Макет Ж.Д. Координатная привязка локомотива

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Привет всем. Полтора года назад, в том числе и с помощью этого форума, я закончил вот такой макет:

Кому интересны причины его коренной перестройки в электрической части: http://arduino.ru/forum/apparatnye-voprosy/prostoi-mikrokontroller-i2c , еще раз спасибо за предложенное решение форумчанину T.Rook

Так как мозги переехали в локомотивы:

то мне показалось возможным решение задачи положения локомотива (локомотивов) на макете таким способом:
 
Вопрос заключается в следующем – какие варианты датчиков на локомотиве использовать, так как как каждая метка должна быть уникальной и легко и незаметно (желательно) размещаема между рельсами.  Или, с большой благодарностью, прочту иной, возможно радикальный способ определения местоположения локомотива с составом на макете. Знакомый вообще предложил поставить акселерометр и высчитывать онлайн положение по ускорению, но погрешность и сложность исполнения поставили на его идее крест.
 
З.Ы. Количество и положение вагонов (позади-спереди локомотива) тоже желательно учитывать.   
T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

Ой спасибо за Ваше спасибо! :)) Тут такое редкость.

А не смотрели в сторону RFID меток?

http://ru.aliexpress.com/item/10pcs-lot-125Khz-EM4100-RFID-read-only-Coin-tag-25mm-diameter-0-2mm-thick-coil-ultra/32315338516.html

Или они великоваты для колеи?

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Сама антенна не влезает в поддон локомотива и дороговато, если честно, меток то надо около 40-ка (макет разветвленный, там под землей еще пять линий) и чем чаще они стоят, тем выше точность. Я думал сначала флуоресцентным фломастером метки на колее рисовать для ИК датчика (типа штрих-кода), но не знаю, сработает ли... 

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Хотя сама идея с RFID очень интересная. Если прятать метку под полотно, то зазор между днищем локомотива и самой меткой 7-9 мм,  можно ли в этом случае сделать антенну приемника диаметром 15-20 мм (реакция метка-приемник нужна в пределах 1 см по продольной оси прохождения локомотива)?  Есть ли возможность сделать/купить метки дешевле?

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

с ходу нашлось дешевле. сразу на липучках :)

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

А можно ли использовать во эти метки? И если да, то какой нужен ридер?

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Ваши тоже хороши, и они на 125 кГц, что открывает простор для экспериментов с размером и формой антенны этого девайса. Предлагаете попробовать заказать и поюзать? А не подскажете какая зависимость RFID от частоты? Чем выше, тем меньше антенна, больше дальность, дешевле метка?

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

смотрим на рабочую частоту и ищем такуюже читалку. А у меня по Вашей ссылке дикая цена за доставку меток. В этом видео антенка совсем узкая.

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

SteveBM пишет:

Предлагаете попробовать заказать и поюзать? А не подскажете какая зависимость RFID от частоты? Чем выше, тем меньше антенна, больше дальность, дешевле метка?

Не знам :( давно руки чесались попробовать. :) но мне некуда их применять. :(

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Ваш вариант решительно побеждает по цене, совместимости с arduino и компактности :) На всякий случай спрошу у форумчан, кто-нибудь проводил вышеописаные эксперименты?   

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

А что там с условиями работы? Движки локомотивов искрят наверное в эфир огого!

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Ну это само собой :) Правда, по прикидкам, от антенны они отстоят на 3-4 сантиметра, но искрят и скользящие контакты на колесных парах, и между рельсами и колесами тоже неплохо проскакивает  - тут, пожалуй, только эксперимент и минимальный размер антенны. Правда шумы низкочастотные, вряд ли будет сильная гармоника на 125 килогерц. При DDC управлении по линии рельс -> колеса -> контакты у больших моделистов в таком режиме работает, там условия еще хуже. Картинка ниже посвящяется T.Rook 

Volk65
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

А если (по вашей картинке смотрю) поменять местами (4) и (5)?   Т.е. В локомотиве метка, а под макетом считыватель. Метки есть 15мм в диаметре. Тогда на размер считывателя меньше ограничений.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Увы, это плохая идея... Мозги теперь в локомотиве. Сенсоры Холла на макете уже были, ужасно тяжело тянуть провода к 40-ка ридерам :) И канал ОС программировать от макета надо, и дорого опять-же. 

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

Что-то сомнения меня гложат по поводу искр и радио-обмена.

Озвучу другой вариант: метка - генератор на ne555 с инфракрасным светодиодом. Каждая метка имеет свою скважность. В локомотиве приемник и програмное определение скважности. Минус - каждую метку нужно питать (хотя рельсы то рядом!) и, наверное, не очень простое софтовое решение будет.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

T.Rook Красивая идея. Подробнее плиз! Особенно про скважность.

Volk65
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Не много найдется локомтивов в которые влезет столько модулей и еще RFID сенсор.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

У меня 1/87 масштаб. Там мест (пустот) достаточно для вышеописанных девайсов. Практически у каждого локомотива есть площадка внизу (днище) размером 3х3 см.

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

SteveBM пишет:

Подробнее плиз! Особенно про скважность.

Статья про генераторы на NE555.

"Отношение периода импульса к его длительности S = T/t1 называется скважностью."

Метка лежит и светит ИФ светодиодом. Импульсно. Но быстро :) На частоту полагаться нельзя - будет плавать да и от скорости проезда будем зависеть. Настраиваем на метках разную скважность - т.е. каждая метка имеет свое соотношение времени горит/негорит. Задача: поймать поный такт (горит(т1)-не горит(т2)-горит(т1)). для каждой метки будет свое отношение: т1/(т1+т2).

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

А мозгов у esp хватит это обработать? Но, блин, само по себе интересно... Надо бы мне замерить скорость локомотива на максимуме, так? И еще вопрос, наверное тупой, но все же, те метки, которые  вы предожили у них индивидуальный ID? 

T.Rook
Offline
Зарегистрирован: 05.03.2016

SteveBM пишет:

те метки, которые  вы предожили у них индивидуальный ID? 

Если про те ктороые с али - то лучше уточнять у продавца.

Если про идею с ИФ светодиодами - то уникальность метки определяется параметрами (скважностью как мы предполагаем) генератора.

и опять сомнения догоняют, 40 меток это немало, хватит ли скорости обработки их различить? ведь получается на каждую метку диапазон всего 2% примерно. очень тонко :(

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

В общем, глядя на ночь, дополнительно сообщу что DDC управление работает на частотах 8-10 кГц, метка на 125... Должно заработать :) С ик идея хорошая, но сложноватая все-же. Спасибо!

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Тут было продолжение глупой идеи....

griin
Offline
Зарегистрирован: 19.04.2015

А может быть штрих-код на шпале, считыватель в локомотиве

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Тут было продолжение глупой идеи....

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

Я тоже делал макет и автоматику к нему.......

зачем вам столько меток ?, ведь занятый участок пути определяется первой меткой, а участок торможения заложен программно, получили первый сигнал - прошел локомотив , второй последний вагон...., поскольку маршут вам известен , а его можно проследить по положению стрелок то всегда комп знает, что и где находится, я использовал щелевые оптопары, они практически не видны, при подходе к переезду  лок перекрывал оптопару шлагбаум закрывался после проезда последнего вагона открывался после небольшой задержки. еще можно управлять светофорами т.е. светить в лоб поезду.....

"В идеале можно конечно создать паттерны рельефа пути ультразвуковым или лазерным датчиком, запомнить их, обработать, выделить участки для меток, и после всего этого сопоставлять их и их паттерн.  Или поставить камеру на лок и распознавать образы... Но это, как бы very complicated. Пока голову ломаю над начало-окончание метки сигналами."

тогда бросьте это занятие - вас с нетерпением ждут в DARPА.....

 

 

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Дорогой Осман, какая DAPRA, по мне уже клиника плачет :) Тем не менее вы невнимательны, увы... Ваш опыт с макетом здесь неприменим.

Много  меток нужно для остановки возле тупиков с минимальной дистанцией до них. Макет линейный, не кольцевой и ограниченный по длинне –> надо максимально загнать состав за стрелку. То есть поезда могут сновать только туда-сюда, интерес добавляет только разнесение их по двум уровням по высоте. И В ЛОКОМОТИВЕ ТЕПЕРЬ МОЗГИ И ОН ПО МАКЕТУ ДВИЖЕТСЯ НЕ ОДИН (вы представляете сколько комбинаций - 8 тупиков, 2 поезда в движении, часть путей занята)!!! Задумка была в "самостоятельном", без человека, перемещении их по рандому (пугать гостей неожиданным жужжанием и движением, например). Таким образом описанные вами классические блок-участки не катят. Более того, ежели вы внимательно посмотрите вторую на картинку в #1, то заметите, что количество вагонов и их расположение относительно локомотивов РАЗНОЕ. Иными словами я могу повесить на конретный лок текущую длинну состава и он остановится у тупика, ну это уже программное.

А про сонары и паттерны - это только для снятие фантазийных ограничений. Сарказм повидимому вам был непонятен, прошу прощения.  

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

так возле тупиков или в тупиках?

 

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

А есть разница? 

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

светофор занает что участок свободен дает разр сигнал локу тот едет, если участок занят то стоит перед светофором , точно так же перед стрелкой обязательно стоит светофор  он останавливает лок перед стрелкой если участок занят или стрелка заблокирована другим локом....

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

тупик - это  часть пути закрытая с одной стороны а сдругой стороны ограничен знаком территория тупика или дистанцией до стрелки...

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

а теперь запускайте все локи иони будут ездить в рандоме сколько угодно, чем больше стрелок -больше рандом, тогда зачем вам идентификация?

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

у меня восьмека дополнительно соединеная с двух сторон по диаметрам = шесть стрелок 3 лока  1 движется в противоположную сторону...., а вообщето нужно смотреть схему путей и под нее лепить автоматику....

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Вы немного не поняли. Если вам нетрудно, посмотрите на причины переделки макета.  Может и вам эта идея приходила в голову. В новой редакции на макете ничего нет! Все контролируется самостоятельно локомотивом, иными словами вы сажаете машиниста в кабину, а это ключевое изменение концепции управления. Макет только по простейшему алгоритму переводит стрелки и переключает светофоры, обратная связь с ним не нужна и не нужно никакой автоматики, разводка проводов и прочего на макете упрощается в разы. Питание на метку берется прямо с рельс.  

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Ну и в качестве бонуса я получаю возможность менять во время движения скорость поезда, например плавно "подтягивать" его к платформе в автоматическом режиме, чего вы сделать не можете. И даже в DDC варианте на больших макетах это весьма витиевато реализуется :) А еще у меня каждый локомотив будет имеет свой IP, что тоже весьма заманчиво. 

Приветствуются, по прежнему, идеи координатной привязки положения локомотива относительно путей и варианты реализации этого физически. 

Volk65
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

На форумах ЖД моделизма, темы эти периодически поднимаются, но к сожалению надежных и бюджетных способов практически нет. Всё упирается в размеры или в соотношение скорость локомотива/скорость считывания. На простых вариантах типа кодирование ИК, там не успевашь считать сигнал, как приемник уже потерял из виду передатчик.

Поэтому и добавили в DCC систему RailCom, а позже  RailCom Plus.

Из ваших картинок непонятно, где находится программа? Или ее нет, как таковой? Потому как Random - это здорово, но кто-то должен его генерить.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Собственно это и есть попытка "построить велосипед". Программы пока нет, так как сейчас только обсуждение подходов. Вообще идея рулить скриптами в автоматике с компьютера по IP локомотива. ESP будет стоять на макете и в каждом локомотиве, завязано это будет по планам через домашний роутер (поминая историю с сопряжением с bluetooth, в частности). По черновым наброскам, с локомотива на РС будет идти телеметрия меток, а обратно на локомотив команды управления. Макет же будет только получать команды.  

Если есть еще идеи или правки, ю велкам! 

Пока в качестве прототипа ТРИ ИК приемника в ряду, в этом варианте скорость считывания не критична, начало считывания метки определяется реперными светодиодами в начале и конце (ну я попробую эту идею экспериментально, если не будет лучших вариантов). RFID считывается гарантированно. но размер антенны великоват, повторюсь.   

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Щтрих код .... нет?
Камера от мышки.... тоже нет?

Volk65
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Еще есть такой способ, как детектирование потребления тока на отдельных (изолированных друг от друга) участках.

Дальше уже фантазии: на каждом участке (пусть он будет 5 см) питание идет с определенной скважностью или кодированием, по этой скважности определяется номер участка.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Ой! Повторюсь еще раз, на макете не должно быть обратной связи, концепция –  все делает локомотив и скрипты на "большом" компьютере. Сами скрипты интереснейшие вырисовываются, но они и их обсуждение скорее для ветки программирование. На всех рельсах макета будет 12в и нет блок-участков, перемычек и выделять их для такой экзотики как потребление тока... зачем? И какой из локов занял какой участок? Сейчас у меня так сделано, но я от этого хочу отказаться. Опять-таки это снова получается DDC управление. И место мы определим только в пределах выделенного участка, их надо много (я писал выше о точности), то есть снова провода-провода-провода. Но за предложение спасибо и бонус - картинка подземного вокзала:

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

trembo , если не трудно, посмотрите #2 и #24 выше :)

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

Вы можете под себя делать любые алгоритмы и хотелки, я придерживаюсь стандартной жд логике, реализуйте ваши интерейснейшие сскрипты , с удовольствием буду принимать любой успех..

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Как это не удивительно, есть готовый ридер на ali — Mini RFID Reader ID Card RF Module

125KHz UART Serial, с круглой антенной диаметром всего 1.5 сантиметра,

подходит в самый раз. 

Всем участникам дискуссии спасибо, отдельный виват omusman за владение русским языком с китайским акцентом и милостивое разрешение мне делать то, к чему он не имеет ни малейшего отношения. 

 

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Как это не удивительно (повторяюсь однако)., сейчас собрал тестовый прямой участок, прикрутил снизу вагона антенну ридера, в него засунул сам ридер и ESPшку с батарейкой и толкнул, RFID метки под полотном считываются одна за другой  - задача решена:) Жена предложила отправлять составы поутру вместо будильника.

То есть я сделал БУДИЛЬНИК! 

   

AKlion
Offline
Зарегистрирован: 11.10.2016

Очень заинтересовала эта тема, тоже занимаюсь макетом домашним и хотелось бы подобную систему применить. Но думаю управление локомотивами сделать по блютусу, тогда на рельсах будет просто напряжение 14 вольт. в итоге никаких наводок и километров проводов.

Как бы с вами связатся, думаю вместе будет проще всё сделать. Мой скайп такой же как ник, если пользуетесь скайпом то был бы рад контакту.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

 

 

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Я бы подумал про такой подход. На локомотиве открытая оптопара, ИК излучатель засвечивающий шпалы и 2 приемника, левей излучателя и правей. Метка  - фольга хороше отражающая ИК под рельсой так чтоб только между двумя шпалами видно было.  Может быть 3 типа меток, левая (Л) правая(П) и обе сразу(О). Дальше - простор для поиска желаемого. Простейшее: допустим Л-быстрей, П-медленей а О-стоп, тупик. До навороченого - уникальные ID, кодом типа ОЛЛПЛОО - это прошли пункт ЛЛПЛ в направлении О-допустим слева, а ОО-справа. Явное преимущество - простота и дешевизна меток позволит ставить их много. Недостаток - непонятки при проходе стрелок.

А радиометки, думаю точность не обеспечат.

SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Для интересующихся, проект в процессе. Плата (PCB) и все детали поместились в корпус BR-130. RFID метки под полотном считываются! Это не станок и не 3d принтер - точность в пределах 2см достаточна и обеспечивается.

ИК - метки обсуждались выше, и проблем с ними гораздо больше чем описал уважаемый Logik. 

Остальным - рекомендация прочитать начало темы, и лишь потом задавать вопросы ЗАЧЕМ :)

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

А в чем проблемы то?

В теме ИК упоминалось трижды так:

"флуоресцентным фломастером метки на колее рисовать для ИК датчика (типа штрих-код"
"С ик идея хорошая, но сложноватая все-же. Спасибо!а), но не знаю, сработает ли... "
"Пока в качестве прототипа ТРИ ИК приемника в ряду, в этом варианте скорость считывания не критична"
 
Нигде суть проблем не изложена.
 
А по опыту эксплуатации, ESP не отваливается из сети при помехах? А то у меня BR-118 ждет своего часа )) Пока только светодиодами облагородил его, у меня по 5 штук на кабину (2 из них красных). А в конструкции локомотива многое меняли,  стальные пластины выкинули? Интересно бы фотки в разборе посмотреть.
SteveBM
Offline
Зарегистрирован: 10.04.2014

Привет Logik! Рад читать. С ИК проблема не в технологии считывания, а в малом количестве вариантов ID метки. Приходится ставить маску начала и конца считывания ID метки. Причем метка в моем случае активная, как будут обстоять дела с парой ИК датчик-приемник <--- > фольга не представляю, но может это тоже вариант.  Для меня тупиковый путь с ИК в другом (см. ниже). 

По моим экспериментам одна метка (при 64 ID) линейно занимает больше 18 сантиметров, и это очень много (на большой скорости локомотива уверенно считываются метки расположенные через шпалу). Локомотив может двигаться как справа-налево, так и слева направо относительно метки, то есть сами "точки" должны быть симметричны. А так идея неплохая. 

Вы правы - вся электроника размещена в центральном коробе локомотива, прижимной груз (пластины) пришлось изъять. И где и как разместить компенсирующие свинцовые пластины - в процессе, пока идея сгибать их вокруг стальной рамы. Фотографии - как доберусь до макета.

ESP не отваливается, там много другим (решаемых) проблем, характерных для управления web-сервером.  Это да, тут я пока в многочисленных непонятках.

AKlion
Offline
Зарегистрирован: 11.10.2016

Нет светодиодные метки точно не проходят, особенно когда сотни метров рельса.