Nieuws: Regelmatig worden ook lokale Stamtafels georganiseerd! Deze zijn binnen de geldende regels weer mogelijk!!.
+  3railforum
|-+  Modelbaanbesturing & Software
| |-+  Analoge Besturing
| | |-+  analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
0 leden en 1 gast bekijken dit topic. « vorige volgende »
Pagina's: [1]   Omlaag

Auteur Topic: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen  (gelezen 613 keer)

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Gepost op: zondag 19 juli 2020, 14:05:01 »

Hoe bouw je met een rijrichting ongevoelig signaal een rijrichting gevoelige schakeling?
Daarover gaat dit draadje. Dat is een puur analoge besturingsvraag.

Digitaal rijders bezitten locdecoders die de rijrichting afhandelen
en die al dan niet de stand aan hun centrale kunnen terugmelden.
Het hangt dus af van hun besturingssysteem of ze hiermee zitten
of het draadje als niet-relevant beschouwen.


In het draadje hall sensor in plaats van schakelrails 5146 geef ik een werkend voorbeeld
van een KISS-oplossing (Keep It Stupid Simple) met een hallsensor.
De hallsensor schakelt een simpel monostabiel relais,
en met dat relais schakel je dan seinen, wissels, blokken or whatever.

In reactie #9 stel ik dat er iets essentieels ontbreekt: rijrichting gevoeligheid.

Want alle sensors die we ons analoog kunnen verzinnen, zijn niet rijrichting gevoelig.
Ongeacht de rijrichting vuren ze hun signaal af: er gebeurt iets.

Of dat nou een reedcontact, hallsensor, lichtsluis of railscontact (contactrails) is, het maakt niet uit.
Zelfs een LDR of een optocoupler doet niet anders. Passage is melding. Melding zegt niets over rijrichting.

En dat doet een 5146 schakelrails (M-rails) dus wel.
Het plexiglas nippeltje wordt of naar links of naar rechts geduwd, in de rijrichting.
En dat bepaalt in welke richting je iets anders schakelt (door daar draden heen te trekken).

Ik herinner me nog de introductie door Märklin, apetrots, met hun nieuwe stukje rails, toen nog contactrails genoemd. Dat stukje rails veranderde de Märklin-wereld volledig, met de nodige gevolgen (want hoeveel mensen lazen de gebruiksaanwijzing nou echt, of de boeken die je er eigenlijk bij nodig had) .... Er werd wezenloos misbruik van gemaakt, oftewel er ging erg veel fout.
Er werden workaround verzonnen, maar hoeveel mensen namen daarvan kennis? Op een bepaald moment werd dat stukje rails te duur, zeker als je bedenkt dat je op een beetje baan er al gauw een honderdtal nodig had. Het reedcontact kwam op, en steeds meer gebruikers stapten daarop over. Daarmee werd de vraag acuut:


Hoe bouw je met een rijrichting ongevoelig signaal (al dan niet versterkt door een monostabiel relais)
een rijrichting gevoelige schakeling?
Daarover gaat dit draadje.

Over een van de 3 eerder genoemde workarounds bestond al wat discussie met een digitaal rijder.
Er botste iets, of ik legde het niet goed uit. Correcties zijn welkom. Roept u maar.
« Laatst bewerkt op: zondag 19 juli 2020, 15:52:37 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #1 Gepost op: zondag 19 juli 2020, 14:27:13 »

Een rijrichting gevoelige schakeling:

Valt in drie stukken uiteen:
-3 workarounds,
-Bardioc's schema,
-opmerking bij de sensor-schema's

De bekendste workarounds
  • De simpelste is de positie van de sensor (reedcontact of hallsensor):
    Leg sensor, evenwijdig, aan de buitenkant van de rails (of desnoods er net binnen,
    maar uit het midden), bijvoorbeeld in de rijrichting rechts.

    Nadelen:
    Bij een keerlus in de baan zit op enkelspoor de magneet aan de loc soms aan de verkeerde kant.
    Bij een trek-duw trein of pendeltrein zit de magneet soms aan de verkeerde kant
    (zowel in de rijrichting links/rechts als in de lengte kop/staart).
    Voordeel: je hebt geen extra elektronica nodig, alleen extra magneten
    (maar extra magneten leiden wel tot andere schakel-logica).

  • Met een (bistabiel) hulprelais en 2 sensors.
    Komend van rechts naar links gaat eerst sensor2 af en die schakelt het relais in stand B.
    Komend van links gaat eerst sensor1 af, en die schakelt het relais in stand A.
    De puls loopt via dit bistabiele relais naar de bedoelde sein- of wisselspoel.

    Nadelen:
    Bistabiele hulprelais nodig.
    Trek-duw treinen en pendeltreinen met meer dan 1 magneet, geven onbetrouwbaar resultaat.
    Tenzij je de sensors afvangt in een stroomkring van het hulprelais.
    Voordeel: een keerlus maakt niet uit.

  • Met flipflops, ic's en 2 sensors. 
    De treinelektronica boekjes van de Muiderkring stonden er vol mee, en de Duitstalige Miba vroeger ook.

    Nadelen:
    Meer soldeerwerk
    Gaatjesprintplaat absoluut nodig.
    Verstandig: IC-voetjes benutten
    Voordeel: een keerlus maakt niet uit, en relais zijn overbodig.


Ik sla de rest nog even over, van wat ik in reactie #9 van dat draadje opnoemde.
Want daar begonnen de problemen. En ik zit niet te wachten op herhaling.

Het schema van Bardioc
bron schets: http://bardioc.bplaced.net/Bardioc/Seite11/S11Reed1.jpg
bron pagina: http://bardioc.bplaced.net/Bardioc/Seite11/index-11b.html

Bardioc, alias Michael Prieskorn, leefde van 1963 tot 2001, en was een fanaat Märklinist. Hij begon, zoals iedereen toen, analoog op M-rails, schakelde over op K-rails en daarna op C-rails, ging digitaal rijden en uiteindelijk computer gestuurd.
Door zijn kritiek op M-rails ben ik destijds over gestapt op K-rails, en daarna op peco en piko.  :D
Vanaf circa 1996 was zijn website in de lucht, en wordt sinds z'n dood in de lucht gehouden.
Hij was een pionier, bekend met analoge oplossingen, die hij omzette in digitale oplossingen.

Het schema (3 reedcontacten, een relais, en doorschakeling naar S88) is van hem.
Het is zo'n aanpassing van een bestaand analoog schema naar een digitale toepassing.
Maar er zit een tekenfoutje in, volgens mij.
Een rechthoek zonder streep is een spoel of een universeel relais.
Een rechthoek met een diagonale streep is een monostabiel relais.

Zijn schema suggereert een monostabiel relais. De pagina geeft niet aan om welk relais het gaat.
Niet of het 1, 2 of 4 stroomkringen heeft. Niet of het een DPDT of een QPQT relais is. En dat is wel van belang.
Monostabiel kan, maar alleen in zelfhoud-schakeling, en dus moet er meer dan 1 stoomkring zijn.

In zijn tekening staat maar 1 stroomkring afgebeeld. En die stroomkring is niet in gebruik als zelfhoud-schakeling.
Ik ga er dus vanuit dat het toch een bistabiel relais betreft, dat foutief is getekend als monostabiel relais.

Het schema gebruikt 3 sensors in plaats van 2. Dat maakt enerzijds heel duidelijk hoe het zal werken, maar anderzijds bestond de vroegere truc uit 2 sensors in plaats van 3 (want sensors waren duur, maar die schakeling voldeed niet aan de professioneel elektronische eisen, en deze schakeling voldoet wel).

Kortom: de oorspronkelijke analoge schakeling miste het middelste reedcontact en gebruikte een bistabiel relais.
En de hamvraag is dus: waar kwam de puls vandaan die via dat bistabiele relais werd doorgeschakeld? 

Opmerking over de 4 schema's
(bijgevoegd in het vorige bericht, getekend met paint):

Ik wil de parallel laten zien. Daarom heb ik bij alle vier sensors gekozen voor een vdc-relais hangend aan een vdc-voeding. Het is dus de gelijktrekking van een manier van schakelen, en daarmee één en niet de oplossing.
1. Reedcontact gebruikers hoeven geen relais en geen gelijkstroomvoeding te gebruiken. Het reedcontact schakelt ook op wisselstroom, en als je een 1A reedcontact neemt, kun je daarmee een sein of wissel schakelen. Maar wil je meer schakelen dan 1 sein- of wissel- spoel, dan heb je wel een relais nodig, of een CDU. Je hebt altijd bij reedcontact-gebruik per spoel of relais een blusdiode nodig, en soms een transistor (of hulp-relais).

2. Massacontact gebruikers hebben geen gelijkstroomvoeding nodig, maar als ze iets willen schakelen tegen massa, hebben ze wel een relais nodig of een CDU, en een tweede trafo (waarop de trein niet rijdt).
Het relais scheidt de stroomsystemen; daardoor schakel je tegen schakelstroom in plaats van tegen rijstroom.
« Laatst bewerkt op: vrijdag 25 september 2020, 12:38:15 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #2 Gepost op: zondag 19 juli 2020, 18:17:25 »

Een van de oplossingen (althans een essentieel deel ervan) is gerealiseerd door Hanzi, in dit draadje.
Het gaat om een CDU die leeg is (nog aan het herladen) op het moment dat de tweede puls volgt.

In die oplossing schakelen beide sensoren (hier "toevallig allebei" reedcontacten) zowel het relais als de CDU
(een echte elektronicus zou hiervoor terugschrikken, een leek niet).
Er zijn 2 dioden bijgeplaatst voor de eenduidigheid. (maar ze staan verkeerd om getekend)

De eerste puls naar de CDU heeft effect, de tweede niet,
omdat de sensoren te dicht op elkaar liggen om de condensator te kunnen opladen in die korte tijd.

Als de sensor goedkoper is dan de CDU-module, zul je deze methode niet volgen.
Ik prefereer zelf ook een andere aanpak, maar het werkt zo wel.

Het zou er zo uit kunnen zien, zie bijlage.
Ik teken de CDU-module erin als een blackbox.
« Laatst bewerkt op: donderdag 23 juli 2020, 10:42:13 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Nieuwenhuis

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Old Skool Märklin & Scratch Built scenery
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #3 Gepost op: maandag 20 juli 2020, 09:41:25 »

Dag Jan Willem.

Ik heb mij eigenlijk nooit verder verdiept in het detecteren van de rijrichting.
Maar het lijkt mij, dat dit middels relaistechniek toch mogelijk moet zijn.
Gemakshalve ben ik er vanuit gegaan dat het traject waar de rijrichting
gedetecteerd moet worden een baanvak is.

Benodigdheden zijn hiervoor zijn contactrails (CR) en mono-stabiele relais (K).
Aan het begin en aan het eind van het baanvak wordt een contactrails
opgenomen om de schakeling te resetten (RST) bij het verlaten van het baanvak.
Plus twee contactrails die nodig zijn om de richting te detecteren.

Deze zouden in principe in het midden van het baanvak kunnen,
maar wellicht handiger om deze dubbel (parallel) uit te voeren en
nabij de reset-contactrail te plaatsen, opdat bij het betreden van
het baanvak gelijk de rijrichting bekend is.

Onderstaand het bijbehorend schema, of denk ik hierin nu te simpel? (KISS :roll:)

Groeten,

Erik.




« Laatst bewerkt op: maandag 20 juli 2020, 09:45:23 door Nieuwenhuis »
Gelogd

    Topic index  → met foto's       Märklin  -  M-rail  -  Modelbaan

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #4 Gepost op: maandag 20 juli 2020, 22:26:31 »

Het is altijd weer leuk om te zien hoe een ander het aanvliegt. Dat gaat ook werken, en inderdaad, je hebt 2 sensors (contactrails) voor de rijrichting.  Het dwingt om kritisch te blijven, want anders draai je al snel in een (het eigen) kringetje rond.

In mijn eigen kringetje is alles in blokken verdeeld. Baanvakken met tweerichtingverkeer hebben een bistabiel relais voor de rijrichting. Dat wordt gezet via een monostabiel relais (bij 3-rail locs) en via een bistabiel relais (bij 2-rail locs). Dat zit uiteraard iets complexer in elkaar dan ik zo beschrijf.
Als de rijrichting van een loc omdraait (met puls bij 3-rail) of door ompolen (bij 2-rail) schakelt dat rijrichting relais mee om. Schakelingen van rijrichting-ongevoelige sensors lopen via dat rijrichting relais, en zijn daardoor rijrichting gevoelig geschakeld.

Toen iemand vroeg om een hallsensor te gebruiker ter vervanging van een 5146 schakelrails, herinnerde ik me een aantal oude analoge schakelingen. Maar ook een aantal alternatieven, zoals deze:Schakelrail M-5146 - Op zoek naar waardig analoog alternatief (2011)

Daaruit stamt dit citaat:
Enig nadeel is dat dit systeem niet richtinggevoelig is. Maar afgezien hiervan vind ik dit wel een meer dan waardig alternatief voor de schakelrail M-5146.



Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Nieuwenhuis

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Old Skool Märklin & Scratch Built scenery
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #5 Gepost op: dinsdag 21 juli 2020, 08:33:44 »

Dag Jan Willem.

Als de rijrichting van een loc omdraait (met puls bij 3-rail) ... schakelt dat rijrichting relais mee om.

Ik beperk mij nu tot het 3rail gebeuren: je gaat er dan vanuit dat het omschakelrelais twee
standen heeft en dat het altijd correct werkt, iets wat voor beide niet altijd het geval is.
En hoe gaat deze schakeling om bij het keren van een loc op de draaischijf?
Je detecteert namelijk niet de rijrichting, maar je neemt als uitgangspunt dat wanneer
er een omschakelpuls plaats vindt, er dus ook een rijrichtingsverandering is.
Het is in combinatie hierbij dan ook zeker van belang om vast te stellen dat er zich
werkelijk een trein in het baanvak bevindt. Wanneer je deze detecteert is het toch
een kleine stap (en een beter uitgangspunt) om hierbij ook de rijrichting te detecteren?

Groeten,

Erik.
Gelogd

    Topic index  → met foto's       Märklin  -  M-rail  -  Modelbaan

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #6 Gepost op: dinsdag 21 juli 2020, 12:19:15 »

En hoe gaat deze schakeling om bij het keren van een loc op de draaischijf?
Je detecteert namelijk niet de rijrichting, maar je neemt als uitgangspunt dat wanneer
er een omschakelpuls plaats vindt, er dus ook een rijrichtingsverandering is.
Je hebt zonder meer gelijk dat er bezwaren kleven aan die aanpak.
Meten is weten, gissen is missen, en toedichten is een vorm van gissen.

Ik heb geen loc-draaischijf, wel een wagon-draaischijf, in gedachten.
Dus dat risico laat ik voor mezelf buiten beschouwing.
Maar voor anderen kan het juist essentieel zijn.

Het grote bezwaar van de gekozen aanpak, en daar kom ik inmiddels ook achter,
is niet of de omschakelpuls altijd werkt of niet (want dat is tot nu toe zo, even afkloppen),
maar dat de stand van het rijrichting relais ook in de rijrichting moet worden doorgegeven aan het volgende blok.
Een bekabelings-probleem dus.

Met het Bardioc schema (en variant met CDU) heb je een relais dat heen en weer klapt,
dus de eindstand van het relais zelf is onvoorspelbaar.
Alleen de doorgegeven pulsen zijn betrouwbaar.
En die pulsen zou je dan moeten benutten voor het uiteindelijke rijrichting relais
(het stapelt zich dan wel op, zeg).

Ik ben er zelf al een tijdje mee aan het stoeien, omdat ik een statische aanpak volg
en een dynamischer aanpak overweeg, om het aantal kabeltjes en stroomkringen wat omlaag te brengen,
met name bij wisselstraten.

In een blokbestuurde baan zit je met een aantal soorten detecties (treintype, rijrichting, bezetmelding o.a.).
Die detecties kunnen statisch (bistabiel) zijn of dynamisch (monostabiel).
Het grote verschil tussen statische en dynamische blokdetectie is de vraag of het volgende blok iets zegt over het vorige (en eventueel andersom) of dat je alle detecties in het huidige blok alleen in dat huidige blok benut.

Mijn uitgangspunt was en is dat als de trafo's aan gaan, de situatie nog steeds bekend is van de vorige keer.
Dat kan alleen indien essentiële blokzaken bistabiel zijn vastgelegd.

Die detecties kunnen op verschillende niveaus plaatsvinden:
  • Vrijgave van de bezetmelding kun je dynamisch vaststellen middels stroomdetectie op het niveau van de blokrelais (daar is altijd rijspanning, ook als er in een blok niet gereden mag worden, dan is dat daar toch meetbaar). Maar het resultaat van die detectie is minder eenduidig dan bij digitaal rijden. Je kunt dat signaal altijd voor vrijgave (het opheffen van de bezetmelding) gebruiken maar niet altijd voor bezetmelding zelf. En analoog kan vrijgave in het huidige blok alleen bij gebruikmaking van monostabiele relais.
  • Treintype kun je dynamisch vaststellen (o.a. via kortsluitdetectie, of via optocouplers aan de rails), met bistabiel relais. Timo (ander forum) meent dat het monostabiel kan, mits je uitgaat van een voorkeur-treintype.
  • Rijrichting kun je dynamisch vaststellen met een schakeling over 2 sensors naast of tussen de rails  (reedcontact, hallsensor, lichtsluis, ldr, en dat hoeven niet 2 identieke sensors te zijn).
    Met reedcontact en hallsensor kun je altijd bezetmelding aangeven, maar niet altijd de vrijgave van die bezetmelding.
    Dat kan alleen beide als je werkt met monostabiele relais in zelfhoudschakeling.
    Bij een lichtsluis en contactrails kan bezetmelding+vrijgave in het huidige blok wel, maar alleen bij gebruikmaking van monostabiele relais.

Afijn, dat is de motivatie om het allemaal nog eens op te rakelen.

Terug naar de kern: analoog richtinggevoelig schakelen met rijrichting ongevoelige sensors.
« Laatst bewerkt op: donderdag 23 juli 2020, 11:21:12 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #7 Gepost op: vrijdag 25 september 2020, 01:30:59 »

N-spoorder Felix Geering gaat niet uit van 2 of 3 sensors (reedcontacten, hallsensors of zie maar wat), maar van een aparte module om de analoge rijrichting vast te stellen. Hij rijdt 2-rail en gebruikt optocouplers om aan de spoorstaven te sniffen, en die zijn + of - afhankelijk van de rijrichting. Bij 3-rail en bij digitaal rijden werkt zijn truc niet.

Een benadering met relais trof ik aan op het duitstalige TT-forum.
Die schakeling is weliswaar richtingafhankelijk, maar de oplossing is voor spoor dat in één richting wordt bereden.
En dat geeft maar weer eens aan dat taal niet eenduidig is.
De kracht van de ouderwetse Märklin schakelrails is dat er in beide richtingen rijdend richtingafhankelijk schakelen mogelijk is.
Met deze relais schakeling is dat niet zo. De schakeling werkt in maar 1 rijrichting (maar wel richting afhankelijk).

Als je de reedcontacten buiten de rails legt (en dus de magneet aan de zijkant van het voertuig plaatst),
dan kun je de schakeling voor beide rijrichtingen toevoegen.
Maar juist dan is deze schakeling overbodig, en volstaat 1 reedcontact voor een rijrichting afhankelijke schakeling.

Nadeel reedcontact buiten de rails: die oplossing werkt niet bij trek-duw treinen en pendeltreinen
omdat de magneetplaatsing (Rijrichting Links of Rijrichting Rechts) dan soms niet strookt met de rijrichting.
Magneetplaatsing (op de kop, in de staart, of beide) heeft ook gevolgen bij trek-duw treinen en pendeltreinen.
In het bijzonder voor stopsecties.

Nadelen TT-forum aanpak:
De reedcontacten moeten zo dicht mogelijk na elkaar liggen.
De schakeling werkt alleen goed als er maar 1 magneet per trein is.
Bij trek-duw treinen en pendeltreinen verspil je met deze schakeling veel spoorlengte
als je er een stopsectie of wissel mee wilt schakelen
(omdat de magneet in het midden van de treinlengte moet zitten voor betrouwbaar resultaat).

De uitleg op het TT-forum:
Er zijn 2 reedcontacten (of andere sensors) nodig en twee monostabiele relais (per rijriching).
Het eerste reedcontact schakelt het eerste relais in een zelfhoudschakeling in combinatie met een condensator en weerstand.
De condensator ontlaadt zodra het eerste relais opkomt, en zorgt ervoor dat het eerste relais aangetrokken blijft nadat het eerste reedcontact is gepasseerd.
Die zelfde condensator zorgt ervoor, dat een trein, rijdend in de tegenrichting, door het tweede relais genegeerd wordt.
Ik heb daarvan een detail tekening gemaakt, zie bijlage 2: de heizer truc (rode pijl).png

Dat 1e relais heeft 2 stroomkringen nodig. Eén voor de zelfhoudschakeling, en één om het tweede reedcontact te laten schakelen. Als het eerste relais afvalt, kan het tweede relais niet meer opkomen, en wordt het tweede reedcontact genegeerd.
Het tweede relais (2e reedcontact) verzorgt de richtingafhankelijke schakeling.

Bijlage 1: heizer's richtingafhankelijke reedcontact schakeling (2009).png
« Laatst bewerkt op: zaterdag 26 september 2020, 00:30:07 door Jan22 »
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.

Jan22

  • Vaste Inboedel
  • Offline Offline
  • Lid sinds: 2009
  • Dwarsliggers op de rails sporen niet
Re: analoog richtinggevoelig schakelen met sensors die dat niet kunnen
« Reactie #8 Gepost op: zaterdag 26 september 2020, 00:08:11 »

 8o 8o En dan is het bijna tijd voor ic CD4011 (NAND) en z'n vriendjes...
Gelogd
Jan Willem


Brig, Delémont.
Pagina's: [1]   Omhoog
 

Powered by MySQL Powered by PHP SMF 2.0.17 | SMF © 2019, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
Pagina opgebouwd in 0.046 seconden met 23 queries.