Modellbahnprojekt (schalten, steuern, Audio-Ausgabe) ?

Hallo Bastelfritz,

habe mich erst gestern hier im Forum angemeldet. Was meine Person angegeht, möchte ich für meine frau eine Modellbahn in Spur N bauen.

Sie sammelt seit Jahren, aber kann auf der kleine bestehende Anlage nicht richt geniesen. Zu deinem Problem kann ich erst mal folgendes mitteilen.

Was die Reed kontakte betrifft sollten diese zur Masse schalten.

Es gibt cMos IC´s Typ 4044 diese haben 4 Set reset Eingänge. Die Ausgänge von 2 dieser IC´s sind an den Eingängen an 74HC165 Schieberegister angeschlossen.

Serielle Datenübertragung, danach über einen Transistor alle 4044er zurücksetzen. Was die Rückmeldung von Zügen betrifft, schon einmal über RFID nachgedacht?

Wenn ausreichend Reed kontakte vorhanden, kann man darüber auch die Rückmeldung der Züge darstellen. Alternativ gibt es auch Hallsensoren, diese efinden sich bei der Anlage zwischen den Schwellen und unter den Zügen befinden sich Neodynmagnete 1,5mm Durchmesser bei Spur N, H0 braucht etwas grössere.

Ein paar spontane Gedanken, in der Hoffnung, dass sie weiterhelfen:

Quote from Bastelfritz17

Reed- oder Magnetkontakt im Einfahrgleis *) bewirkt eine Ansage über Lautsprecher.

Mein erster Gedanke war der gleiche, den @Modellbahnfahrer schon gepostet hat: RFID-Chips. Der zweite Gedanke ist ggf. etwas einfacher: Unterschiedliche Züge lösen innerhalb derselben Zeit (1-2 Sekunden, schätze ich?) unterschiedlich oft aus, Zug 1 könnte also z.B. 1 Magnet, Zug 2 dann 2 Magneten und Zug 3 entsprechend 3 Magneten verbaut haben. Ab dem ersten Signal müsste dann zunächst gezählt werden, wie oft innerhalb eines vordefinierten Zeitraumes noch ausgelöst wird; daran würde dann der Zug identifiziert.

Quote from Bastelfritz17

Auf einen Knopfdruck am Tablet (angebunden per WLAN) sollten sich irgendwelche weiteren Ansagen abspielen lassen,

Ich habe das bei einem in dieser Hinsicht vergleichbaren Projekt über "Flask" realisiert. Flask ist ein auf Python basierender Webserver, der dem Client (ein handelsüblicher Webbrowser) eine HTML-Seite auswirft. Über JavaScript/AJAX lösen einzelne Buttons dort Rückfragen an den Server auf, der Server wiederum verarbeitet diese und lässt dann LEDs läuchten und Sounds abspielen.

Quote from Bastelfritz17

eventuell auch zufalls-/zeitgesteuert manch eine andere Ansage.

Auf einem Microcontroller vermutlich schwieriger umzusetzen; auf einem Pi mit Netzanbindung reicht ein cronjob bzw. Entsprechung (ginge z.B. auch über systemd).

Quote from Bastelfritz17

Auf einen (anderen) Knopfdruck gibt's die Abfahrtsansage, wenn die beendet ist schaltet ein Lichtsignal auf grün und der Zug fährt los (letzteres übernimmt dann schon die Zugsteuerung, manuell).

Siehe oben; sobald Du das mit dem Knopfdruck gelöst hast, kannst Du prinzipiell alles davon realisieren. Wenn das Steuergerät (ob nun Pi oder Mikrocontroller) das Signal schalten kann, kannst Du das dann auch per Knopfdruck; selbiges für Ansagen und entsprechend die Zugsteuerung (sorry, damit kenn ich mich so gar nicht aus).

Quote from Bastelfritz17

Eventuell Ein-/Ausschalten von Bahnhofsbeleuchtung (LEDs).

Schalten von LEDs über ein Webinterface ist etwas, das Du auf gefühlt jedem Blog oder Website, die sich mit Pis und/oder Mikrocontrollern beschäftigt, als Anfängerbeispiel findest. Da wirst Du auf jeden Fall was finden und es ist vmtl. ein guter Projekteinstieg.

Quote from Bastelfritz17

Grundsätzliche Frage: gehöre ich mit dieser Geschichte eher auf eine Arduino-Plattform oder auf einen Raspberry (ein 2B würde in der Lade liegen)?

Ich tendiere aufgrund der Komplexität eher zum "richtigen" Computer, also zum Pi; das liegt aber auch daran, dass ich mich mit Mikrocontrollern kaum bis gar nicht auskenne. Das einzige, was ich mir unter einem Mikrocontroller etwas tricky vorstelle, sind zeitgesteuerte Ansagen; dazu bräuchtest Du wohl ein RTC-Modul (Real-Time-Clock; Echtzeituhr). Auf den Pis gibt es die zwar auch erst ab der neuen 5er-Variante eingebaut; aber Dein Projekt soll ja ans WLAN angebunden sein und die Pis holen sich die Uhrzeit eben über WLAN und haben dann diverse Möglichkeiten (s.o.), Dinge zeitgesteuert zu tun.

Ich kann mir vorstellen, dass man das auch irgendwie mit einem Arduino oder auch mit einem Pico W hinbekommen könnte. Aber, wie gesagt, nicht mein Fachbereich.

Quote from Bastelfritz17

Mich würde mal interessieren, wie man Audiodateien zum Abspielen oder LEDs zum Schalten bringt, wenn ein Gleiskontakt kurzzeitig anspricht oder am Tablet auf einem GUI ein Knopf gedrückt wird. D.h. wie könnte die Sache im Detail aussehen bzw. nach welchen Stichwörtern sollte ich googeln?

Im Prinzip musst Du zwei Probleme lösen: Erstens, wie bekommst Du den Input von außen in das Gerät (Sensoren, Fernzugriff über ext. Gerät). Zweitens, wie steuert das Gerät die einzelnen Komponenten an. Das zweite Problem ist etwas einfacher, damit würde ich anfangen. Die Suchbegriffe sind die offensichtlichen: LED schalten, Sound abspielen. Das hängt dann von der gewählten Plattform ab, daher bin ich noch so allgemein. Je nachdem, ob Du mit einem Mikrocontroller oder einem "Mini-PC" wie dem Pi arbeitest, stehen Dir andere Möglichkeiten zur Verfügung.

Das erste Problem, also Input ins Gerät, lässt sich wiederum in zwei Probleme zerlegen. 1a: Wie werden Sensoren ausgelesen? 2b: Wie greife ich von entfernt auf das Gerät zu? Auch das wären dann die fraglichen Stichwörter. Das mit dem GUI von außen habe ich, wie gesagt, über eine Weboberfläche und Webserver auf dem fraglichen Gerät gelöst, der dann mit den Sensoren/Aktoren interagiert. Eine andere Möglichkeit wäre vmtl., die Geräte über MQTT miteinander reden zu lassen; z.B. wenn Du das GUI nicht über eine Weboberfläche, sondern ein eigenes Programm auf dem Tablet lösen willst.

Hoffe, Du kannst mit irgendetwas von dem etwas anfangen. Viel Erfolg und poste vielleicht mal ein Foto oder Video!

Habe erst heute die Mitteilung erhalten (19.11.2023), dass man mir schon am 02.11. geantwortet hat.

Darum bitte ich um etwas Nachsicht, dass ich mich erst jetzt melde.

Erst einmal zu meiner Person 60 Jahre wohnhaft in NRW, aber der Modellbahnfan ist meine Ehefrau.

Wollte damit Sie die Züge endlich auch in Aktion sehen kann, will ich ihr eine Anlage bauen.

Die Software der folgenden Platinen basiert auf Arduino.ide.

Die Entwicklung der benötigten Platinen hat schon eine gewissen Status erreicht. Für die Hallsensoren gibt es eine 80 fach Rückmeldungsplatine, deren Datenübertragung mit insgesamt 10x 74HC165 und zum Statusspeichern sind 20x 4044er verbaut. Nach der Datenübertragung zum Rasperry Pico werden alle 4044 er wieder über eine Transistorschaltung zurückgesetzt.

Um Weichen und Blöcke schalten und Rückmelden zu können, gibt es 16-fach Platinen. Diese haben als Leistungstreiber TIC 206 verbaut. Ansteuerung über 2x 74HC595 und Rückmeldungen wiederum mit 2x 74HC165.

Für Signale Beleuchtung und sonstige nutzen wir 24-fach Leistungstreiber mit ULN 2804 die bis maximal 1Amp jeweils bzw. wenn 2 Ic`s übereinander gelötet werden, sogar bis max. 2 Amp pro Ausgang, aber begrenzt auf maximal 4,5 Amp Gesamtstrom. Die Ansteuerung der Platine erfolgt über Dip Schalter zur Adressenbestimmung und 3x 74HC595 und einen 74HC125 als freigabe, wenn Adresse stimmt. Es können mehrere Platinen hintereinander geschaltet werden.

Aber nun kommt es, Selbst ein 6-Kern Windows PC kann mit der Datenmenge nicht umgehen, hängt sich auf. Darum habe ich mit ein Rock 4C+ angeschafft in der Hoffnung, dass dieser besser geeignet ist. Nur Erfahrung gleich NULL!

Schönen Sonntag an alle von mir.

Hallo Bastelfritz,

habe hier einen Link zu etwas, was vieleicht Deine Probleme löst.

RailFX – Effekte für Modellbahn und Modellbau mit Arduino Nano

RailFX – Hier erfährst du, wie du mit Arduino Nano Effekte, Sounds und Bewegungen für Modellbau und Modellbahnen aufbaust.

starthardware.org

Basis ist der Arduino Nano, man könnte aber auch den UNO oder auch MEGA nutzen, je nach Preis.

Die Beschreibung ist ganz OK.

Schau es Dir mal an.

Gruß