Nieuws: Regelmatig worden ook lokale Stamtafels georganiseerd! Kom gezellig eens kijken bij zo'n avond of middag!
+  3railforum
|-+  Modelbaanbesturing & Software
| |-+  Analoge Besturing
| | |-+  Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
0 leden en 1 gast bekijken dit topic. « vorige volgende »
Pagina's: [1]   Omlaag

Auteur Topic: Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels  (gelezen 125 keer)

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Gepost op: maandag 09 september 2019, 21:44:32 »

Even voor de volledigheid: de aanvang van het geheel.

Ik gooi graag wat knuppels in het hoenderhok. Ik noem het knuppels omdat het discussiepunten (afwegingen) zijn.
Het zijn afwegingen die analoogrijders niet allemaal het zelfde maken.
Omdat analoogrijders hun eigen besturingssysteem zelf maken, zoeken  ze naar manieren van besturen die ze zelf kunnen begrijpen, kopen en/of maken.
Voor digitaalrijders liggen afwegingen veel gevoeliger omdat zij afhankelijk zijn van randvoorwaarden van hun besturingssysteem.
Digitaalrijders maken geen eigen besturingssysteem: ze kopen modules en centrales in, combineren die en hopen dan dat het werkt.

De eerste knuppel: sensoren: aantal en rollen


Met de volgende aanvulling. Conventioneel analoog gaat men uit van een stop-sectie per blok (eventueel voorafgegaan door  remsecties en eventueel gevolgd door optreksecties). Old School analoog gebeurt dat door elke sectie van middenrail isolatie te voorzien. De stopplaats (vaak sein) bepaalt (het resultaat van) blokbewaking; daarom bevindt de 2e sensor zich na de stopplaats in plaats van ervoor. Vaak is die 2e sensor de enig gebruikte sensor. Als er teveel geschakeld moet worden met die ene sensor, worden er 2 direct na elkaar geplaatst. Een duidelijk voorbeeld daarvan staat in de 3railwiki, en is van M75 (Rob), onafhankelijke treinbesturing.

Liberaal analoog is het hele blok de stopsectie, en vindt het eventueel remmen voor de eventuele stop (en het eventueel optrekken na een eventuele stop)  plaats vanuit de besturingsunit, ongeacht de rijrichting, en volledig afhankelijk van het recht om het volgende blok te mogen inrijden. Alleen het blok heeft aan begin en eind middenrail isolatie, maar er zijn daarbinnen geen fysieke secties geďsoleerd.

Het verschil uit zich in de rol van de sensoren, en in welke sensoren je kunt negeren zodra de rijrichting bekend is.

Die sensoren heb ik B en E genoemd, per blok. Ik heb de blokken genummerd: 1, 2, 3, alsof de trein van links naar rechts rijdt.
Als een trein 1 magneet (of sleper) heeft, werkt het anders dan wanneer een trein voorin en achterin een magneet heeft.
Maar zodra 1B of 3E als eerste geactiveerd wordt, is de rijrichting bekend (1B naar rechts, 3E naar links).

Als een trein voor en achterin een magneet voert, dan gaat 1B of 3E 2x af.
De eerste keer afgaan betekent dat het blok nu bezet is, en dat de rijrichting bekend is.
De tweede keer afgaan betekent dat het vorige blok (en eventuele voorgaande wissel) vrij wordt gegeven.
Daardoor is 1E of 3B overtollig in een liberaal analoog systeem met twee magneten(ze zijn alleen nodig als de rijrichting is omgedraaid),
maar niet in een klassiek analoog systeem dat standaard met maar 1 magneet (of sleper) werkt,
en extra problemen ondervindt zodra er 2 of meer slepers (of magneten) in een trein gevoerd worden.

Als de rijrichting  mag omdraaien, dan heeft het conventioneel analoog systeem een extra probleem:
er moeten 2 stopsecties (en eventueel 2 remsecties) zijn, en dus zijn er extra sensors nodig.
Liberaal analoog zijn die totaal onnut.

De tekening geeft 3 blokken weer, omdat een rijdende trein zich vaak in 2 blokken tegelijk bevindt, en er dus 2 tegelijk bezet houdt.
Pas bij 3 of meer blokken zie je wat er gebeurt en wanneer een blok vrijgegeven mag worden voor inrijden.
Bij twee blokken ontgaat je iets essentieels voor een goede analyse.
Een trein mag een blok pas inrijden als dat blok vrij is. Een trein mag een blok pas uitrijden als het volgende blok vrij is.
Bij conventioneel analoog ontgaat je dit totaal, maar de logica geldt wel als je geen staart-kop botsingen wilt.
 
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 14:58:38 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #1 Gepost op: maandag 09 september 2019, 23:24:22 »

En dan het tweede knuppeltje in het hoenderhok: magnetisme bij M-rails.

Je gaat met M-rails aan de slag. De wisseltongen zijn van blik, en dus magnetiseerbaar,
en je opdracht is om met hall-sensoren te werken:
een hall-sensor werkt op basis van een magneet (of meer magneten) onder de trein.
Er zitten wissels in de baan, dus je zult er rekening mee moeten houden.

Hoe? Volgens de vele draadjes op dit forum is de kern van het niet-gemagnetiseerd raken van metalen wissels:
ervoor zorg dragen dat de magneten niet in het midden onder de trein zitten (dus niet in het verlengde van de sleper).
Magneten (en dus ook de sensors) zitten links en rechts van het midden.
Dus heb je 2x zoveel hall-sensors nodig als in theorie (bij K-rails), en dus heb je ook extra sensors om de rijrichting te bepalen.
Als sensors tegen de klok in links zitten, en met de klok mee ook links,
dan gaan alleen die sensors af die corresponderen met de rijrichting.
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 13:34:10 door Marklindak »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #2 Gepost op: maandag 09 september 2019, 23:42:45 »

De derde knuppel: eindafschakeling
Metalen elektrische wissels schakelen om met een relais (spoel). Op het moment dat je ze omzet vanuit je besturingssysteem kun je bij houden hoe ze (zouden moeten) staan. Maar ze hebben geen eindafschakeling, d.w.z. ze houden zelf niet bij hoe ze staan, en doen daar geen enkele terugmelding over naar het systeem.

Als je dat wel wilt, komt de hall-sensor ook weer van pas. Plaats aan de zijkant van de wissellantaarn of op het schuifje van de engelsman (kruiswissel) een neodym magneet. Plaats er een hall-sensor bij. Nu krijg je een permanente situatie van 0 of 1, en die kun je benoemen in het programma als recht of afbuigend, en klaar is kees (permanente eindafschakeling geregeld).
De wissellantaarn (respectievelijk het schuifje) wordt alleen omgezet als ook de wisseltongen worden omgezet. De tongen kunnen weigeren (o.a. door magnetisme) als de lantaarn (het schuifje) fysiek verplaatst wordt; en dat kun je niet voorkomen, anders dan door de oorzaak ervan te voorkomen (zie vorige punt).
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 14:53:58 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Re: Re: Stroomdetectie of Hall-sensoren
« Reactie #3 Gepost op: dinsdag 10 september 2019, 01:27:04 »

De vierde knuppel: rijrichtingomschakeling

Conventioneel analoog schakel je de rijrichting om  met behulp van de trafo. Afhankelijk van het type trafo doe je dat door de knop door het nulpunt te draaien of door de knop in te drukken. dat geeft een puls van circa 24 volt bij circa 1 ampere.
Probleem daarbij is dat alleen loks die rijspanning krijgen, zullen omschakelen. En welke zijn dat dan? Dat is, ook in een bloksysteem, totaal onvoorspelbaar.

In een bestuurd systeem moet je dat niet willen. Niet in ieder bloktype, niet op de hele baan. Je moet op dat omschakelen controle kunnen houden. De simpelste manier is een stekkertrafo nemen van 24 vAC, 1 Amp., en een monostabiel relais om de puls te genereren. Als je zo'n stekkertrafo niet kunt vinden, kan DC ook, en de spanning moet liggen tussen 18 en 28 volt. Het veertje in de lok moet zo afgesteld worden dat die spanning leidt tot het gewenste resultaat. Zo doe ik het zelf, in ieder geval.

Dat relais moet aanstuurbaar zijn vanuit je computersysteem, en het mag alleen werken op die bloktypes waar het ook mag.
Als dat er meerdere zijn, is het verstandig bij veeltreinen bedrijf om een omschakelrelais per blok te hanteren. Elk omschakelbaar blok apart is dan aanstuurbaar om de rijrichting om te schakelen in alleen dat ene blok, en nergens anders. Mits er een lok staat, natuurlijk.
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 10:48:12 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #4 Gepost op: dinsdag 10 september 2019, 10:23:49 »

De vijfde knuppel is bloktype:
Hoe meer je modulair denkt, hoe verder je gaat met het gebruik van het begrip blok, en bloktype. Ultimo: elke spoorsectie is een blok. En er zijn bloktypes voor doorgaand spoor, opstelspoor, kopspoor, overweg (!), wissel (!), engelsman (!), wisselstraat (!), deels met gemeenschappelijke blok-eigenschappen, deels  met hun eigen type-eigenschappen.

De types met een uitroepteken zijn niet als blok gedefinieerd in Koploper: er past geen trein in, je mag er niet stoppen. Die types  kunnen wel bezet zijn of vrij, maar of dat zo is,  wordt afgeleid uit treinlengte en rijsnelheid. De class Blok in Koploper heeft andere eigenschappen, de uitroepteken types zijn daar secties, nooit blok. En daarom hebben veel Koploper-gebruikers geen detectiemelding op wissels geplaatst. Enkelen wel, en die zijn daar, ook achteraf, blij mee, want je kunt met treinen dichter op elkaar rijden als het besturingsssysteem weet dat een wisselstraat vrij is.

In C++ kun je  een abstracte class blok hebben, afgeleide classes voor de bloktypes, en een aantal methoden (die al dan niet zijn overerfd). In labView werkt dat niet zo, maar je kunt C++ classes benutten om meer functionaliteit toe te voegen.

Als je er over door denkt: er zit 1 doodlopend spoor in de baan, maar om daarmee te kunnen rangeren zijn er minimaal 2 aansluitende, doorgaande blokken waarin de rijrichting mag veranderen. Wil je meer kunnen, qua rangeren, dan zijn er meer blokken nodig waarin je rijrichting kunt wisselen.
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 13:34:35 door Marklindak »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #5 Gepost op: dinsdag 10 september 2019, 11:02:15 »

De zesde knuppel: wisselstraat
Een wisselstraat is niet een verzameling van 2 of meer wissels. Wel een verzameling van 1 of meer wissels met hun tegenbogen en de daarnaast liggende rechte.

Dat heeft te maken met het Profiel Vrije Ruimte. Een wissel is ook bezet als een trein op de tegenboog van een wissel tot stilstand komt, of als er een trein(gedeelte) staat op de rechte rails naast de tegenboog.
Het Profiel Vrije Ruimte bij M-wissels uit de 52xx-serie blijft beperkt tot een halve raillengte (door de vrij stompe wisselhoek) pal aansluitend aan het wissel. Zolang een trein zich bevindt binnen dat profiel, is het wissel (de wisselstraat) nog bezet.

Dit verschijnsel wordt door sommigen "flankbewaking" genoemd (het voorkomen dat treinen elkaar kunnen schampen, in de flank kunnen rijden). Analoog kun je dat o.a regelen door de blokgrenzen (middenrail isolaties) veilig te stellen.
Zie ook: de knuppel rijsnelheden (later in dit draadje).
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 13:34:46 door Marklindak »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #6 Gepost op: dinsdag 10 september 2019, 11:30:16 »

De zevende knuppel: de rol van seinen
In een conventioneel analoog (Old School) systeem is het sein de ultieme manier om een trein gecontroleerd tot stilstand te laten komen. Een Märklin sein uit de oude doos schakelt tussen groen (rijspanning) en rood (geen rijspanning) op de stopsectie.
Als het sein groen is, mag de trein doorrijden, want is het volgende blok kennelijk vrij.

De rol van de trafo is duidelijk: die staat altijd voldoende ver open dat alle treinen kunnen blijven rijden. Er zijn secties in een blok die rechtstreeks vanuit de trafo (ringleiding) worden gevoed, en er zijn rijspanningdraden die via het sein lopen.

Zodra een spoor naar twee kanten bereden kan worden, heb je een probleem: je hebt 2 seinen en 2 stopplaatsen nodig.
Afhankelijk van de rijrichting brandt een sein (rood of groen) of is uit (en in dat geval heeft de stopsectie altijd rijspanning).
Daarvoor is een aparte schakeling nodig die kan bepalen welk sein aan is en welke uit.

In een liberaal analoog systeem beďnvloedt een sein de rijspanning niet. het is dus uitsluitend een (sein-)beeld. Zodra een spoor naar twee kanten bereden kan worden, heb je 2 seinbeelden nodig, waarvan de ene brandt en de andere niet. De besturingsunit bepaalt welke brandt. Een sein kan op rood staan, of op groen, maar de trein rijdt door tenzij de besturingsunit dat niet tolereert. Na het signaal dat ook de laatste wagon binnen het blok is, wordt bepaald of de trein door mag of moet stoppen (oftewel wordt gecheckt of het volgende blok vrij is of niet).

De rol van de trafo is duidelijk: die staat altijd voldoende ver open, opdat alle treinen kunnen blijven rijden.
Echter, bij een besturing vanuit een systeem lopen de rijspanningdraden vanuit de besturingsunit naar elk blok (en dus niet vanuit een ringleiding). De unit bepaalt de snelheid, het afremmen, optrekken en stoppen (en de rijrichting) per blok.
 
De liberaal analoge aanpak lijkt meer op digitaal rijden, omdat digitaal seinen in principe alleen seinbeelden zijn, en niet de rijspanning van de rails afhalen (maar de lok via de decoder dwingt tot stoppen als dit moet). Een sein(beeld) is dan een afgeleide grootheid, net als in Koploper.


« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 13:35:02 door Marklindak »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #7 Gepost op: dinsdag 10 september 2019, 12:03:35 »

De achtste knuppel: rijsnelheden
Analoge loks hebben allemaal eigen karakteristieke snelheden. Het is bijna onmogelijk om ze even snel te laten rijden.

Vandaar ook dat de digitalisten onder ons voortdurend hameren op het ijken van de loksnelheden. Dankzij de decoder kunnen loks zo geijkt worden dat ze allemaal ongeveer even snel kunnen rijden, of dat schaalgetrouwe snelheden voor bepaalde loktypes bereikt kunnen worden. Programma's zoals Koploper maken dat mogelijk voor digitale, dus identificeerbare loks, dus niet voor analoge loks.

Ik heb zelf een NS 1100 uit 1967; die rijdt zo verschrikkelijk hard dat hij de bocht uitvliegt als de trafo zo ver open staat dat een simpel stoomlokje nog maar net een helling op kan klimmen.
Dat heeft bij mij indertijd geleid tot twee analoge schakelingen: een voor in bogen (lagere snelheid dan op rechte stukken), en een voor op hellingen (bergop sneller / bergaf trager). Sindsdien staat de NS1100 in de vitrine, zogezegd.

Zou ik dat vertalen naar een class "Blok", dan bestaat er een apart "bloktype" voor bogen en een apart "bloktype" voor hellingen.
In bogen geldt een snelheidsbeperking ongeacht de rijrichting, op hellingen geldt een snelheidsbeperking afhankelijk van de rijrichting.
Zo gek is dat niet: in wisselstraten geldt een snelheidsbeperking op afbuigend spoor (afhankelijk van wisselstanden).
In blokken langs een perron geldt een snelheidsbeperking voor treinen die niet hoeven te stoppen.
(Je hebt geen perron op je baantje dus een perron-bloktype is wellicht overbodig).
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 13:35:14 door Marklindak »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Stamgast
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Zonder dwarsliggers spoort het niet
Jan22 en Stroomdetectie of Hall-sensoren knuppels
« Reactie #8 Gepost op: dinsdag 10 september 2019, 13:13:55 »

Na deze overwegingen van mijn kant, hoop ik op reacties en aanvullingen van anderen.

Ongeacht of je gaat voor stroomdetectie of voor 2 magneten en 1 sensor (per rijrichting, asymmetrisch geplaatst t.o.v. het midden,  aan het blokbegin), in beide gevallen weet je of een trein zich volledig binnen een blok bevindt, of een trein wel al in een blok zit, maar nog uitsteekt over de blokgrens (en dus 2 blokken bezet houdt), en of een blok volledig vrij is.

Bij stroomdetectie is rijrichting een besturingsunit aspect; besturing moet bij houden in welke richting gereden wordt (of stil gestaan), want anders moet je aanvullende metingen per blok doen. Als er geen rijspanning is, is er ook geen detectie.
 
De hele rest moet vanuit de besturingsunit geregeld worden, en vergt programmeerwerk.

Maar niet alles hoef je zelf te verzinnen. Je zou eens moeten kijken naar wat arduino-libraries. Want daarin vind je (vaak) C++-achtige handreikingen voor wat je nodig hebt. Inclusief de rijspanning voorzieningen (motor-unit, nodig voor rijden, afremmen, optrekken en rijrichtingomschakeling), wissel(straat)besturing, ontkoppelrailbesturing, sein(beeld)besturing.

En tenslotte: 3-rail analoge loks rijden ook op DC, in plaats van op AC. Alleen de rijrichting schakelt om met een krachtige puls in plaats van door ompoling, tenzij je 2 diodes plaatst in de loks - wat het leven van een programmeur een stuk simpeler zou maken.
« Laatst bewerkt op: dinsdag 10 september 2019, 16:15:39 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.
 

Powered by MySQL Powered by PHP SMF 2.0.15 | SMF © 2014, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
Pagina opgebouwd in 0.322 seconden met 22 queries.