so sieht mein erster Entwurf für genormte Schnittstellen bei Signalen aus. Das Diagramm soll eine Prinzipskizze darstellen, selbstverständlich können auch Mikrocontroller die Aufgaben übernehmen.
Es gibt ein Kontaktpaar für die Versorgungsspannung (DC) und für die Stellvorrichtung des Bedieners (MAIN). Legt man an MAIN Spannung an, dann geht das Signal auf Fahrt. Außerdem wird dann an das Kontaktpaar OUT Spannung angelegt, so dass man die Information, welche Stellung das Signal hat, über dieses Kontaktpaar weitergeleitet werden kann. Wenn allerdings am Kontaktpaar IN Spannung angelegt wird, dann verhindert das die Fahrtstellung des Signals in jedem Falle, selbst bei aktiviertem MAIN.
MAIN stellt die Verbindung zum Stellwerk dar, IN die Verbindung mit anderen Signalen, Stellwerken oder den Block Instruments.
Was das System leisten können soll: 1) "echtes" Slotting: Wenn zwei Betriebsstellen dicht aufeinander folgen, dann fungiert ein Signal sowohl als Ausfahrsignal für die eine Betriebsstelle wie auch als Einfahrsignal für die andere. Es geht nur dann auf Fahrt, wenn beide Stellwerker ihre Zustimmung gegeben haben. Der eine geht an den MAIN-Kontakt, der andere mit umgekehrter Logik, also als Öffner-Kontakt, an den IN-Kontakt. Evtl. braucht man dazu einen logischen Nicht-Wandler, der "fliegend" verbaut wird. 2) Verbindung zwischen Block Instruments und Signal: Block Instruments geben an einem Kontaktpaar Dauerstrom ab, solange sie nicht in der Stellung "Line Clear" stehen. Diese werden mit IN des Signals verbunden. Dadurch kann das Ausfahrsignal nur dann auf Fahrt gestellt werden, wenn die Blockinstrumente korrekt bedient wurden (*). Das sichert ab, dass der folgende Signalman den Zug angenommen hat. 3) Einfache logische Abhängigkeiten: Wenn man den OUT-Ausgang von zwei Signalen an IN des jeweils anderen Signals anschließt, dann bewirkt das, dass von den beiden immer nur eins gleichzeitig auf Fahrt gehen kann. Das kann bei Streckenkreuzungen, Einfädelungen oder ähnlichen Gleisfiguren zur Anwendung kommen. Die Möglichkeit zur Verhinderung einer Fahrtstellung kann auch den Grundstein für einen späteren automatischen Block dienen.
Hauptsächlich haben sich Martin und ich das ausgedacht. Ich stelle das mal zur Diskussion, ob das gewünscht / für notwendig gehalten wird, und ob der Funktionsumfang in Ordnung ist.
WICHTIG: Das ist eine Prinzipskizze. Dass Signale mit Servos gestellt werden ist mir bekannt, auch, dass diese etwas kompliziert angesteuert werden müssen. Ich selbst ziele eh auf kleine Mikrocontroller ab, aber man kann ja auch mit guter alter Elektrotechnik dieselbe Logik darstellen. Ich habe hier Gleichspannung gewählt, da bei einer Verschaltung von mehr als 2 Signalen Diodenmatrizen zur Anwendung kommen können. Die Spannungshöhe und die Polarität sollte genormt werden, außerdem die Stecker- und Buchsenform. Im Moment habe ich hierzu keine Vorschläge.
Viele Grüße Felix
*) Korrekterweise würde der Hebel im mechanischen Stellwerk blockiert werden, aber das führt meiner Meinung zu weit.
Cool, dass ihr an dem Thema weiter macht. Interessanter Ansatz. Mit Dapol Antrieben dürfte diese Lösung so nicht funktionieren, da bei denen die Signalstellung nur über einen Impuls gewechselt werden kann. Und es sollte, glaub ich, 16 V AC (Wechselstrom) verwendet werden (es gibt aber Behauptungen, dass auch DC genommen werden könnte, allerdings würde dann die Garantie hinfällig werden).
Was soll denn an "Main" angeschlossen werden? Braucht man dafür eine zweite Spannungsquelle? Wie sieht die Schaltung aus, wenn zwei oder 3 hinter einander sind? Bleiben dann DC Anschlüsse frei, oder benötigt jedes Teil eine eigene Spannungsversorgung? Wie funktioniert dass dann, wenn verschiedene Leute unterschiedliche (nicht ganz die gleichen) Spannungsversorgungen für ihre Signale verwenden und die dann zusammengeschaltet werden sollen?
Zitat von MacRat im Beitrag #2Bleiben dann DC Anschlüsse frei, oder benötigt jedes Teil eine eigene Spannungsversorgung? Wie funktioniert dass dann, wenn verschiedene Leute unterschiedliche (nicht ganz die gleichen) Spannungsversorgungen für ihre Signale verwenden und die dann zusammengeschaltet werden sollen?
ich beantworte mal die wichtigste Frage zuerst. Also es ist so: An den Kontaktpaaren IN und MAIN geht eine logische Information ein (Spannung angelegt oder eben nicht). MAIN schaltet das Signal auf Fahrt, IN blockt das jedoch in jedem Falle. Galvanisch sind diese Kreise allerdings getrennt. Die dauerhaft angelegte Grundspannung DC liegt am Kontaktpaar OUT an, sofern das Signal auf Fahrt steht. Durch die galvanische Trennung kann aber die Grund-Spannung des einen Bahnhofs nie wechselwirken mit dem Stromkreis des nächsten Signals. Einzig wenn versehentlich am OUT-Kontakt Spannung angelegt wird, dann könnten zwei Spannungsquellen zusammengeschaltet werden. Allerdings sorgt die Verdopplung der Relais dafür, dass in diesem Falle nicht gleich das Signalrelais angesprochen wird (das könnte durchbrennen bei zu hohem Strom).
Theoretisch ist es denkbar, dass alle DC-Kontakte von derselben Spannungsquelle gespeist werden. Innerhalb eines Bahnhofs ist das bestimmt auch sinnvoll. Aber auch unterschiedliche Spannungsquellen gehen.
Zitat von MacRat im Beitrag #2Mit Dapol Antrieben dürfte diese Lösung so nicht funktionieren, da bei denen die Signalstellung nur über einen Impuls gewechselt werden kann. Und es sollte, glaub ich, 16 V AC (Wechselstrom) verwendet werden (es gibt aber Behauptungen, dass auch DC genommen werden könnte, allerdings würde dann die Garantie hinfällig werden).
Ja, ich weiß. Das hat User Charly auch schon geschrieben. In 00 beobachte ich, dass es bis jetzt 5 funtionstüchtige Signale gibt, davon keines von Dapol. Dennoch hatte ich dazu schon einen Gedanken: Das Dapol-Signal ist ein geschlossenes System, dem man nicht noch nachträglich Kontakte dranfummeln kann (soweit ich weiß, ich habe von keinen Versuchen gehört oder gelesen). Also wird man wohl ein Vorschaltgerät bauen müssen, welches die obigen Funktionen bereitstellt, und gegenüber dem Dapol-Signal dann nur Impulse gibt.
Zitat von MacRat im Beitrag #2Was soll denn an "Main" angeschlossen werden? Braucht man dafür eine zweite Spannungsquelle?
Das soll die Verbindung zum Stellpult darstellen.
Es ist explizit unbeabsichtigt, irgendetwas im Stellwerk zu normen. Geht man mal von normalen Einschaltern aus, die eingeschaltet sind, wenn das Signal auf Fahrt stehen soll, so ändert sich an der Verdrahtung des Stellpultes rein gar nichts. Das kommt schon existierenden Stellpulten der unterschiedlichsten Bauweisen entgegen. Ich weiß allerdings nicht, ob die Impulsbauweise nicht häufiger ist, dann wäre diese Schaltung hier unbrauchbar.
Zitat von MacRat im Beitrag #2Wie sieht die Schaltung aus, wenn zwei oder 3 hinter einander sind?
Beispiel 1: Das Vorsignal (Distant) von Bahnhof B ist am selben Mast wie das Ausfahrsignal (Advanced Starter) von Bahnhof A. Von beiden Stellwerken aus gehen die Leitungen an die MAIN-Kontakte der entsprechenden Signale. Da nun das Distant nicht auf Fahrt gestellt werden soll/darf, wenn der Starter auf Halt steht, geht der OUT-Kontakt des Starters in einen logischen NICHT-Baustein, dessen anderer Ausgang in den IN vom Distant geht. Wenn also der Starter auf Halt liegt (keine Sapnnung an OUT), dann liegt am IN-Kontakt vom Distant die sperrende Spannung des NICHT-Bausteins an.
Ein Nicht-Baustein macht aus keiner Spannung Spannung und umgekehrt aus Spannung keine Spannung.
Beispiel 2: Die Bahnhöfe A und B sind so nah beieinander, dass der Advanced Starter von A gleichzeitig Einfahrsignal von B ist. Dann gibt es nur ein Signal an diesem Standort. Der MAIN-Kontakt geht zum einen Stellwerk, der IN-Kontakt durch einen NICHT-Wandler an das andere Stellwerk. So müssen beide Stellwerker "gedrückt haben", damit das Signal auf Fahrt geht.
Hallo Felix, diese Wand voll Text ist sehr schwer zu verstehen. Insbesondere da scheinbar nur eine halbe Schaltung präsentiert wurde und man sich die ganzen zusätzlichen Leitungen und die nur im Text erwähnten zusätzlichen Negatoren im Kopf vorstellen muss. Wenn man mir auf Arbeit so was präsentieren würde, würde ich das sofort zurückweisen.
Warum? Weil ich eine Ewigkeit verballert habe, um zu verstehen, was mit dieser Schaltung bezweckt werden soll und ich selber die Aufbereitung der Infos machen musste. Das Bild habe ich als erstes gezeichnet, und die Schaltung ergibt so keinen Sinn. Erst nach nochmaligem Durchlesen der Wand voll Text hat's angefangen zu dämmern.
Meine Bitte, wenn es Beispiele gibt an denen die Funktion beschrieben werden soll, dann bitte das jeweilige Beispiel VOLLSTÄNDIG darstellen, mit Gleis, Fahrtrichtung, Signalen und den benötigten Komponenten. Das gilt natürlich nur für den Fall, dass es jemand verstehen soll bzw., an Rückmeldungen überhaupt Interesse besteht.
Folgende Kritik an der Schaltung: (alle Angaben in den Abbildungen sind Beispiele) 1. Leistungsteil und Logik scheinen nicht getrennt zu sein. Den Stromkreis mit dem das Signal geschaltet wird, würde ich komplett von der Logik trennen. Damit wäre man unabhängig von der Spannungsversorgung für die Magnetartikel und man könnte DC / AC schalten. Spezifizieren würde ich auch den Schaltstrom, den man schalten kann.
2. Die Spannungsversorgung für den Logikteil würde ich sehr wohl festgelegen, denn ich würde nicht wollen, dass ein Stellpult versucht mit 25V meine Relais zu schalten die evtl. nur 5V vertragen.
3. So wie die Schaltung im OP aufgemalt wurde, bräuchte es keine Relais mit zwei Schaltern.
4. NICHT-Glied. Würden Relais mit Umschaltern verwendet werden, könnte ein einfacher Umpolschalter die Logik umkehren. Es wären keine weiteren zusätzlichen externen Schaltungen notwendig, siehe Beispiele unten.
5. Wo sollen die Relais-Platinen den angebracht werden? In der Nähe des Signals oder im Stellpult? Wenn die Platinen in der Nähe des Signals wären, käme ein ganzer Haufen zusätzlicher Kabel hinzu, siehe das Beispiel "Distant" weiter unten. Und dann würde sich auch ein genormter Anschluss empfehlen.
So weit erstmal dazu.
Beispiele: Normale Einfache Ansteuerung eines Signals. Das ging auch mit der Schaltung aus dem OP.
Slotting Das ging nicht mit der Schaltung aus dem OP.
Distant Ging ebenfalls nicht mit der Schaltung aus dem OP. Hier kann das Distant erst geschaltet werden, wenn alle Stop Signale auf Fahrt stehen.
danke für das Erarbeiten meiner Idee. Mir war zur Erstellung nicht bewusst, dass meine Logik, die ich veranschaulichen wollte, zu kryptografisch dargestellt war.
IF main.high AND NOT in.high THEN signal.off(); out.high(); END IF
hätte ich wohl besser dazuschreiben sollen.
Ich finde a) die Trennung von Logik- und Schaltstrom sowie b) den Umschalter, der im obigen Pseudocode das AND NOT durch ein AND ersetzt, sehr sinnvoll.
In deinem zweiten Bild kann man sich sehr schön einen kleinen Logikbaustein an der Stelle des Platzhalters denken. Ich habe mich erkundigt, Arduinos (und wahrscheinlich auch vergleichbare Prozessoren) arbeiten mit 5V. Ich bin daher etwas verwundert, dass du 12V DC eingetragen hast. Hast du eine Information, die ich übersehe?
Zu deinem 3. Punkt (die Doppel-Relais): Im Grunde hast du Recht, aber wenn ein Missgeschick entsteht und am Out-Ausgang versehentlich Spannung angelegt wird, dann ist in deiner Version gleich ein Stromkreis geschlossen. Das wollt ich im Sinne von Fail-Safe vermeiden. Meinst du, dass das in der Praxis einen Sicherheitsgewinn bringt?
Zu deinem 5. Punkt (wo die Platine angebracht werden soll): Am Signal, und zwar fest zum Signal gehörig. Wenn ein bereits existierendes Signal mit min. 12V aus einem existierenden Stellwerk angesteuert wird, dann kann man da keine Platine mit 5V-Eingang dazwischenschalten. Da man aber mit 5V keinen Magnetartikel ansteuern kann (meines Wissens nach), sind direkte und indirekte Verkablung inkompatibel.
Daher würde ich dafür plädieren, alle betroffenen Signale zukünftig indirekt anzusteuern, also mit 5V am Stellpult. Dann braucht man natürlich zwangsläufig eine Platine, und warum dann nicht gleich am Signal. Ich könnte mir vorstellen, mithilfe von SMD-Bausteinen eine Platine zu entwickeln, die schmal genug ist, um in den Wattenscheider Schacht zu passen. Dann gäbe es doch gar kein Platzproblem. Oder wie siehst du das? Dass die Anschlüsse genormt werden sollten, sehe ich auch so.
Ich bin übrigens gegen die abgewandelte Platine in deinem Beispiel "Distant". Die von dir gezeichnete Distant-Platine lässt sich durch zwei "normale" ersetzen. Wenn ich die Wahl habe, ob ich zwei einfache und eine spezielle oder doch lieber gleich vier normale Platinen ätze und bestücke, dann wähle ich doch lieber letzteres.
Sinn der Logik ist es ja auch, eine etwas allgemeinere Funktion zu haben. So hält man sich die Möglichkeit offen, sie planmäßig "zweckzuentfremden". Mir fällt gerade die Abhängigkeit eines Signals von einem Bahnübergang (Level Crossing) als Beispiel ein.
In der Hoffnung, keine weitere Textwand geschrieben zu haben Viele Grüße Felix
Alle Angaben sind Beispielwerte, dass gilt auch für die "Logikspannung". Da habe ich überhaupt keine Präferenzen. Habe nur die Standard Modellbahnspannung verwendet. Aus 12 V kann man immer 5V mit einem Spannungsregler machen. Eventuell, habe es nicht nachgerechnet, könnten 12 V auch "effektiver" über längere Strecken transportiert werden, wenn Leistung (viele Relais) geschaltet werden soll.
Zu Fail Safe, die Intention war nicht zu erkennen. Der von dir beschriebene Fall "Spannung an OUT" wäre eher ein systematischer Fehler und kann durch einen einfachen Funktionstest entdeckt werden. Da besteht keine Notwendigkeit zusätzlichen Aufwand zu treiben (Es sei denn es muss mit Sabotage gerechnet werden). Fail Safe wird bei zufälligen Fehlern, also plötzlich auftauchende Fehler wie Hardwareversagen, interessant, hier sollte nichts lebensgefährliches passieren. Um bei unseren Relais-Beispielen zu bleiben, bei einem Relaiskleber könnte ein Signal ungewollt auf Grün gehen. (Beispiel: Das IN-Relais klebt in der "Grün" Stellung, der Schalter ist aber AUS. Wenn jetzt der MAIN-Schalter auf "Grün" geschaltet wird, geht das Signal auf "Grün", obwohl der Schalter für IN nicht der gleichen Meinung ist). Die Schaltung im OP könnte das nicht erkennen und auch nicht verhindern, ist also in diesem Punkt nicht Fail Safe. Ob irgendwas anderes damit Fail Safe wird habe ich nicht geprüft.
Die Verdopplung des Einganges für das "Distant"-Beispiel, war auch nur zur einfachen Demonstration, was man mit der Schaltung machen könnte. Dazu zwei Gedanken: - Zwei, drei, viele Platinen hintereinander könnte eventuell die Fehlersuche erschweren, da alle Platinen gleich sind und man unter Umständen nicht leicht sieht, was welcher Eingang ist. Daher würde mich eine Platine mit mehreren IN-Eingängen nicht stören, da man über die Platzierung der Stecker sofort sieht, ob's MAIN, IN oder OUT ist. Bei einer Verkettung von OUT mit MAIN, könnte das schon schwieriger werden. - Was die Schaltung aktuell leistet ist, dass etwas nur unter definierten Bedingungen aktiviert werden kann. Es ist im Moment nicht möglich (oder ich sehe es nicht), das Deaktivieren ebenfalls an Bedingungen zu koppeln. Es gibt Dinge die einmal aktiviert auch aktiv verriegelt werden sollten, zB. der Fahrweg wenn das Signal auf "Grün" ist, falls man die Schaltung auch in Weichenstraßen anwenden will.
Jetzt wo wir uns verstehen, ist das mit den Text-Wänden für mich nicht mehr so schlimm, ich glaube aber, wir haben alle anderen verloren….
Hallo ihr Beiden, ich lese fleisig mit, bin aber was Elektrotechnik anbelangt, absolut ohne Ahnung, von daher werden was das technische und die Umsetzung angeht von mir wohl keine Anmerkungen kommen. Vom Prinzip her finde ich das ganze interessant, und bin auch der Meinung das man das ganze dann auch für Great-britN verwenden kann wenn es spruchreif ist. Denn auch wenn ich von Elektrotechnik keine bzw. kaum Ahnung habe, ein Lötkolben/station kann ich noch bedienen, wie die mittlerweile 6 Fredis die ich bestückt und gelötet habe bestätigen können.
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