GBM für Gartenbahn

[Michael84]

Hallo zusammen

Besteht hier Interesse an einem GBM (Gleisbesetztmelder) für die Spur G?

Nach vielem Lesen im Netz, ist mir aufgefallen, dass es für den Freilandbetrieb keinen ordentlichen Gleisbesetztmelder gibt, der möglichst verlustfrei und zuverlässig den Strom misst und so eine Besetztmeldung gibt.
Also fleißig Gedanken über die Rahmenbedingungen gemacht und entwickelt. Der GBM gibt ein Signal raus, welches mit einem IO-Modul (z.B. GCA50) an Rocrail gesendet wird. Die Verlustleistung der Schaltung ist auf ein Minimum reduziert und die Platine passt in ein Littfinski Gehäuse.

[rjversluis]

Moin,

diese benutze ich für Spur 0.
http://wiki.rocrail.net/doku.php?id=gca94-en
Kann man auch für G verwenden, und ist Verlust frei.

[Pirat-Kapitan]

Moin Michael,
hast Du den GBM auch bei Regen, Staunässe und Schnee getestet?
Gartenbahner wie ich fahren vom 01.01., 00:00 Uhr bis 31.12., 24:00 Uhr ohne Rücksicht auf das Wetter.
Die bisherigen Erprobungen mit GBMs lieferten keinen zuverlässigen Betrieb bei allen Wetterbedingungen.

Ein GBM mit LDT-Gehäusegröße ist m.E. für einen Gartenbahner nicht zwingend optimal, wenn im Bahnhofs- oder Abstellbereich mehrere nebeneinander stehen, ist der Platzbedarf enorm und ein Kaschieren der Gehäuse ist nicht ganz einfach. Trotzdem sollest Du bitte mehr Infos zu deinem Projekt veröffentlichen, eine I/O-Verarbeitung muss ja nicht unbedingt über einen GCA50 erfolgen.

Wenn Du eine Test-Gartenbahn suchst, kannst Du mich gerne anmorsen.

Schöne Grüße
johannes

[Michael84]

Danke erst einmal für die Antworten.

@rjversluis
Den GCA94 haben wir uns auch angesehen. Die Schaltung zeig schon Optimierungsmöglichkeiten für den Außeneinsatz. Ab welchem Strom wird denn eine saubere Besetzmeldung beim GCA94 rausgegeben und gibt es Verzögerungszeiten durch die Kondensatorentladung? Was auch noch interessant wäre, wie die Schaltschwelle sich durch unterschiedliche Bauteilchargen verhält.

@Johannes
Bisher sind die Tests nur im Haus mit einem Steckbrett gemacht worden, die ersten Platinenprototypen sollten aber eventuell ende der Woche eintreffen. Auf dem Steckbrett kann man keine genaueren Messungen mehr machen (Kapazitäten des Steckbretts und offener Drahtverhau). Feuchtigkeit, Schnee, ein feuchtes Blatt oder Regen sind bisher nur in der Theorie bedacht. Angestrebt wird bei 24V Spannung eine Schaltschwelle von ca 50 bis 100mA (Leerlaufstrom eines ESU Loksound XL Decoders), die über einen Spindeltrimmer einstellbar ist. Die Leiterplatte ist als 4-Fach GBM ausgelegt, welche als 4 Einzelmelder, 2 Doppelmelder oder 1 Vierfachmelder verschaltet werden können.
Der 12 Monte im Jahr Betrieb bei Wind und Wetter wird von uns genauso angestrebt.

Das LTD Gehäuse ist nur zufällg entdeckt worden und die Platinengröße (86*76mm) darauf abgestimmt worden. Für Außenbedingungen ist natürlich ein wetterfestes Gehäuse erforderlich. Durch die Montagelöcher in der Platine ist möglicherweise auch eine Sandwichbauweise durch Abstandshalter denkbar. Die I/O Verarbeitung muss auch nicht über ein GCA50 erfolgen, da es sich um einen normalen Komparatorausgang handelt.(zur Zeit 5V)

Wegen der Test-Gartenbahn kommen wir gerne noch auf Dich zurück, wollen allerdings die Prototypen erst noch außgiebig testen.(Prüfen ob Theorie und Praxis identisch sind)

Schöne Grüße
Wolfgang und Michael

[Pirat-Kapitan]

Moin Wolfgang und Michael,
neben meiner Gartenbahn steht mit Sicherheit auch noch eine in Siegburg zur Verfügung. Sacha hatte indoor GBM bis zum Abbau der Anlage, hat aber draußen mit den GBMs den beschriebenen Schiffbruch erlitten.
Sacha und ich fahren das ganze Jahr hindurch, sind also keine "Schön Wetter Gartenbahner".

2 Grenzwerte sollten m.E. Beachtung finden:
- 3-fach Tranktion US-Diesellok mit RG muß möglich sein, also maximale Strombelastung der Schaltung min. 8A. Das ist auch die Stromstärke, für die meine Kehrschleifenmodule ausgelegt sind.
- Wagen mit Schlusslicht (20mA) sollte erkannt werden. Sonst ist die Funktionalität eines Gleisbesetztmelders m.E. nicht gegeben und ich kann genausogut RFID oder Reedkontakte verwenden. Wenn es hier klemmt, wäre das nicht zwingend ein Todesurteil, aber es wäre ein Manko, das mit Gegenmaßnahmen an den Wagen berücksichtigt werden muss (und kann).


Ein Hinweis meinerseits noch: denkt bitte an ausreichenden Kabelquerschnitt bei den Anschlussklemmen. 1,5qmm muss mindestens reinpassen !

Schöne Grüße
Johannes

[Michael84]

Hallo Johannes,

Eine Dreifachtraktion mit 8A stellt kein Problem für den GBM dar und die Schraubklemmen gehen bis 3,3mm² (Reichelt: RDN 205-00047).
Bei den Wagen mit Schlusslicht (20mA) sehen wir allerdings Probleme. Im Laborbetrieb funktionierte die Erkennung bei 23mA zwar problemlos, in der Realität sind Probleme allerdings nicht auszuschließen.
Gestern bei schönem Wetter haben wir die GBM-Schaltung (auf dem Steckbrett) mit einer Piko BR218(Stromaufnahme ca 4A) getestet. Der Rundkurs war in 2 Blöcke geteilt, jeder Block hat einen GBM gehabt. Die Funktion war wie erwartet. Auf deinen Hinweis hin, haben wir mit Hilfe eines in Wasser getrenkten Aufnehmers die Reaktion bei Feuchtigkeit getestet. Der Aufnehmer bedeckte ca 50cm Schienenfläche. Mit Grundwasser(hoher Anteil an Kieselsäure und Rostpartikeln) gab es Fehlmeldungen. Mit Leitungswasser getestet war bei einer definierten Schwelle von ca 50mA ein ordentliches Schaltverhalten gegeben. Die ca 50mA resultieren aus dem Leerlaufstrom eines ESU Loksound XL Decoders (Licht , Motor und Sound aus). Für die Schlussbeleuchtung wäre es daher allerdings ratsam, für eine höhere Belastung zu sorgen, damit eine einwandfreie Erkennung möglich ist.

Wie habt Ihr die GBM getestet, oder die Feuchtigkeit erzeugt? (Nieselregen, starter Regen, Schienen vollständig unter Wasser gesetzt?)
Von den Messungen haben wir auch entsprechende Screenshots mit des Oszilloskop gemacht. Bei Interesse kann ich Dir diese gerne Mailen.

Gruß Michael

[Pirat-Kapitan]

Moin Michael,
die "Messungen" waren Ergebnisse aus dem praktischen Betrieb bei verschiedenen nassen Witterungsbedingungen.
Wenn ich mal meine 20mA Schlussbeleuchtung weglasse, mit gewissen Feuchtequellen (Grundwasser) habt Ihr ja auch schon Probleme gehabt. Wir liegen in Einflugschneisen von Flughäfen, da gehe ich auch davon aus, dass der Regen nicht "destilliertes Wasser" ist. Also solltet Ihr m.E. Euren Feldversuch als Langzeitbbeobachtung fortfahren.

Schöne Grüße
Johannes

[Michael84]

Hallo Johannes.

Die erste Prototypenplatine ist mit 4 GBM aufgebaut und im Garten liegt jetzt ein Testoval mit 2 Gleisabschnitten von ca 3,5m Länge in grobem Kies(8-16mm).
Die Schaltschwelle ist erst einmal grob eingestellt, so dass alle 4 GBM den ESU-Decoder im Leerlauf erkennen (ca 50 bis 70mA, allerdings noch nicht genau ausgemessen).
Die Lok wird auf den Testabschnitten ohne Probleme erkannt. Um Regen zu simulieren haben Wir eine 10L Gießkanne mit Brausekopf genommen und das Grundwasser damit auf der Länge von 3,5m über das nicht belegte Gleis verteilt. Dabei hat der GBM nicht ein einziges mal reagiert, obwohl dies einem sehr starken Regenschauer entsprechen würde. Warum es damals mit dem Putzlappen zu Problemen kam kann ich mir nicht so recht erklären. Möglicherweise spielten dort Putzmittelreste oder andere Faktoren eine Rolle. Sicherlich spielt der Gleisunterbau auch eine ganz wichtige Rolle, denn wenn sich größere Mengen an Stauwasser bilden, die das Gleis fast unter Wasser setzen, dann ist ein größerer Stromfluss nicht vermeidbar.
Welche Längen haben denn eure größten zu überwachenden Gleise, damit man eventuell diesen Fall auch einmal testen kann.
Dank der Rocrail Version von Jan. 2017 kann man ja schon einmal die Anzahl der Schaltvorgänge eines Rückmelders sehen und zurück setzen. So kann man auch grade bei schlechtem Wetter einfach mal testen und gucken, ob der GBM auf die Umweltbedingungen reagiert, ohne dabei die ganze Zeit vor der Schaltung oder dem PC zu sitzen.

Gruß
Michael

[Pirat-Kapitan]

Moin Michael,
meine Gleise liegen in Basaltsplit Körnung 3-8mm, angereichert mit Sand, Erde und biologischen Objekten wie Blättern, Tannennadeln etc.. Der Split dürfte leicht magnetisch sein. Meine Blocklänge variiert von 2 bis 9 Meter, in Masse habe ich Flexgleise von 3m Länge verbaut.
Ihr solltet m.E. auch mal mit Staunässe experimentieren, Euer Kies dürfte Feuchtigkeit zu schnell ableiten. Bitte denkt auch an Moos etc. im Gleisbett. Also keine künstliche Testumgebung (wer verlegt schon seine Gartenbahn im groben Kiesbett?) sondern mal eine reale Gartenbahn nehmen.

Regenschauer ist nicht Dauerregen oder Schnee mit Dauerfeuchte.

Schöne Grüße
Johannes

[Pirat-Kapitan]

Moin Michael,
ich war gestern auf einer Gartenbahnanlage, die als Unterbau ein durchgehendes Betonfundament hat. Dadrauf sind die Gleise fest (mit Kleber) eingeschottert. Das dürfte hinsichtlich des Wasserabflusses noch kritischer sein als meine Verlegung (loser Split 10-15cm hoch) über Sandboden.

Schöne Grüße
Johannes
PS: ich gebe zu, das Wetter bietet derzeit keine optimale Testumgebung

[Duesselklaus]

Hallo Michael,

ich bin zwar kein echter Gartenbahn-Fahrer - aber mit der Spurweite (und auch mal 6A auf dem Gleis) und den Induktiven Rückmeldern habe ich schon seit mehreren Jahren Erfahrung.

Grundsätzlich zur Schaltung: Ich nutze die "ganz einfache" Version, wie sie ursprünglich mal bei FREMO veröffentlicht wurde: Ein Transistor, kein Poti. Damit ich aber einheitliche Schaltpegel habe, gibt es einen Spannungskomparator (immer für 4 Belegtmehder) auf der Basis eines LM339. Ursprünglich hatte ich Bedenken, ob die Bauteiltoleranzen dazu führen würden, dass die Melder unterschiedlich reagieren, aber heute mit ca. 100 Meldern im Betrieb, hat sich die Befürchtung zerstreut. Am Ausgang habe ich HINTER dem Komparator eine LED, damit ich den echten Status bei der Fehlersuche sehen kann und einen Taster zur Fehlersuche. Wenn die Technik mit RJ12 oder ähnlichen (Western Modular) Steckern verdrahtet wird empfehle ich eine Reverse Protection in der Spannungsversorung vorzusehen, da man gern mal ein Kabel "verkehrt herum" quetscht....

Was die Empfindlichkeit angeht: Ich habe meine Melder noch sehr empfindlich. Im Indoor-Betrieb habe ich keine Probleme mit Feuchtigkeit - meine Modul-Bahn, die auch mal in den Garten könnte, habe ich noch nicht auf Rückmelder erweitert. Es zeigt sich, dass schon eine geschwitzte Hand auf der Schiene den Melder auslöst (und das kribbelt unangenehm ). Probleme machen mir immer wieder "Doppel-Einspeisungen", also zwei Melder, die über irgendwelche "Umwege" beide das gleiche Gleis speisen. Es kommt dabei sogar machmal vor, dass eine Lok am einen Ende des Gleisstücks gemeldet wird, am anderen Ende nicht mehr, weil dann der Stom einen anderen Weg nimmt. So etwas hätte ich früher für unmöglich gehalten (aber mal lernt nicht aus...).

Für Deine Tests im Gartenbereich scheint mit der Versuch mit dem Wischlappen (am besten mit Wasser und Düngemittel befeuchtet) garnicht schlecht. Das könnte dem Film, der sich im Außenberich mit der Zeit bildet, schon recht nah kommen. Aber zugegeben - reine Theorie ....

Vielleicht um die Beschreibung abzurunden noch ein paar kleine Tips:

- Ich überbrücke Signale (die im manuellen RpcRail Betrieb auch wirklich den Stom abschalten) mit einem 47nF Kondensator. Das reicht, damit die Melder bei HP0 aktiv bleiben.
- Die Melder sind jeweils auf einer eigenen kleinen Platine aufgebaut. Das macht bei den großen Entfernungen den Aufbau leichter. Vom Melder geht es dann mit einer Coax-Leitung zum 4-fach Komparator und dann aufs Loconet.
- Die Melder habe ich soweit möglich mit SMDs aufgebaut. Das spart sehr viel Zeit .....
- Jeder Melder hat einen kleinen Taster (die bekommt man in China super preiswert im 100er Pack). Es hat sich gezeigt, dass das zur Fehlersuche mehr als wertvoll ist, da man sonst nur hin und her rennt oder immer Hilfe zur Fehlersuche braucht.

Ich hoffe, die Infos helfen.

Grüße aus Düsseldorf
Klaus

[Michael84]

Hallo zusammen.

Zuerst möchten wir uns an dieser Stelle einmal entschuldigen, dass kein Beitrag mehr von uns kam. Es sind doch so einige Arbeiten in letzter Zeit angefallen und nebenbei musste auch noch eine Platine für eine DCCpp Zentrale erstellt werden.
Die GBM-Platine wurde jetzt die ganze Zeit getestet und es wurden Gleise direkt auf Rasen verlegt und in Rindenmulch mit jeder Menge Unkraut. Selbst bei einem Platzregen sind dabei keine Fehlmeldungen entstanden. Interessant wäre sicherlich, wie sich das bei dem von Johannes beschriebenen Aufbau (Betonfundament mit verklebtem Schotter) verhält. Johannes, weißt Du zufällig, womit der Schotter verklebt war?
Sicherlich verlegt kaum einer seine Gartenbahngleise in grobem Kies, allerdings sollten die Gleise auch nicht durch einen See hindurch führen.
Wie die Schaltung sich bei Schnee verhält, das hoffen wir diesen Winter zu testen.(Wenn der Wettergott mal mitspielt.)
Leider kenne ich den von Klaus beschriebenen Schaltplan nicht, er hört sich aber sehr ähnlich an. Da Bilder oft mehr als 1000 Worte sagen habe ich den Schaltplan, ein Bild der Platine und der Teststrecke mal angehangen.
Wenn deine Schaltung schon auf eine verschwitzte Hand reagiert, dann würde es im Außenbereich mir sehr großer Wahrscheinlichkeit zu Fehlmeldungen kommen. Das mit den Doppeleinspeisungen wie Klaus sie beschreibt kann ich so grade gar nicht nachvollziehen. Jeder zu überwachende Abschnitt muss seinen eigenen Gleisbesetzmelder haben. Möglicherweise tritt der Fehler aber auch durch die extrem niedrige Schaltschwelle des GBM in Verbindung mit nach dem GBM parallel liegenden Kabeln aus verschiedenen Blöcken auf(Übersprechen).
Den GBM haben wir soweit es möglich war mit bedrahteten Bauteilen aufgebaut um die Montage zu erleichtern. Um ein paar SMD-Bauteile sind wir aber auch nicht herum gekommen, aber 1206er Widerstände lassen sich noch sehr gut löten.(deutlich leichter als gedacht) Möglicherweise werden auf weiteren Platinen auch mehr SMD-Bauteile verwendet um den Platz besser zu nutzen.
Für die Spur G kam uns auch erst der Gedanke einzelne GBM zu bauen, als Basis für die weitere Signalverarbeitung sollte allerdings das System von Peter Gilling die Basis sein, und damit war der Stecker (8 I/O Pins, +5V und Masse) vorgegeben. Auf einer Platine mit den Abmessung passen aber nicht 8 sondern nur 4 Besetztmelder, so das die anderen IO-Ports, Masse und +5V auf einen weiteren Stecker geführt werden und so alle 8 Ports genutzt werden können.
Mit dem Abschalten der Spannungen bei HP0 haben wir bisher noch keine Erfahrungen gesammelt.

Grüße aus Oberhausen
Wolfgang und Michael

[Pirat-Kapitan]

Moin Michael,
der Splitkleber dürfte Sarnacol 2116 gewesen sein, wen ich mich recht erinnere.

Das Problem der Doppeleinspeisungen kann ich mir auch vorstellen, wenn ich z.B. Triebzüge mit durchgehender Verkabelung fahre, Stromaufnahme an beiden Triebköpfen und der freie raum zwischen zwei GBMs keiner als die Zuglänge ist. Ein Beispiel dafür wäre für mich der TEE von Piko. Mit einer 6- oder 7-Wagen-Komposition, wie er in meinem Bekanntenkreis anzutreffen ist, wäre der auf meiner Anlage bei GBMs nicht einsetzbar, ohne Doppeleinspeisungen / Doppelauslösungen zu verursachen. Teilweise ist der Blockabstand (also der Teil zwischen den einzelnen GBM-Abschnitten unter 1 Meter. Wenn ich eine lückenlose Besetztmeldung machen würde, wäre er sogar gegen 0 cm.
Wie wird dieses Problem eigentlich von den GBM-Anwendern gelöst?

Ich habe inzwischen einen neuen Gartenbahnfreund aufgetan, der Lehmboden hat. das führt dazu, dass er nach intensiver "Beregnung" (wie in diesem Jahr erlebt), Staunässe im Gleisbereich hat, so das teilweise sogar die Kurzschlusserkennung der Zentrale meuterte. Vielleicht nicht der Regelfall, aber es zeigt, wohin es wetterbedingt gehen kann.

Schöne Grüße
Johannes

[Michael84]

Hallo Johannes,

tut mir leid, dass wir uns so spät erst wieder melden. Das Thema ist nicht eingeschlafen, hatten nur nebenbei noch mit diversen anderen Projekten zu tun.
Dieser Winter war richtig super, so dass die GBM auch mal bei ordentlich Schnee (ca 10cm Schneedecke) getestet werden konnten. Die Funktion war auch bei Schnee noch gegeben. Die 50 bis 100mA Schaltschwelle scheinen ein guter Wert zu sein, um einen störungsfreien Betrieb zu ermöglichen.
Lehmboden hört sich allerdings schon schwierig an. Wenn Wasser nicht abläuft und sogar die Kurzschlussüberwachung der Zentrale eingreift, dann ist der Gleisunterbau nicht geeignet. Zaubern kann man mit dem GBM halt auch nicht. Man muss den Kompromiss finden, wo eine stehende Lok noch erkannt wird, aber ein nasses Blatt, Schnee oder Regen noch keine Fehlmeldung auslösen. Wird der Stromfluss durch eine Störgröße allerdings zu groß, dann kann eine stehende Lok nicht mehr zuverlässig erkannt werden.

Mit den Doppeleinspeisungen ist in der Tat ein interessantes Thema. Da der Strom sich dann auf 2 Melder aufteilt muss der Stromfluss doppelt so groß sein, um eine Belegtmeldung auszulösen. Wenn der Zug fährt sehe ich da allerdings kein Problem. Sollte er allerdings in 2 überwachten Blöcken stehen, könnte es sein, dass er dann nicht erkannt wird. Es sei denn, solche Garnituren werden dann so umgebaut, dass eine zusätzliche Last denn Leerlaufstrom entsprechend erhöht, so dass eine saubere Erkennung funktioniert.(Wäre zum Beispiel durch Nutzung eines Funktionsausgangs im Decoder realisierbar, der nur bei stehendem Zug aktiviert wird/ist)
Das beide Abschnitte erkannt werden, wenn der Zug sich in beiden befindet ist doch auch richtig so, immerhin befindet der Zug sich ja auch in beiden Abschnitten. Und der Abstand zwischen den Belegtmeldern sollte daher auch keine Rolle spielen. Der Rest ist ja nur eine Einstellungssache in Rocrail.

Gruß
Wolfgang und Michael

[Pirat-Kapitan]

Moin Michael,
das Thema GBM für Gartenbahn (Außeneinsatz) ist für mich abgehackt, ich beschäftige mich jetzt bei GBM nur noch mit Inneneinsatz (H0m), wo ich mir meine GBMs mit Erfolg selber gebaut habe.
Meine Reedkontakte habe sich in diesem Winter bei jedem Wetter wieder wie erwartet bewährt, da ändere ich nichts und ich werde bei "Kunden" auch nur diese Technik verwenden. Das Feld "GBM bei Gartenbahn" überlasse ich Euch, meine Kapazitäten sind endlich !

Schöne Grüße und viel Erfolg
Johannes