Endnu et alternativt til positionsbestemmelse

Mens vi venter på at finde ud af om Ulrik's Railmagic har fået løst problemet med positionsbestemmelse har jeg rodet lidt med et alternativ til IR sensorer og magnetkontakter. Det er dog lidt upræcist at kalde det et alternativ til en IR sensor, da det er.. øhh... en IR sensor. Dog noget mere avanceret end dem jeg har rodet med før.

Dimsen har det mundrette navn VL53L0X og koster omkring 15kr fra Kina, inklusive lidt hjælpeelektronik der gør det muligt at bruge den med 3V3-5V - selv om chippen kører 2V8.

Overfladen er 4.4 x 2.4mm. Meget mindre en en 3mm IR LED plus sensor. Den er lille nok til at den let kan være mellem svellerne på skala N. Den er 1mm høj - men der er naturligvis også PCB pladen og andre komponenter der skal være plads til. Det breakout board jeg fik fat i har støttekombonenterne på samme side som sensoren - det kan gøre det svært at skjule sensoren. Men der er også modeller hvor sensoren sidder alene på den ene side.Og man kan naturligvis også fremstille sit eget PCB nu om dage - så kan sensoren for eksempel sættes ude i enden så det er lettere at skjule printpladen. Det er ikke den letteste komponent at lodde, men det går nok med lidt varmt luft fra undersiden af printpladen.

Har man en Arduino er det meget simpelt at eksperimentere med: https://learn.adafruit.com/adafruit-vl53l0x-micro-lidar-distance-sensor-breakout/arduino-code

Jeg burde nok have set lidt bedre på det enkelte billede jeg fik taget inden det hele blev pakket væk - sensoren er det desværre ikke i focus:

VL53L0X første test

Her er sensoren anbragt ved siden af sporet med en fladvogn for at give lidt udfordringer - men den blev detekteret uden problemer. Var sensoren meget tæt på, havde den en tendens til at vise omkring 2cm afstand som minimum. Men til en simpel detektion om der er en vogn eller et lokomotiv ud for sensoren er det ikke noget problem. Så sætter man bare en grænse på for eksempel 3cm. Der var ikke problemer med at detektere med en afstand på 5-8cm, så sensoren kan skjules i en bygning eller lignende lidt væk fra sporet.

I teorien kan et stykke dobbeltspor klares med bare to sensorer, én i hver ende anbragt sådan her:

Billede

 

Detekterer sensoren f.eks 3cm, betyder det at det øverste tog er ud for sensoren. Detekterer den f.eks. 7cm betyder det at det nederste tog er ud for sensoren, og det øverste tog ikke er. Er der 10cm eller mere, så er der ikke noget tog ud for sensoren. 

Det kræver lidt specielt software, da det nederste tog ikke kan ses når det øverste tog kører forbi sensoren - men sensoren i den anden ende kan detektere når det nederste tog har passeret sporskiftet,

Jeg har også eksperimenteret med en sensor for enden af sporet. Selv fladvognen detekteres omkring 4-10cm. En større hvid vogn var oppe omkring 15cm, og med finjustering af sensoren kortvarigt 20cm. Da sensoren sad lavt over sporrerne går jeg ud fra at den fik for mange falske reflektioner tilbage fra svellerne på større afstande. Jeg rodede ikke meget med sensor højden, så der er eventuelt noget at vinde. Måske kan en enkelt sensor dække de sidste 5-10cm før signalet - det gør det lettere at bringe toget til standsning præcist.
VL53L0X enkeltspor skitse

Der er naturligvis også nogle ulemper med denne dims, så jeg ved ikke om det er noget jeg fortsætter med. For eksempel:

  • Den kører I2C, og starter altid med én fast addresse. Så skal man have flere på én mikroprocessor, så skal man have nogle flere ledninger trukket. Da addressen kan ændres efter start kan man evt. lave noget lokalt RC forsinkelse på den enkelte sensors reset, så mikrokontrolleren får ændret addressen efterhånden som de kommer online... men det lyder bøvlet at få dét stabilt.
  • Den er relativ langsom - omkring 10 målinger pr sekund med laveste præcision. I skala N kører et TGV med realistisk tophastighed omkring vist omkring 5cm på den tid.Men er der - som i mit tilfælde - tale om et lokomotiv der er ved at stoppe før et signal er det kun nogle mm mellem hver måling.
  • Har man en IR LED på en side af sporet, og en sensor på den anden er det relativt let at tælle vogne. Det kræver noget mere finjustering med denne sensor - hvis det overhovedet er muligt at få stabilt med alle vogne - og hastigheden er igen et probem, hvis man lige vil tælle om en vogn er tabt når toget kører forbi.

Så jeg er ikke solgt på denne sensor, men en ny multighed i værktøjskassen skader ikke.

__________________

mvh
Lars M

Er så småt ved at begynde at pille i skala n, epoke III, DB.

Like 4 kan lide
Top

Picture

Lars Skjærlund

Rødovre

Webmaster

Indlæg: 3.678

PB  Blog  Hjemmeside

Da' Lars.

Det ser spændende ud - jeg har lige bestilt en lille håndfuld i Kina.

De kan jo godt nok fåes i Danmark, men prisen - Eletronik Lavpris vil have 285,- kr. for det samme...

__________________

MVH
Lars

Like 2 kan lide
Top

Picture

Togsøn

Indlæg: 157

PB

Hejsa.

Tror altså stadig det med RFID, hvor man ved hvor hvilke vogne er må være helt super, så kan der laves en perfekt rangering og ny oprangering er en bedre og mere spændende løsning.

Her får men en detektion men af hvilken vogn ?

Denne kan bruges som sikringanlæg !

Hver sin smag.

Hilsen Erling.

 

 

 

 

 

Like 0 kan lide
Top

Picture

lmoelleb

Doorwerth Netherlands

Indlæg: 86

PB  Blog

Jeg har på ingen måde udelukket RFID, men jeg regner ikke med at finde den perfekte løsning der virker overalt. Det er naturligvis lækkert at RFID can detektere den enkelte vogn. Det er lettere end at tælle pålideligt. Men som alt andet, kommer der en stak ulemper med.

Jeg skal bruge et system der kan klare følgende krav:

  • Har små tags hvis noget skal placeres på lokomotiv/vogne (n-skala, skal kunne skjules under for eksempel tank-vogn).
  • Skal også virke med et lokomotiv med metalbund og motor "støj" .
  • Kan detektere præcist hvornår tagget opfanges (lad os sige en position på +/1 cm da jeg skal standse over en afkobler)
  • Kan bruges i n-skala med parallelspor, så én af de følgende to:
    • En præcis læser der kun ser vogne i ét spor, men stadig er kraftig nok til at læse gennem ballast of skinner pålideligt, eller lille nok til at kunne skjules.
    • Anti-kollision (kan læse flere vogne på samme tid - i mit tilfælde vil der ikke være tvivl om hvilket spor vognen er på) - uden prisen ryger igennem loftet.

Jeg satser ikke på at der er en RFID løsning der klarer alle af mine krav, men det ville da være lækkert hvis du har fundet én?

Indtil det perfekte dukker op, regner jeg med en kombination af sensor typer, og der kan RFID stadig komme på tale selv om ikke alle "krav" er opfyldt. For eksempel in RFID læser på vej ud fra min skyggebanegård kunne detektere hvis der er en tabt vogn, mens præcist standsning på parallelspor er styret med et par IR sensorer. Her vil RFID læseren (i midt tilfælde) kun skulle klare ét spor, og dwer er ikke noget krav til præcis position.

Jeg har for eksempel heller ikke udelukket at det "bare" bliver et kamera der bruger en AI løsning der trænes til at detektere et lokomotiv på en bestemt position. Eller hvis jeg får fingrene i et lille 3D kamera kunne det også være en løsning uden AI - mit gamle forsøg med Kinnect var sådan set lovende nok men for tungt og klodset.

__________________

mvh
Lars M

Er så småt ved at begynde at pille i skala n, epoke III, DB.

Like 0 kan lide
Top

Kommentarvisning

Vælg din foretrukne kommentarvisning og klik på "Gem indstillinger" for at aktivere dit valg.