.

Alle voorbeelden die Busch in de handleiding van relais 5740 tekent, zijn logisch bistabiel.
Ze hebben een beginpunt en een eindpunt nodig,
De punten moeten liggen op maximale treinlengte afstand van de overweg.
(Zodra je dat zinnetje ziet in een handleiding, moet er een lampje gaan branden.)

Er is maar 1 twijfelgeval in die Busch handleiding en dat is het gebruik van de lichtsluis.
Daarvoor heeft dit relais aparte aansluitbussen.
Echter: er zijn 2 lichtsluizen nodig, of 1 lichtsluis+1 railcontact.
Typerend bistabiel denken: punten A en B zijn altijd noodzakelijk.
Ook bij Busch zijn de illustraties getekend voor 2-rail. Niet voor 3-rail.

De Viessmann AKI (ook bistabiel):
« Laatst bewerkt op: zaterdag 02 maart 2019, 12:27:11 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


64+, en nog steeds dwarsliggend
(maar of het ook nog steeds spoort?)

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Re: Overweg, AHOB en AKI
« Reactie #3 Gepost op: woensdag 20 februari 2019, 22:15:19 »

6. de monostabiele niet-blok-georiënteerde aanpak (deel I)
In Viessmann 5226,5227: monostabiele relais staat uitgelegd wat monostabiele relais met wisselcontacten zijn, hoe ze werken, en welke er op dit moment te koop zijn.

Als monostabiele relais wisselcontacten hebben,  dan kun je in de logica gebruik maken
van de voorkeurskant en van de instabiele kant:
 
De overweg als voorbeeld:
de bomen zijn ALTIJD omlaag  TENZIJ er geen trein rijdt (geen bezetmelding), of:
de bomen staan ALTIJD omhoog, TENZIJ er een trein rijdt
ALTIJD=stabiel. TENZIJ = instabiel. Dat lijkt een woordspelletje (lijkt gelijk), maar het gevolg is anders.

Analoog rijden betekent dat de rijspanning voortdurend kan veranderen.
Er is analoog niet altijd (genoeg) rijspanning om iets mee te schakelen.
Ofwel je verandert de logica regels, ofwel je verandert de detectiewijze (met een aparte trafo).

De Märklin-oplossing: de bomen staan omhoog ALTIJD als er geen trein rijdt EN als er geen rijspanning is
(b.v. een op de overweg stilstaande trein). De bomen zijn omlaag als er wel een trein rijdt.
Oftewel: de bomen staan ALTIJD omhoog, TENZIJ er een trein rijdt.
De Märklin-logica schiet tekort. Zoveel is duidelijk.

Als je de logicaregels verandert, wordt de schakeling complexer.
Als je de detectiewijze verandert, wordt de schakeling simpeler.

Sluikreklame:  B)
« Laatst bewerkt op: zaterdag 02 maart 2019, 12:27:32 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


64+, en nog steeds dwarsliggend
(maar of het ook nog steeds spoort?)

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Re: Overweg, AHOB en AKI
« Reactie #4 Gepost op: vrijdag 22 februari 2019, 16:13:28 »

7. de monostabiele niet-blok-geörienteerde aanpak (deel II)

7a. Analoog 3-rail monostabiel
Dat betekent voor M-rails, K-rails en C-rails massadetectie:
dus 1 geïsoleerde spoorstaaf. Zolang daarop een trein rijdt (met metalen wielen), is er contact en dat contact stuurt een monostabiel relais aan, en dat relais trekt de boom omlaag of zet een knipperlicht aan (via een knippermodule), ongeacht de rijrichting, ongeacht het aantal sporen, ongeacht het aantal passerende treinen.

Er is een grote uitdaging bij analoog 3-rail:
Op overweg massadetectie-rails mag je analoog niet stoppen, want bij Märklin geldt:
de bomen staan ALTIJD omhoog, TENZIJ er een trein rijdt.
Als de trein op of pal bij de overweg stopt, gaan de bomen omhoog en/of de waarschuwingslichten uit.
De simpelste manier om dat op te lossen, is verplicht blijven rijden met een minimale snelheid vastgesteld voor de traagste loc. Iets minder simpel: andere wijze van detectie (met een aparte trafo).

7b. Analoog 2-rail monostabiel
Ik heb wel eens gedacht dat de overweg de hoofdreden is waarom 3-rail "makkelijker is" dan 2-rail. Het werkt zogezegd al uit de doos, maar het ziet er niet uit. De keerlus was nooit een punt, de overweg wel.

Analoog 2-rail een overweg monostabiel aanpakken, betekent infrarood detectie of stroomdetectie. Alle andere vormen (reedcontact, hallsensor, railcontact, IR) zijn mogelijk maar analoog rijrichting gevoelig, en dus complexer te schakelen.

Analoog 2-rail heeft wat extra uitdagingen die 3-railer en digitaal rijder niet kennen:
  • beide spoorstaven zijn onmisbaar om de locs van stroom te voorzien (wielen voorzien van weerstand of weerstandslak )
  • de analoge rijrichting bepaalt welke spoorstaaf plus is en welke min.
    En daarvoor is van alles verzonnen (NOT-gates (4049, LM324), comparators (b.v. LM139, LM393, LM397), of anti-parallelle diodes)
  • de analoge snelheid bepaalt de spanning. En daarvoor is van alles verzonnen  (condensator en optocouplers)
  • de analoge treinlengte is onbekend (een trein kan uit 1 lok bestaan, maar ook uit een lok met een lange sleep wagons)
  • analoge sensor(s) moeten een signaal kunnen geven waarmee je iets kunt schakelen

Als je 2 verschillende stroomkringen benut voor dezelfde rails (analoge stroomdetectie), dan ben je bijna al deze uitdagingen kwijt. Rijrichting maak niet uit, snelheid maakt niet uit, treinlengte maakt niet uit, rijspanning maakt niet uit. Het enige ding wat je dan nog op moet lossen, is het signaal om analoog mee te kunnen schakelen (het relais).

simpel betekent infrarood of stroomdetectie
Infrarood lijkt de makkelijkste manier om in een 2-rail systeem een overweg analoog monostabiel te bewaken.
Je hoeft niets te doen aan de trein (geen magneten in kop en staart, geen 10K SMD weerstanden of weerstand-lak op de assen), en niets doen aan spoorstaaf-isolatie.

Wel moet je de straal zigzag over de baan richten, en vooral geen Faller Cars over de overweg heen leiden.
Zolang een sensor beweging waarneemt, is de overweg bezet, en sluiten de bomen. Ongeacht het aantal sporen, ongeacht rijrichting, ongeacht rijspanning, ongeacht type trein, ongeacht type rails (2- of 3-rails), ongeacht besturing (analoog of digitaal), ongeacht schaalgrootte . Maar er moet niets anders bewegen op de overgang. Als je van tevoren weet dat er een Faller vrachtwagentje langs scheurt, rest alleen nog stroomdetectie. Als je een kat op je treinbaan hebt rondlopen, ook.
« Laatst bewerkt op: zaterdag 02 maart 2019, 12:29:14 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


64+, en nog steeds dwarsliggend
(maar of het ook nog steeds spoort?)
 

Powered by MySQL Powered by PHP SMF 2.0.15 | SMF © 2014, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
Pagina opgebouwd in 0.199 seconden met 22 queries.