Rückmelder

Rückmelder sind die "Augen", die es Rocrail ermöglichen, Züge im Automatik-Modus fahren zu lassen

Rückmelder sind Sensoren, die in das Gleis eingebaut oder dicht am Gleis platziert sind und Meldungen an die Zentrale abgeben, sobald sie von einem Zug passiert werden. Anhand dieser Meldungen können Züge durch Steuerungsprogramme wie Rocrail auf Kurs gehalten werden, um so den Zugverkehr automatisch ablaufen zu lassen. Rückmelder können einfache Gleisstücke mit isolierten Schienen sein, magnetische Schalter (Reed-Kontakte), die in das Gleis eingelassen wurden, Lichtschranken, die durch den Zug unterbrochen werden oder gar Barcode Leser, die den Barcode auf der Unterseite eines darüber fahrenden Wagens oder einer Lok lesen.

Rocrail benötigt Rückmeldeinformationen um Züge automatisch kontrollieren zu können. So “erfährt” Rocrail, dass ein Zug einen Teil der Anlage verlässt, um zu einem anderen Teil zu gelangen.

Rückmelder existieren in verschiedenen Bauformen. Welche man wählt, ist abhängig vom benutzten Modellbahnsystem (Gleich- oder Wechselstrom) und der Art der Meldung, die man erwartet. Manche Rückmelder reagieren, wenn durch die Radsätze eines Wagens eine elektrische Verbindung zweier Schienen hergestellt wird, andere reagieren auf einen Magneten an der Unterseite eines darüber fahrenden Fahrzeugs und wieder andere auf den Stromfluss, den Motoren von Lokomotiven oder Radsatz-Widerstände anderer Fahrzeuge in einem Gleisabschnitt erzeugen.

Grundsätzliche Bauarten
Alle Bauarten von Rückmeldern erlauben das Erkennen von Zustandsänderungen, die dann in Rocrail als Ereignisse ausgewertet werden können.
Ein paar Bauarten (Kontaktgleise u. Strom-Detektoren/-Sensoren) erlauben zusätzlich auch die Auswertung der Belegung ganzer Gleisabschnitte für die gesamte Dauer dieses Zustands. Diese Rückmelder sind dann auch als Gleisbelegtmelder verwendbar.
Einige Bauarten (Schaltgleise, Reed-Kontakte, IR-Detektoren und Barcode-Leser) sind nur eingeschränkt oder garnicht als Gleisbelegtmelder geeignet, weil sie keine gesamten Gleisabschnitte und nur Änderungen oder bestimmte Fahrzeuge erfassen können.

Alle Arten von Rückmeldern haben jedoch zwei Dinge gemeinsam:
1. Rückmelde-Sensoren erkennen für ein oder mehrere Abschnitte einer Modellbahnanlage, wenn ein Zug sie passiert und senden dies an Encoder, mit denen sie verbunden sind.
2. Die Encoder melden die Information an Rocrail, dass ein Rückmelder ausgelöst wurde bzw. sich sein Zustand geändert hat.


Bauformen von Rückmeldern (insbesondere für 2-Leiter-Gleichstrombahnen)

Stromsensor

Diese Art der Rückmeldung wird üblicherweise im 2-Leiter-Gleichstrom-System verwendet. Eine Schiene ist beidseitig isoliert und an einen Schaltkreis angeschlossen, der einen Stromfluss erkennen kann. Durch die Räder und Achsen der Wagen sowie die Motoren der Lokomotiven kommt ein geringfügiger Stomfluss zustande, durch den dann das Rückmeldesignal ausgelöst wird. Während Lokomotiven diesen Stromfluss durch den eingebauten Motor ständig ermöglichen müssen die Wagen erst entsprechend vorbereitet werden. Dies geschieht, indem die Isolierung der Achsen durch einen Widerstand bzw. Widerstandslack überbrückt wird. Somit ist dann sichergestellt, dass auch einzeln abgestellte Wagen erkannt und entsprechende Gleisabschnitte als besetzt gemeldet werden können.

smd-wheelset.jpg Radsatz-Widerstand

Beispiel:


Reed-Kontakt

Durch einen Magneten, der z.B. unter einem Fahrzeug angebracht ist, wird während der Vorbeifahrt ein Reed-Kontakt geschlossen. Dies erzeugt ein Signal, welches die Zentrale verarbeiten kann. Ein Reed-Kontakt ist ein Schalter, der durch ein Magnetfeld geschlossen werden kann. So wird der unten abgebildete Kontakt geschlossen, wenn eine Lok oder ein Wagen mit einem kleinen am Fahrzeugboden montierten Magneten den Kontakt überfährt. Dabei sollte der Abstand zwischen Magnet und Reed-Kontakt möglichst gering sein, damit der Reed-Kontakt auch zuverlässig geschlossen wird. Reed-Kontakte werden genutzt, um Moment-Ereignisse auszulösen.

reed-switch.jpg fl6435.jpg

Im 3-Leiter-System (Märklin) ist es schwierig, Reed-Kontakte zwischen den Punkt-Kontakten des Gleises unterzubringen. Dies gilt insbesondere für das Märklin-M-Gleis, bei dem der Schleifer der Lok ständig Kontakt mit dem Metall-Bett des Gleises hat. Allgemein gilt, dass Loks und Wagen die Magnete verlieren können, was alle möglichen Probleme und Störungen verursachen kann. Und ist ein Gleis erst eingeschottert, dann kann ein defekter Reed-Kontakt kaum ersetzt werden, ohne dass das entsprechende Gleis im Schotterbett freigelegt werden muss.


Hall-Sensoren und Magnete

Verglichen mit Reed-Kontakten sind die Hall-Sensoren viel zuverlässiger und kleiner. (3 x 4 x 1,5mm)

Ein Beispiel für die Verwendung von Hall-Sensoren und Magneten ist in GCA173 zu finden.


Lichtschranke (Infrarot)

Eine Lichtschranke besteht aus einem Sender, der Licht ausstrahlt, sowie einem Empfänger, der das Licht registriert. Die übliche Bauform ist die Gabellichtschranke, bei der sich Sender und Empfänger links und rechts vom Gleis gegenüber stehen. Durchfährt nun ein Zug den Lichtstrahl und unterbricht ihn, dann registriert dies der an den Empfänger angeschlossene Encoder und sendet eine Meldung an Rocrail. Der gesamte Zug durchfährt den Lichtstrahl und jedes Fahrzeug (Loks, Wagen…) wird erkannt. Sender und Empfänger können seitlich der Gleise in Häusern oder Signalen getarnt untergebracht werden.

ir-hobby.jpg

Eine Variante stellt die Reflexlichtschranke dar, die in das Gleis eingebaut wird. Sender und Empfänger liegen in diesem Fall dicht nebeneinander. Am Fahrzeugboden darüber hinweg fahrender Loks oder Wagen angebrachte Reflexionsflächen werfen das Licht zurück, der Empfänger registriert den Lichteinfall und löst das Signal aus. Die Ausstattung aller Fahrzeuge mit Reflexionsflächen (es genügen weiße Aufkleber am Fahrzeugboden) erfordert einen zusätzlichen - wenn auch geringfügigen - Aufwand.

Um Störungen durch Fremdlicht (insbesondere Tageslicht und Leuchtstofflampen) zu verhindern kann moduliertes und Infrarot-Licht genutzt werden.

Beispiele:


Rückmelder für 3-Leiter Gleise (z.B. Märklin)

Schaltgleis

Ein Kunststoffzapfen im Bereich des Mittelleiters wird durch den Schleifer der Lok in die eine oder die andere Richtung gedrückt. Diese Gleise werden normalerweise bidirektional genutzt und nehmen in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung unterschiedliche Schaltstellungen ein. Für den Einsatz mit Rocrail sollten beide Schaltstellungen gebrückt werden, da sie ansonsten als separate Melder nur in jeweils eine Richtung wirken. Sie werden genutzt, um Moment-Ereignisse auszulösen.

c-schaltgleis.jpg


Kontaktgleis

Im 3-Leiter-System ist eine Schiene im Meldebereich beidseitig isoliert. Beim Befahren überbrücken die Radachsen beide Schienen und lösen die Meldung aus. Vorteil: Auch Waggons werden hier erkannt. Diese Lösung stellt die gebräuchlichste Form eines Meldegleises dar und ist mit dem Märklin K- oder C-Gleis sehr einfach selbst herzustellen.

contact.jpg Kontaktgleis des Märklin M-Gleises mit Anschlussbuchsen.

maerklincgleisblock.jpg Märklin C-Gleis mit 74030 und 74995.
Die Verbindung zwischen den äußeren Schienen kann leicht getrennt werden, ohne größere Schäden zu verursachen. Es muss sichergestellt werden, dass keine Verbindung zwischen den Schienen mehr besteht.


Zugerkennung (Identifizierung)

Mittlerweile existiert eine Anzahl unterschiedlicher Systeme zur Identifizierung von Zügen, wodurch nicht nur festgestellt werden kann, ob ein Gleis belegt ist, sondern auch, welcher Zug sich dort befindet. Möglich gemacht wird dies durch ein Einsatz von Infrarotlicht (z.B. LISSY), durch Barcode-Systeme (z.B. BarJuT-Barcode-Leser), Transponder (HELMO,) oder bidirektionale Decoder-Technik (z.B. RailCom).

All diese Systeme haben gemeinsam, dass sie Loks durch die Informationen erkennen, die an ihnen angebracht sind (Barcodes) oder von ihnen ausgesendet werden (Infrarot-Licht, Transponder oder bidirektionale Lokdecoder). Wenn die Lok nun einen Sensor passiert, der die entsprechende Information auswerten kann, dann wird dies an das Digital-System weiter geleitet. Da es sich hierbei um eindeutige Informationen handelt, weiß das Digital-System (in unserem Fall Rocrail) nicht nur, DASS sich etwas in einem Gleisabschnitt befindet, sondern auch WAS es ist, also um welchen Zug, um welche Lok es sich hier handelt.

In den Abbildungen unten wird exemplarisch das Uhlenbrock LISSY-System gezeigt.

www.uhlenbrock.de_3_4_0_5_i192895c-003.apd_68600-gleis-2.jpg www.uhlenbrock.de_3_4_0_5_i192895c-001.apd_68300-lok-1.jpg

Rocrail unterstützt den EJuRaT BarcodeReader, die RFID Sensoren der MERG sowie in Kombination mit dem Loconet Protokoll das Uhlenbrock LISSY-System.


Rückmelder und Blöcke

Dieser Abschnitt soll eine Überblick darüber vermitteln, wie Rocrail Rückmelder verwendet. Eine detaillierte Beschreibung zu den Möglichkeiten verschiedener Kombinationen von Rückmeldern findet sich auf der Seite Rückmelder und Blöcke.

Die Anzahl der Rückmelder pro Block kann zwischen eins und fünf variieren, wobei mit höherer Anzahl bessere Ergebnisse erzielt werden. Jeder Rückmelder erzeugt ein Ereignis, das von Rocrail genutzt wird für die Entscheidung, was als nächstes mit dem betreffenden Zug geschehen soll.

Die einfachste Lösung ist die mit einem Rückmelder: enter2in. Der Nachteil dieser einfachen Lösung ist allerdings das etwas hölzerne Fahrverhalten der Züge.

Mit zwei Rückmeldern wird das Fahrverhalten eleganter. Wenn der Zug den ersten Rückmelder (enter) passiert wird entschieden, ob er durchfahren kann oder gestoppt werden muss. Im letzteren Fall verlangsamt der Zug auf die in den Lokeigenschaften eingestellte V_mid. Passiert der Zug dann den zweiten Rückmelder (in) wird abgebremst um anzuhalten.

Mit einem dritten Rückmelder (exit) kann der korrekte Halt des Zuges überwacht werden. Falls der Zug nicht zwischen enter und in anhält oder zu langsam reagiert kann eine Ausnahmemeldung (“Geisterzug”) erzeugt und damit der gesamte Betrieb auf der Anlage gestoppt werden.

Wird der Block in beide Richtungen benutzt, dann hat der enter-Rückmelder der jeweiligen Seite die in-Funktion für die Gegenrichtung inne und umgekehrt.

Beim automatischen Betrieb wird der Start-Block der Lokomotive erst frei gegeben, wenn Rocrail das in-Ereignis des Ziel-Blocks erhalten hat. Wenn also eine Lok mit dem Ziel Block B den Block A verlässt wird dieser nicht eher frei gegeben als bis die Lok das in-Ereignis in Block B ausgelöst hat.

Ein Block kann nur dann erneut belegt werden, wenn er zuvor freigegeben wurde und von keinem Rückmelder mehr ein Ereignis angezeigt wird. Ungenutzte Blockabschnitte können elektrisch zusammengefasst werden, um Blockbelegung (occupied) zu signalisieren. Falls also eine Lok Block A verlässt und in Block B das in-Ereignis auslöst wird Block A dennoch nicht freigegeben und als besetzt gemeldet, falls einer der Rückmelder in Block A aktiviert ist.

Dies ist sehr nützlich zur Erkennung verloren gegangener Wagen infolge unabsichtlicher Zugtrennung. Solche verlorenen Wagen lösen weiterhin die occupied-Meldung aus wodurch Rocrail daran gehindert wird, Züge in den Block zu schicken, in dem sich die verlorenen Wagen befinden.



Personal Tools