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SRCPD mit MFX und anderen Erweiterungen

Ich habe srcpd um einige Funktionen erweitert:

  • Portierung auf RaspberryPi
    • Alle Modelle
    • Möglichkeit DDL über SPI Bus anstelle RS232 auszugeben.
      Damit können alle Protokolle (Märklin Motorola, NMRA DDC, MFX) perfekt erzeugt, mit praktisch 0-CPU Last, ausgegeben werden.
    • S88 Bus immer über SPI (zusätzliche Hardware notwendig, siehe unten).
  • Schnellerer Lok-Refresh, „Fast“ Refresh für Lok mit neuen Kommandos.
  • Märklin MFX Protokoll (zusätzliche Hardware notwendig, siehe unten). Inkl. automatische Erkennung, Dekoderkonfiguration etc.
    Wird nur auf SPI Bus unterstützt!
    Ohne zusätzliche RDS Rückmeldehardware verwendbar, wenn man die Lok UID’s kennt.
  • Lok Stop Kommandos werden priorisiert behandelt und überholen andere Kommandos, auch der selben Lok.
    Von Stopkommandos überholte Fahrtkommandos einer Lok werden dann verworfen.
  • „MobileStation Mode“: Umschaltung MobileStation Ausgabe auf SRCPD für Schaltdekoderkommandos.
  • XBee Module als eigener SRCPD Bus.
  • S88 Bus mit 2v3 Filterung
  • Einmalige,  automatische  Boosterwiedereinschaltung, wenn dieser wegen einem Kurzschluss ausschaltet.
  • Korrektur Märklin Motorola Ausgabe für Schaltdekoder, so dass auch diejenigen der Firma LDT mit SRCPD funktionieren.
  • Watch-Dog für automatisches Power Off, falls der Client nicht mehr regelmässig mit dem SRCPD Server kommuniziert.
  • Booster „Sigg Mode“ (Booster werden über Impulse auf DTR & RTS ein- ausgeschaltet.

Update 09.04.18:
Rüdiger Seidel hat als zusätzliche Feedback Möglichkeit die Unterstützung des MCP23S17 (16-BIT I/O EXPANDERS WITH I2C & SPI INTERFACE) implementiert. Dieser FB-Bus ist ab jetzt in dieser srcpd Implementierung enthalten.

Downloads:

 

Echt Dampf / Real steam

Taka Tuka

Zwischen Weihnachten und Neujahr 2017 habe ich den Entschluss gefasst, den schon lange schlummernden Traum eines Modelldampfschiffes umzusetzen. Der ursprünglich ins Auge gefasste Selbstbau einer Dampfmaschine musste dann allerdings mangels geeigneter Werkstattausrüstung (Drehbank, Fräse) relativ schnell aufgegeben werden. Trotzdem ist aber von Januar bis Ende Februar 2018 ein durchaus sehenswertes Modell einer Dampfpinasse entstanden.
Stapellauf war nun am 25.03.18, alles hat bestens funktioniert, die bereitstehenden „Rettungsboote“ mussten nicht eingesetzt werden.

  • 2-Zylinder Dampfmaschine mit Stephenson Umsteuerung
  • Kessel mit Überhitzer
  • Gasbrenner mit Kesseldruck abhängigem Regelventil
  • Dampfpfeife

Folgende Funktionen sind fernsteuerbar:

  • Umsteuerung
  • Dampfregelventil
  • Dampfpfeife
  • Steuerruder

Sigg’s Java ESTW

Sigg’s JavaESTW ist eine Modellbahn-Stellwerksoftware die nach dem Vorbild der Stellwerkslogik der SBB arbeitet. Die Software besteht aus drei Teilen:

  • Einem Projektierungsprogramm, mit dem beliebige Anlagen projektiert werden können.
  • Dem eigentlichen Stellwerksprogramm (Logikkern, Server), das die Ausführung des Stellwerks übernimmt und die Digitalzentrale ansteuert.
  • Dem Bedien- und Anzeigeprogramm (die Benutzer- Fahrdientsleiter- Schnittstelle).

Da die Kommunikation zwischen Anzeige-Bedienung und dem Logikkern mittels https funktioniert, kann die Bedienung einer Modellbahn über das Internet von praktisch überall erfolgen!
Nach Absprache wird meine Modellbahn On-Line gestellt!

Sigg’s Java ESTW ist Open-Source und kann hier herunter geladen werden:
Java-Installationspaket
Quelltexte

Sigg’s Java ESTW kommuniziert mit der Modellbahn mittels des SRCP Protokolls. Das heisst, es muss ein SRCP Server wie z.B. der srcpd vorhanden sein.

Screenshots:

Was macht ein Stellwerk?

Die Aufgaben eines Stellwerks

Einfach ausgedrückt, muss ein Stellwerk verhindern, dass es auf irgend eine Art und Weise zu einem Unfall (Zusammenstoss zweier oder mehrerer Züge) kommen kann. Dies bedeutet nun zwangsläufig, dass ein Stellwerk über die Belegungen aller Gleise und Weichen informiert sein muss. Um ein Stellwerk zu betreiben, dass diesen Namen auch verdient, muss die Modellbahn also mit einer möglichst vollständigen Gleisfreimeldung ausgestattet sein. Erst in zweiter Linie stellt ein Stellwerk Automatisierungsfunktionen zur Verfügung (Automatischer Signalbetrieb, ASB). Sigg’s JavaESTW ist in der Funktionalität an die elektronischen Stellwerke der SBB angelehnt. Zum Teil wurde der Funktionsumfang (Komplexität) aber stark vereinfacht (zBsp. Block). Sie können aber sicher sein, dass Sie beim Einsatz von Sigg’s JavaESTW für Ihre Modellbahn, einen Fahrbetrieb erhalten, der dem Orginal sehr nahe kommt.

Darstellung, Bedeutung der Farben im ESTW

Um die nachfolgenden Zeichnungen richtig zu verstehen, folgt an dieser Stelle schon die Definition der Farben. Die Erklärung, was denn nun zBsp. Flankenschutz bedeutet, folgt später. In folgender Tabelle sind alle Farben aufgeführt mit denen die Zustände der einzelnen Gleise und Weichen dargestellt werden.

Farbe Bedeutung
weiss Keine Beanspruchung, keine Belegung
rot Gleis ist besetzt
grün Zugfahrstrasse
blau Rangierfahrstrasse
türkis Element gibt Flankenschutz

Signal Symbole

Ein Hauptsignal wird als Pfeil, in Richtung wie ein fahrender Zug auf die Front des Signals zufährt, es also sehen kann, dargestellt, ein Zwergsignal als halber Pfeil. Nicht dargestellt werden Vorsignale und der Begriff, den ein Hauptsignal zeigt. Der Fahrdienstleiter interresiert sich nicht für den Begriff eines Signals, sondern nur ob es Rot oder Grün ist!

Einzelbedienungen

Unter Einzelbedienungen versteht man das Bedienen eines einzelnen Elements (Bsp. Weiche umschalten, Barriere schliessen usw.). Nicht jede Einzelbedienung ist jederzeit möglich. Wenn zum Beispiel eine Weiche durch eine Fahrstrasse beansprucht ist, kann sie nicht mehr umgeschaltet werden.

Einzelbedienungen werden im normalen Betrieb nicht sehr oft verwendet, da bei Strassenbedienungen alles, was für eine Strasse von A nach B notwendig ist, automatisch ausgeführt wird.

Die Fahrstrasse

Mit Fahrstrasse wird ein gesicherter Fahrweg von einem Start- zu einem Zielsignal bezeichnet. Möchte der Benutzer mit einem Zug von A nach B fahren, so teilt er dies dem ESTW mit, dieses prüft nun ob dies Möglich ist. Wenn ja, wird eine gesicherte Fahrstrasse von A nach B einlaufen. Gesichert heisst, dass das Stellwerk dafür sorgt, dass keine zweite Fahrstrasse, die der ersten in die Quere kommen könnte, einläuft. Das Startsignal einer Fahrstrasse geht erst auf Fahrt (grün), wenn die Strasse vollständig eingelaufen ist. Der Benutzer (Fahrdienstleiter) hat keine Möglichkeit, direkt ein Signal zu beeinflussen! In Abbildung 1 ist eine Fahrstrasse von Signal 1 zu Signal 2 dargestellt.

Fahrstrasse

Rangierfahrstrassen

Rangierfahrstrassen sind, wie der Name schon sagt, dazu da,  Rangierfahrten zu ermöglichen. Rangierfahrten können den Bahnhofsbereich nie verlassen, das heisst, sie können nie über ein Einfahr­signal hinaus auf den Block gestellt werden. Damit eine Rangierfahrstrasse einläuft, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

  • Flankenschutz muss gewährleistet sein.
  • Alle Elemente die befahren werden sollen, dürfen nicht durch eine Strasse beansprucht werden.
  • Das Zielsignal muss ROT sein.
  • Es darf kein Element der Strasse gesperrt sein.
  • Alle Weichen der Strasse müssen in der korrekten Lage stehen, oder umgestellt werden können.
  • Keine Weiche der Strasse darf gestört sein.
  • Start- und Zielsignal muss ein Zwergsignal sein.
  • Bei Rangierfahrstrassen ist es erlaubt, dass Elemente der Strasse besetzt sind!

Zugfahrstrassen

Zugfahrstrassen werden vom ESTW höher gewertet als Rangierstrassen. Sie dürfen im Gegensatz zu Rangierstrassen aus dem Bahnhof auf die Strecke führen. Die Bedingungen für eine Zugfahrstrasse sind strenger als bei einer Rangierstrasse:

  • Flankenschutz muss gewährleistet sein.
  • Alle Elemente die befahren werden sollen, dürfen nicht durch eine Strasse beansprucht werden.
  • Das Zielsignal muss ROT sein.
  • Es darf kein Element der Strasse gesperrt sein.
  • Alle Weichen der Strasse müssen in der korrekten Lage stehen, oder umgestellt werden können.
  • Keine Weiche der Strasse darf gestört sein.
  • Start- und Zielsignal muss ein Hauptsignal sein, respektive ein Zwergsignal mit Gruppenhauptsignal.
  • Alle Elemente über die eine Zugstrasse führt, dürfen nicht belegt sein.
  • Der Gleisabschnitt beim Startsignal muss entweder belegt sein, oder eine andere Zug- oder Rangierstrasse muss schon bis zum Startsignal gestellt sein (Startpunktbedingung).
  • Ein eventuell projektierter Durchrutschweg (Besonderer Verschluss, BV) über das Zielsignal hinaus muss frei und nicht Beansprucht sein.
  • Bei Fahrten aus dem Bahnhof heraus, über einen Blockabschnitt: die Blockrichtung muss stimmen, respektive gedreht werden können.

Die Strassenauflösung

Die Gesamtauflösung

Unter Gesamtauflösung versteht man die vollständige Auflösung der gesamten Strasse. Es gibt verschiedene Arten von Gesamtauflösungen:

  • Automatisch bei erreichen des Zielsignals.
  • Durch eine Bedienung des Benutzers. In diesem Fall werden folgende Bedienungen underschieden:
    • Betriebsauflösung einer Rangierstrasse (BAR)
      Diese Bedienung ist immer möglich.
    • Betriebsauflösung einer Zugstrasse (BAZ)
      Diese Bedienung ist nur dann möglich, wenn das deckende Hauptsignal noch nie auf Fahrt war.
    • Notauflösung einer Zugstrasse (NAZ)
      Mit dieser Bedienung wird eine Zugstrasse aufgelöst, wenn das deckende Hauptsignal schon auf grün gewesen ist.
      Da im Falle der NAZ Bedienung ein Zug bereits am Signal vorbei gefahren sein kann, werden zuerst die Signale auf ROT gestellt. Die Strasse selbst wird erst nach einer Pause von z.B. 2 Minuten aufglöst (NAZ Zeit). Damit ist sichergestellt, dass ein Zug, der schon unterwegs ist, vor dem Auflösen der Strasse zum stehen kommt. Zu Testzwecken kann diese Zeit ausgeschaltet werden (NAZ kurz).

Die Regelauflösung

Unter Regelauslösung versteht man das Auflösen der Fahrstrasse (zurücksetzen der Beanspruchung), das kontinuierlich mit dem freifahren eines Abschnitts stattfindet. Das heisst, jeder Abschnitt einer Strasse wird hinter einem fahrenden Zug, mit dem freifahren, aufgelöst.
Die Bedingungen, dass die Regelauflösung auf einem Abschnitt der frei wurde, stattfindet, sind folgende:

  1. Der nächste Abschnitt muss belegt sein.
  2. Der vorherige Abschnitt muss frei sein.
  3. Der vorherige Abschnitt muss schon aufgelöst haben (keine  Strassenbeanspruchung mehr).

Wird eine dieser Bedingungen nicht erfüllt (Bsp. Zug hat einen Wagen verloren), wird die Regelauflösung ab dem Abschnitt, der als erster nicht auflösen konnte, nicht mehr arbeiten (3. Regel).

Der Flankenschutz

Bei Fahrstrassen, die über Weichen führen, muss verhindert werden, dass vom nicht durch die Strasse beanspruchten Ast der Weiche her, eine Gefährdung der Strasse, und damit des fahrenden Zuges, stattfinden kann. Diesen Mechanisums nennt man Flankenschutz. Flankenschutz kann durch eine andere Weiche oder durch ein Signal gegeben werden. In der ersten Abbildung unten ist der Schutz durch eine Weiche (Weiche 1 sucht Schutz für Fahrstrasse von Signal 1 nach Signal 2, Weiche 2 bietet Schutz, Weiche 2 kann nicht mehr umgeschaltet werden bis Fahrstrasse über Weiche 1 aufgelöst hat), in der zweiten Abbildung der Schutz durch ein Signal (Lichtschutz) dargestellt (Weiche 1 sucht Schutz, Signal 3 bietet Lichtschutz).

Flankenschutz durch Weiche
Flankenschutz durch Signal

Der Flankenschutzraum

Unter Flankenschutzraum versteht man alle Elemente von der Schutz suchenden Weiche bis zum Schutz bietenden Element. Bei der Anschaltung einer Fahrstrasse wird verlangt, das der ganze Flankenschutzraum frei ist! In folgender Abbildung ist ein Flankenschutzraum (türkis) dargestellt. Zu beachten ist, dass Signal 3 keinen Schutz bieten kann, da es in die selbe Richtung zeigt, wie die Schutzsuche (von Weiche 1 weg), das heisst, Signal 3 ist durch Transportschutz beansprucht.
Flankenschutzraum

Transportschutz

Ein Element, das nicht selbständig Schutz bieten kann, muss die Schutzsuche weitergeben, das heisst, es bietet Transportschutz (Gleis, Signal in der »falschen« Richtung, Weiche von der Spitze her). In folgender Abbildung ist ein Beispiel zu sehen, in dem Weiche 1 Schutz sucht, Weiche 2 den Schutz an Signal 3 und Signal 4 weitergeben muss.
Transportschutz

Zwieschutz

In folgender Abbildung ist ein Beispiel eines Zwieschutzfalles gegeben. Weiche 3 muss gleichzeitig Schutz für die Fahr­strasse von Signal 1 nach Signal 2 und für die Strasse von Signal 3 nach Signal 4 geben. Da sie das nicht kann, muss sie die Schutzsuche weitergeben. Das heisst, Signal 5 bietet Schutz für beide dargestellten Fahrstrassen. Weiche 3 ist durch Zwieschutz beansprucht.
Zwieschutz

Ein Spezialfall des Zwieschutzes ist der Eigenzwieschutz. Dabei erhält eine Weiche zwei Schutzanforderungen von ein und der selben Fahrstrasse. Ein Beispiel dafür ist in folgender Abbildung, Weiche 3, gegeben.
Eigenzwieschutz

Der Streckenblock

Im Unterschied zu Relaisstellwerken und noch älteren Stellwerken bei der SBB (bei diesen »alten« Stellwerken höhrte die Fahrstrassenlogik beim Einfahrsignal auf. Auf der Strecke zwischen zwei Stationen gab es also keine Fahrstrassen mehr), hat der Block in vorliegenden Modellbahnstellwerk stark an Bedeutung verloren. Im Prinzip können zwei Stationen mittels der normalen Fahrstrassenlogik über eine Strecke miteinander verbunden sein. Es gibt aber dennoch, mindestens zwei Gründe, warum in Sigg’s JavaESTW ein Blockelement implementiert wurde:

  • Über ein Blockelement kann keine Rangierfahrstrasse gestellt werden.
  • Mittels des Blockes wird verhindert, dass sich zwei Züge gegenseitig blockieren können.
  • Die Richtung des Blockes wird von der Überfüllverhinderung verwendet.

In folgender Abbildung sind zwei Stationen ohne Block miteinander verbunden. Die Fahrstrassenlogik verhindert nicht, dass sowohl von Station A die Strasse von Signal 1 nach Signal 2 und von Station B die Strasse von Signal 3 nach Signal 4 eingestellt wird, da dabei keine Gefährdung auftritt. Es kann nun also zur Situation kommen, dass sich zwei Züge gegenüberstehen und nicht mehr weiter können…
Strecke ohne Block

In folgender Abbildung ist nun die selbe Situation, ergänzt um zwei Blockelemente, zu sehen (es gehören immer zwei Blockelemente zusammen, zwischen den beiden Elementen darf es keine Weiche haben). Die Richtung des Blockes ist durch den Pfeil dargestellt. Die Richtung kann nur gedreht werden, wenn zwischen den beiden Blockelementen kein einziges Gleis belegt ist, und keine Strassenbeanspruchung vorhanden ist. Von einer Station kann nur dann eine Strasse auf die Strecke gestellt werden, wenn die Richtung des Blockes stimmt, respektive wenn sie gedreht werden kann. Somit ist es nicht mehr möglich, eine Situation des gegenseitigen blockierens, wie in der vorhergehenden Abbildung, zu erhalten.
Block

Der »Besonderer Verschluss«

Da bei kurzen Gleisen nicht immer garantiert werden kann, dass ein Zug nicht über das Zielsignal fährt, wurde der »Besondere Verschluss« (BV) eingeführt. Beim BV handelt es sich im Prinzip um eine Verlängerung der Fahrstrasse. Diese Verlängerung der Fahrstrasse sollte so gewählt sein, dass es nicht möglich, dass ein Zug, wenn er schon über ein rotes Signal fährt, auch noch über den BV-Bereich rutscht. Der Unterschied zwischen einem BV und der normalen Zugfahrstrasse besteht eigentlich nur darin, dass der BV nicht nach befahren auflöst, sondern nach einer projektierten Zeit, nach befahren des Zielsignals. Der Gedanke der sich dahinter verbirgt ist folgender:
wenn ein Zug den Signalabschnitt befahren hat und nach, zum Beispiel 10 Sekunden, der nächste Abschnitt noch nicht besetzt ist, wird er wohl zum stehen gekommen sein, womit der BV nicht mehr benötigt wird. In Abbildung 10 ist ein Beispiel eines aktiven BV’s zu sehen. Der Bereich von Signal 2 bis und mit Weiche 1 ist durch einen BV geschützt. Eine Fahrstrasse von Signal 3 nach Signal 4 ist nicht mehr möglich.
Besonderer Verschluss