gca173-de
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— | gca173-de [2025/06/10 00:58] (current) – [Firmware] rainerk | ||
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+ | ====== GCA173 Hall-Sensor / Reed-Kontakt / Infrarot-Konverter====== | ||
+ | [[german|{{ | ||
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+ | [[german|Inhalt]] -> [[: | ||
+ | * [[mgv-overview-de|Die GCA-Module]] | ||
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+ | \\ | ||
+ | |< >| | ||
+ | ^Von Peter Giling^ | ||
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+ | | Diese Baugruppe ist **NICHT** 3V3-kompatibel, | ||
+ | \\ | ||
+ | =====Einführung===== | ||
+ | Es sind schon einige Systeme verfügbar, die eine Lok erkennen, die einen bestimmten Bereich durchfährt.\\ | ||
+ | Die meisten davon erfordern einen zusätzlichen Einbau in der Lok.\\ | ||
+ | Manchmal steht das schon in der Lok zur Verfügung, wie bei Lissy oder Railcom.\\ | ||
+ | Um diese Information zu verarbeiten, | ||
+ | Ein anderes System - Märklin' | ||
+ | Der Achszähler **[[mgv141-de|GCA141]]** ist zusammen mit Rocrail ein System, um mitzuteilen, | ||
+ | Aber die Platzierung von IR-Sender und -Empfänger ist eine sehr feinfühlige Angelegenheit, | ||
+ | Alle anderen Systeme geben keine Information darüber, ob der komplette Zug in einen Block eingefahren ist, ohne Wagen auf dem Gleis verloren zu haben.\\ | ||
+ | Dies natürlich, ohne dass man einen Lissy-Sender oder einen zusätzlichen Railcom-Dekoder einbaut und/oder den Wagen mit einer Möglichkeit ausgestattet hat, Strom aus dem Gleis zu ziehen, damit ein Strom-Detektor im Gleis die Information an den PC weiterleitet.\\ | ||
+ | Reed-Kontakte waren schon lange vor Beginn der Digital-Ära populär.\\ | ||
+ | Aber die begrenzten Möglichkeiten von Magneten und sehr schnelle und deshalb " | ||
+ | Auch jetzt, wo es viele andere Wege zur Erkennung des Zuges auf dem Gleis gibt, kann es sinnvoll sein, Reed-Kontakte zu verwenden.\\ | ||
+ | Doch es gibt nun eine bessere und viel kleinere Möglichkeit: | ||
+ | Diese Sensoren, wie der hier beschriebene **[[http:// | ||
+ | Sie können sogar im Schotterbett untergebracht werden, so dass sie völlig unsichtbar sind.\\ | ||
+ | Der andere Vorteil, den es inzwischen gibt, ist die Verfügbarkeit von sehr starken und auch sehr kleinen Neodym-Magneten.\\ | ||
+ | \\ | ||
+ | | {{: | ||
+ | | Beispiel eines sehr kleinen Magneten (1x4x5 mm) \\ unter dieser Fleischmann Spur-N-Lok 781283 | ||
+ | \\ | ||
+ | | {{: | ||
+ | | Ein TLE4905-Hall-Sensor in einem Spur-N-Test-Kreis \\ Er kann zwischen den Schwellen befestigt werden! | ||
+ | \\ | ||
+ | | {{: | ||
+ | | Eine Roco NS24xx H0 Lok mit einem 1 x 4 x 5mm Magnet | ||
+ | \\ | ||
+ | Eine Lösung für die oben genannten " | ||
+ | Die Reed-Kontakte und Hall-Sensoren können grundsätzlich direkt an den Eingängen von GCA50 und CAN-GC2 angeschlossen werden.\\ | ||
+ | Aber vor allem der Anschluss selbst wird durch die Baugruppe viel einfacher.\\ | ||
+ | Ein niederohmiger Pull-Up-Widerstand ersetzt den 10kΩ Pull-Up-Widerstand auf jedem GCA50, CAN-GC2 oder GCA-PI02, die Störfestigkeit wird so erhöht.\\ | ||
+ | Auch ist entsprechend der Schaltung ein Kondensator mit min. 47 nF vorgesehen, der Störspitzen unterdrückt.\\ | ||
+ | CAN-GC2 benötig Rückmelde-Impulse von min. 25 ms Länge. Für GCA50 ist das Minimum sogar 80 ms.\\ | ||
+ | Der GCA-PI02 benötigt min. 10 ms.\\ | ||
+ | Das macht sie praktisch ungeeignet für diese Hall-Sensoren oder schlimmer für Reed-Kontakte.\\ | ||
+ | < | ||
+ | Für die Zuverlässigkeit ein paar Berechnungen**: | ||
+ | Wenn zwischen Magnet und Hall-Sensor einen Abstand von 5mm besteht, wird der Magnet den Sensor auf einer Länge von ca. 7mm aktivieren.\\ | ||
+ | Ein H0-Zug, der maßstäblich 120 km/h fährt, bewegt sich real um 380mm pro Sekunde (mm/s).\\ | ||
+ | Wenn der Sensor den Magnet nur auf einer Länge von 7mm " | ||
+ | Ein Gerät, wie GCA50, benötigt Puls-Längen von mindestens 80ms.\\ | ||
+ | So ist eine Weitergabe zum Scheitern verurteilt, weil die Pulslänge nur 1/4 dessen beträgt, was benötigt wird.\\ | ||
+ | Bei CAN-GC2 und GCA-PI02 ist es etwas besser (=kürzer), aber immer noch viel zu kritisch.\\ | ||
+ | |||
+ | GCA173 schafft hier Abhilfe.\\ | ||
+ | Er hat Anschlüsse für 8 Rückmelder, | ||
+ | Ein kleiner und billiger Mikroprozessor auf dem GCA173 prüft kontinuierlich alle 8 Eingänge und reagiert, wenn einer oder mehrere Eingänge auf " | ||
+ | Selbst wenn das Signal vom Hallsensor (Reed-Kontakt) nur 2ms lang ist, bleibt der Ausgang für 150 ms " | ||
+ | Der Hall-Sensor selbst ist viel schneller, so dass das Risiko 0% ist, dass ein Zug verpasst wird.\\ | ||
+ | Ein anderer zusätzlicher Vorteil der Verwendung des GCA173 als Puffer ist es, dass genügend Anschlüsse für alle acht Sensoren vorhanden sind.\\ | ||
+ | Im Falle einer direkten Verbindung zwischen CAN-GC2(GCA50) und 8 Hall-Sensoren müssten alle +5V- und 0V-Anschlüsse der Sensoren miteinander verbunden werden.\\ | ||
+ | |||
+ | ===== Eigenschaften ===== | ||
+ | * Einfacher Anschluss von bis zu acht einzelnen Sensoren und/oder Reed-Kontakten. | ||
+ | * Jeder Eingang wird mit einer minimalen Impulslänge von 100ms weitergegeben. | ||
+ | * Niedrige Eingangs-Impedanz stellt eine hohe Stör-Immunität sicher. | ||
+ | * Selbst für Reed-Kontakte ist die geringe Stromaufnahme genau richtig. Das Kontaktprellen des Reed-Kontakts wird entfernt, somit wird die Signalqualität verbessert. | ||
+ | * Ein-Kabel-Anschluss zu GCA50 / CAN-GC2 / GCA_PI02 / WIO-xx / G-ASH02, der die Baugruppe auch mit 5 Volt versorgt. | ||
+ | * Sehr geringer Leistungsbedarf, | ||
+ | * LED-Anzeige an jedem einzelnen Eingang, um Tests zu vereinfachen. | ||
+ | |||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Wagen-Zählung===== | ||
+ | Der große Vorteil dieses Systems ist die Tatsache, dass man in der Lage ist, zu erkennen, wann ein Zug __komplett__ in einen Block eingefahern ist.\\ | ||
+ | Wenn es mit Rocrail verwendet wird, hat dieses fabelhafte Programm eine Standard-Einstellung für Rückmelder mit diesen Sensoren, " | ||
+ | Allderding werden hier keine Achsen gezählt, sondern Magnete. Aber das Ergebnis ist das gleiche.\\ | ||
+ | Es sollten mindesten zwei Magnete unter einem Zug montiert werden, der letzte unter dem letzten Wagen.\\ | ||
+ | Wenn diese Magnete sich selbst im Zielblock angemeldet haben, ist sichergestellt, | ||
+ | Der Sensor selbst wird in Rocrail als **[[: | ||
+ | Rocrail verwendet diesen Zähler nach der ersten Initiierung automatisch und übernimmt diese Informationen.\\ | ||
+ | Wenn es gewünscht ist, ist auch mehr als ein Magnet eine Option und jeder andere Zug mit einer andere Anzahl an Magneten ist eine Option.\\ | ||
+ | Wenn das installiert ist, kann unterschieden werden, welcher Zug hereinkommt, | ||
+ | Pendelzüge müssen mit mindestens zwei Magneten ausgerüstet sein, damit die Sensoren in beiden Richtungen arbeiten und dafür sorgen, dass der Zug beim ersten erkannten Magneten anhält.\\ | ||
+ | \\ | ||
+ | ===== Eine neue interessante Option mit GCA173 ===== | ||
+ | Mit der Einführung von | ||
+ | |||
+ | ===== Handhabung in Rocrail ===== | ||
+ | Rocrail vergleicht die gezählten Wagen des **Von**- mit dem **Nach**-Block: | ||
+ | * Wenn ein Block oder beide Blöcke " | ||
+ | * Normale Verarbeitung erfolgt im Fall, dass der **Nach**-Block einen gleichen oder höheren Zählwert als der **Von**-Block meldet. | ||
+ | * Im Fall, dass der **Nach**-Block einen kleineren Zählwert als der **Von**-Block meldet, wird die Lok vom Automodus abgemeldet und der **Von**-Block wird geschlossen " | ||
+ | * Nachdem verlorene Wagen wieder an den Zug angehängt wurden, kann der **Von**-Block wieder aktiviert und die Lok in den Automodus gesetzt werden. | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Platinen verfügbar ===== | ||
+ | Eine schöne Platine, durchkontaktiert und mit Aufdruck ist jetzt lieferbar. www.phgiling.net\\ | ||
+ | {{: | ||
+ | \\ | ||
+ | ===== Magnete ===== | ||
+ | Eine große Auswahl von Magneten ist von www.phgiling.net erhältlich: | ||
+ | |||
+ | ^ Typ ^ Größe | ||
+ | | 1 | Zylinder 4mm ∅ Länge 12,5 mm | | ||
+ | | 2 | Zylinder 4mm ∅ Länge 10 mm | | ||
+ | | 3 | Zylinder 3mm ∅ Länge 8 mm | | ||
+ | | 4 | Zylinder 3mm ∅ Länge 6 mm | | ||
+ | | 5 | Scheibe 5mm ∅ Länge 3 mm | | ||
+ | | 6 | Würfel 5mm | | ||
+ | | 7 | Flach 5 x 4 x 1.5 mm | | ||
+ | | 8 | Flach 5 x 4 x 1 mm | | ||
+ | | 9 | Flach 5 x 2,5 x 1,5 mm | | ||
+ | | 10 | Flach 5 x 1,5 x 1 mm | | ||
+ | | 11 | Flach 10 x 4 x 1 mm |\\ | ||
+ | \\ | ||
+ | Magnete werden nur in Sätzen von 8 Stück je Größe verkauft.\\ | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Wichtig: Lage bei Einbau der Magnete beachten ===== | ||
+ | Magnete haben zwei Pole, von denen nur einer den Sensor aktiviert.\\ | ||
+ | Beim Einbau der Hall-Sensoren ins Gleisbett und befestigen der Magnete an den Fahrzeugen muss die Magnetfeldrichtung beachtet werden.\\ | ||
+ | Für die Sensoren muss eine einheitliche Einbaulage festlegt werden, z.B. die Abschrägung des Hall-Sensor-Gehäuse immer nach oben.\\ | ||
+ | Die richtige Lage eines Magneten (nord - süd) kann mit Hilfe eines ' | ||
+ | Die richtige Lage kann auch jeweils beim Einbau durch ausprobieren getestet werden.\\ | ||
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+ | |||
+ | ===== Sicherheitshinweise ===== | ||
+ | :!: //**Diese sehr starken Neodym-Magnete sind kein Spielzeug**// | ||
+ | Im Prinzip sind sie von selbst sicher, aber bitte mit diesen Magneten vorsichtig sein und Kindern NICHT erlauben, damit zu spielen.\\ | ||
+ | Es gibt durchaus ein paar Sicherheitshinweise, | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== Anschluss Hall-Sensor ===== | ||
+ | Die Verbindungen zwischen Hallsensor und GCA173 dürfen bis zu 2 m lang sein, aber bitte beachten, dass diese Verbindungen nicht parallel mit Schienen und deren Versorgungs-Leitungen installiert werden.\\ | ||
+ | Geht es nicht anders, sollte wenigstens einen Abstand von 10 cm beachtet werden.\\ | ||
+ | Wenn die Drähte ' | ||
+ | Senkrechtes kreuzen von Schienen und Stromleitungen ist kein Problem.\\ | ||
+ | Nachfolgend kann die Zeichnung eines Anschluss-Beispiels für Hall-Sensoren heruntergeladen werden: | ||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | Stift 1 des TLE4905 wird mit Stift 1 des Steckers am GCA173 verbunden, Stift " | ||
+ | |||
+ | ===== Anschluss Reed-Kontakt ===== | ||
+ | GCA173 kann auch gut mit Reed-Kontakten arbeiten, die Option für Achszähler ist aber NICHT anwendbar, \\ | ||
+ | da die Anzahl der durch die passierenden Magnete erzeugten Impulse niemals gleich und deshalb unvorhersehbar sind.\\ | ||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | ===== Kabel zu GCA50 / CAN-GC2 / CAN-GC4 ===== | ||
+ | |||
+ | Siehe: __**[[psk-interface_connections-de|Verbindung von Schnittstellen]]**__\\ | ||
+ | |||
+ | ===== Anschlüsse am J1 ===== | ||
+ | Die Anschlüsse am GCA173 präsentieren sich wie in folgender Tabelle:\\ | ||
+ | ^ J1 pin# ^ Funktion | ||
+ | | 1 | +5V | Speisung GCA173 | ||
+ | | 2 | 0V/ | ||
+ | | 3 | Hall1 | Ausgang Sensor 1 | | ||
+ | | 4 | Hall2 | Ausgang Sensor 2 | | ||
+ | | 5 | Hall3 | Ausgang Sensor 3 | | ||
+ | | 6 | Hall4 | Ausgang Sensor 4 | | ||
+ | | 7 | Hall5 | Ausgang Sensor 5 | | ||
+ | | 8 | Hall6 | Ausgang Sensor 6 | | ||
+ | | 9 | Hall7 | Ausgang Sensor 7 | | ||
+ | | 10 | Hall8 | Ausgang Sensor 8 | | ||
+ | |||
+ | ===== Hardware ===== | ||
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+ | |{{: | ||
+ | |{{: | ||
+ | |{{: | ||
+ | \\ | ||
+ | ^ Hinweis: Es werden nur komplett bestellte Bausätze unterstützt! ^ | ||
+ | \\ | ||
+ | ^ Gehäuse ist nur für Selbst-3D-Druck. | ||
+ | | {{ : | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Firmware ===== | ||
+ | {{: | ||
+ | Diese letzte 1_4 Version wurde herausgegeben, | ||
+ | Die Zeitgabe ist nahezu 80 ms.\\ | ||
+ | {{: | ||
+ | Version 1_5 hat eine bessere Startabfolge. Es werden zu Beginn alle aktuellen Rückmelder-Zustände gesendet.\\ | ||
+ | |||
+ | ===== Bilder von zufriedenen Kunden ===== | ||
+ | | {{: | ||
+ | | 3 Drähte am Sensor angeschlossen \\ mittlerer Draht isoliert | ||