Modellbahn

Fernsteuerung LP5DSM

Ein paar Bilder zum Innenleben der Fernsteuerung LP5DSM.



Wiederholrate des Sendepakets der Steuerelektronik. Sie beträgt ca. 23 msec.
Wiederholrate des Sendepakets des HF-Moduls. Ein Paket wird nach ca. 5 msec verdoppelt.

Diese Daten liegen am LCD an. Hier habe ich noch keine Ahnung, was übertragen wird. Es müssen aber reglemäßig die Batteriespannung gesendet werden, und beim Einschalten wird zusätzlich der Summer angesteuert.

Die Pins von links nach rechts:

 Pin Beschreibung 
 1
 GND
 2  Clock
 3  Frame
 4  Data
 5  3.3V

Umsetzung

Das System besteht aus verschiedenen Komponenten, die alle in einem eigenen Bussystem laufen und verschiedene Schnittstellen nach außen haben.

EJuRaT Barcode-Module
Modultyp Beschreibung Anmerkung Status
BarJuT100 Modul für die Barcode-Erkennung. Dieses Modul wird unter einem Gleis befestigt und erkennt eine darüberfahrende Lok/Wagon anhand dessen Barcodes. Das Modul kann senden und emfpangen.. Hardware ist fertig.
Software ist fertig.
BarJuT200 Dieses Modul ist die Schnittstelle zwischen dem BarJuT-Bus und dem PC. Es ist ein USB-RS485-Umsetzer. Das Modul kann senden und empfangen. Hardware ist fertig.
Software zum einstellen der Barcodebereiche ist fertig.
Treiber für RocRail ist teilweise fertig.
BarJuT300 Dieses Modul ist eine Textanzeige. Es hat ein 2x16 Zeichen LCD und kann die verschiedenen Informationen der BarJuT100-Module ausgeben. Das Modul kann nur empfangen. Angedacht
BarJuT400 Dieses Modul ist die Schnittstelle zwischen dem BarJuT-Bus und s88-Rückmeldeeinheiten. Das Modul kann nur empfangen. Angedacht



Software für BarJuT Modul Interface zum PC Modul zum Anzeigen von Informationen Modul zum Anzeigen von Informationen Modul zur Barcodeerkennung Modul zur Barcodeerkennung Testaufbau mit zwei Barcode-Scannern

Einführung in den verwendeten Barcode


Code 2 of 5 Interleaved
Code 2 of 5 Interleaved ist der bekannteste Barcode der 2/5-Familie. Striche und Lücken tragen beim Code 2 of 5 Interleaved eine Information. Dadurch wird der Barcode sehr kompakt.
Der Code 2 of 5 ist ein rein numerischer Zeichensatz (0-9)

  • Aufbau <Start><Ziffer>[<Ziffer> ...][Prüfziffer]<Stop>
  • Jedes Zeichen besteht aus fünf Elementen, wobei immer zwei breit und drei schmal sind
  • Elemente: weißer Zwischenraum, schwarzer Balken
  • Breite Elemente sind 2.0 bis 3.0 mal so breit wie schmale Elemente (bei Elementen kleiner 20mil [1mil = 1/1000 inches] ist der Faktor mindestens 2.2)
  • hat einschlielich Prüfziffer (wenn verwendet) immer geradzahlige Länge; wenn nicht, wird vorne mit 0 aufgefüllt; z.B. 314 wird dann zu 0314
  • geradzahlige Paritätsprüfung am letzten Element (=Anzahl breiter Elemente geradzahlig)
  • optionales Prüfzifferzeichen

Damit Code 2 of 5 funktionieren, müssen die zu codierenden Werte eine gerade Zahlen-Länge haben. Ungerade Werte müssen erweitert werden, z. B. durch eine "0".
Beispiel: Ziffernfolge 49 4 = schmal, schmal, breit, schmal, breit und wird als Balken gezeichnet 9 = schmal, breit, schmal, breit, schmal und wird als Zwischenraum gezeichnet wird nun abwechselnd gemischt: Bit 0 von 4 als Balken mit Bit 0 von 9 als Zwischenraum, dann Bit 1 von 4 als Balken mit Bit 1 von 9 als Zwischenraum und so weiter.

also: schmaler Balken, schmaler Zwischenraum, schmaler Balken, breiter Zwischenraum, breiter Balken, schmaler Zwischenraum, schmaler Balken, breiter Zwischenraum, breiter Balken, schmaler Zwischenraum.

Ergebnis:

Dieser Vorgang wird dann für alle nachfolgenden Ziffernpaare des Wertes fortgesetzt.

Code 2/5-Prüfziffer

Wird eine Prüfziffer verwendet (nach der letzten Ziffer der Nummer), dann wird diese wie folgt berechnet:

  1. Die rechts außen stehende Ziffer bekommt Gewichtung 3. Dann nach links gehend abwechselnd die Gewichtungen 1, 3, 1, 3, 1, 3, etc vergeben.
  2. Die Gewichtungen mit den Ziffern multiplizieren und Summe aller Ergebnisse bilden.
  3. 10 - (Ergebnis Modulo 10) ermitteln
  4. Ist Länge der Zahl samt Prüfziffer ungerade, vorne eine 0 ergänzen

Muster eines 2 of 5 Barcodes:

Jede Kombination besteht aus fünf Elementen, von denen zwei breit und drei schmal sind.

Die Codierung ist folgende:

Start 0000 Stop 100
1 10001 6 01100
2 01001 7 00011
3 11000 8 10010
4 00101 9 01010
5 10100 0 00110

Durchführung

Das Prinzip dieser Barcodeerkennung basiert auf Reflexion. Es wird normales Papier mit einem Laserdrucker bedruckt.

Damit der Barcode auch unter die kleinste Lok (Spur H0) passt, steht nur eine Breite von ca. 25 mm zur Verfügung. Mit den technischen Gegebenheiten sind dann 4 Ziffern möglich, wobei die 4.Ziffer als Prüfziffer benutzt wird.

Hierdurch ist von einer minimalen Strichstärke von ca. 0.5mm zu rechnen. Um den mechanischen Aufbau so einfach und kostengünstig wie möglich umzusetzen, habe ich folgenden Aufbau erstellt:

  1. eine Fotodiode (BP103B-2)
  2. einfacher Laserpointer mit < 1mW (z.B. LASER POINTER LP6 MINI)
  3. eine superhelle (LED5-4500RT)
  4. einfacher OP-Verstärker
  5. Microprozessor

Die LED wird benutzt, um eine überfahrende Lok/Wagon zu erkennen. Erst wenn diese erkannt wird, wird der Laserpointer eingeschaltet. Dadurch wird ein mögliches Hineinschauen in den Laserstrahl und ein roter Lichtpunkt an der Decke vermieden.

Um nicht irtümlich auf externe Lichtschwankungen zu reagieren, wird die LED mit einem Doppelpuls betrieben.


Die folgende Tabelle gibt die Abtastungen der Photodiode bei einer Abtastrate von 20kHz wieder:

Lok-Geschwindigkeit 1:1 Lok-Geschwindigkeit 1:87 Abtastungen pro schmalen Balken (0.5mm) Abtastdauer des Barcodes bei 25mm Länge ca.
235 km/h 750 mm/sec 13 40 msec
2.35 km/h 7.5 mm/sec 1300 4 Sekunden

BarJuT Software

Die Software dient der Einstellung und dem Update von BarJuT100-Modulen.
Sie ist in Java geschrieben und läuft unter Linux und Windows.


Die Installationssoftware für Windows ist hier.
Die gepackten Dateien für Linux sind hier.
Die Dokumentation ist hier.

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