-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Modellfahrzeugsystem mit bahngebundenen
Fahrzeugen, insbesondere ein Modelleisenbahnsystem oder eine Modell-Autorennbahn,
sowie Komponenten eines solchen Systems wie etwa ein Modellfahrzeug,
eine in ein solches Fahrzeug einzubauende Steuereinheit und einen
Steuerrechner zum Steuern der Bewegungen und eventuell anderer Funktionen
eines oder mehrerer Modellfahrzeuge.
-
Modelleisenbahnsysteme
umfassen häufig ein komplexes Schienennetz, auf dem eine
große Zahl von Lokomotiven unabhängig voneinander mehr
oder weniger gleichzeitig automatisch fahren soll, um einen realistischen
Bahnbetrieb nachzubilden. Es ist bekannt, die Bewegungen von Lokomotiven
in einem solchen System mit Hilfe eines Computers zu steuern, der
anhand eines vorgegebenen Steuerprogramms Befehle an die Lokomotiven
sendet, die diese veranlassen, mit einer bestimmten Geschwindigkeit
vorwärts oder rückwärts zu fahren, anzuhalten,
sowie eventuell Zusatzausrüstungen wie Beleuchtung, Raucherzeuger,
Fahrgeräuscherzeuger etc. zu betätigen.
DE 100 11 978 A1 offenbart
ein Modelleisenbahnsystem, bei dem die Schienen zum Übertragen
der Befehle an die Lokomotiven genutzt werden.
-
Diese
Art der Befehlsübertragung ist zwar vergleichsweise preiswert
zu realisieren, hat aber einige schwerwiegende Nachteile. Zum einen
ist aufgrund der unbestimmten Dämpfungseigenschaften der
Leiter die Übertragungskapazität für
Befehle nicht hoch, so dass Engpässe nicht auszuschließen sind,
wenn eine Vielzahl von Lokomotiven zu steuern ist. Außerdem
hängt die Qualität der Übertragung kritisch
von dem Zustand der elektrischen Kontakte zwischen den Schienen
sowie von der Zahl solcher Kontakte ab, die zwischen dem Ort der
Einspeisung der Steuerbefehle in das Schienennetz und dem Aufenthaltsort
einer zu steuernden Lokomotive liegen. Dies kann dazu führen,
dass in manchen Regionen des Schienennetzes Befehle nicht zuverlässig
empfangen werden. Schlechte Kontakte ausfindig zu machen und auszubessern
ist sehr zeitaufwändig, doch selbst wenn die Qualität
der Kontakte gut ist, setzt diese bekannte Technik Grenzen für
die Ausdehnung, die ein Modellbahnschienennetz haben kann, die zu überschreiten
hohen Aufwand erfordert.
-
Diese
Nachteile lassen sich vermeiden, wenn zur Übertragung der
Befehle eine Funkverbindung genutzt wird. Ein Modelleisenbahnsystem
mit funkgesteuerten Lokomotiven ist z. B. in
DE 27 35 521 beschrieben. Wenn mehrere
Lokomotiven auf einem gemeinsamen Schienennetz fahren sollen, so wird
bei diesem bekannten System für jede einzelne eine eigene
Funkfrequenz benötigt. Dies setzt der Ausbaufähigkeit
des Systems Grenzen, so dass es für große Modelleisenbahnsysteme
mit vielen Lokomotiven nicht geeignet ist.
-
Um
einen Fahrbetrieb mit mehreren Lokomotiven in einem Modellschienennetz
zu automatisieren, sind Streckensignale erforderlich. Diese wirken
herkömmlicherweise, indem sie eine Lokomotive beim Erreichen
eines auf Halt stehenden Signals ausschalten und sie erst wieder
anfahren lassen, wenn das Signal durch einen Steuerrechner ferngesteuert
auf Fahren geschaltet wird oder die Lokomotive wieder anfährt,
wenn sie einen diesbezüglichen Befehl des Steuerrechners
empfängt.
CH
672 437 A5 schlägt vor, solche Signale mit Hilfe
von stationären Strichcodelesern zu realisieren, die angeordnet
sind, um einen am rollenden Material angebrachten Strichcode zu
erfassen und dadurch einer Steuerungseinheit Aufschluss über
den Aufenthaltsort des rollenden Materials zu geben. Jeder Strichcodeleser
muss mit der Steuerungseinheit über einen Schaltdraht verbunden
werden, der, um das Aussehen des Modells nicht zu beeinträchtigen,
verborgen verlegt werden sollte. Diese Verlegung ist sehr zeitaufwändig und
fehlerträchtig.
-
Der
Steuerrechner sendet Fahrbefehle an die Lokomotiven und Schaltbefehle
an Streckensignale und Weichen nach einem in einem Steuerprogramm
vorgegebenen Zeitmuster, wobei die Zeiten zum Schalten der Streckensignale
im Allgemeinen so programmiert werden müssen, dass sichergestellt ist,
dass zu dem Zeitpunkt, wo das Streckensignal auf Fahren geschaltet
wird oder ein Fahrbefehl an eine Lokomotive gesendet wird, die vom
Steuerrechner erwartete Lokomotive sich tatsächlich an
dem Streckensignal befindet. Ein Benutzer, der ein solches Steuerprogramm
erstellen will, muss daher Fahrstrecken und -zeiten der einzelnen
Züge genau erfassen, um die Schaltzeitpunkte der Signale
passend festzulegen, so dass ein störungsfreier Betrieb resultiert.
Auch dies ist ein beschwerlicher, zeitraubender Vorgang.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Modellfahrzeugsystem,
einen Steuerrechner und ein Modellfahrzeug dafür, sowie
eine Steuereinheit für ein Modellfahrzeug anzugeben, die
die Implementierung eines automatischen oder halbautomatischen Fahrbetriebs
vereinfachen.
-
Die
Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine Steuereinheit
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Indem ein Sensor zum Erfassen
einer Eigenschaft der Umgebung des Fahrzeugs wie etwa des Vorhandenseins
eines Haltesignals in dessen Steuereinheit einbezogen ist, wird
die Steuereinheit des Fahrzeugs selbst befähigt, einem
stationären Steuerrechner Aufschluss über die
Umgebung des Fahrzeugs zu liefern, die diese bei der Erzeugung von
Steuernachrichten für das Fahrzeug berücksichtigen
kann. Ein Bedarf für stationäre Sensoren zur Fahrzeugerfassung
und -identifizierung, wie sie in
CH
672 437 vorgesehen sind, entfällt.
-
Um
die eingangs geschilderten Probleme bei der Nachrichtenübertragung
auf den Leitern der Schienen zu vermeiden, ist der Sender der erfindungsgemäßen
Steuereinheit vorzugsweise ein Funksender.
-
Der
Sender des Steuerrechners könnte durchaus in herkömmlicher
Weise leitungsgebunden auf den Versorgungsleitungen der Schienen
senden. Eine Vereinfachung ergibt sich jedoch, wenn Sender und Empfänger
der Steuereinheit ein gleiches Übertragungsmedium nutzen,
vorzugsweise also, wenn beide per Funk arbeiten.
-
Wenn
eine große Zahl von Fahrzeugen gleichzeitig in einem System
steuerbar sein soll, ist es zweckmäßig, dass in
die Steuernachrichten jeweils eine Empfängeradresse eines
Fahrzeugs eingefügt ist, für die sie bestimmt
ist, und dass der Prozessor der Steuereinheit dieses Fahrzeugs eingerichtet
ist, aus jeder Steuernachricht, die er empfängt, eine Empfängeradresse
zu extrahieren und die Steuernachricht nur dann zu berücksichtigen,
wenn die Empfängeradresse mit einer eigenen Adresse des Prozessors übereinstimmt.
Auf diese Weise kann insbesondere eine große Zahl von Modellfahrzeugen über
eine einzige Funkfrequenz gesteuert werden.
-
Umgekehrt
ist es zweckmäßig, dass der Prozessor der Steuereinheit
die eigene Adresse in jede Statusnachricht einfügt, die
er sendet, um so dem Steuerrechner, der die Nachricht empfängt,
zu ermöglichen, deren Absender zu identifizieren.
-
Um
einen störungsfreien Wechsel von der automatischen zur
manuellen Steuerung eines Modellfahrzeugs zu ermöglichen,
ist es insbesondere wünschenswert, dass der Prozessor eingerichtet
ist, eine Statusnachricht zu erzeugen, die die Geschwindigkeit des
Fahrzeugs spezifiziert, wie nachfolgend noch genauer erläutert
wird.
-
Der
Sensor der Steuereinheit kann insbesondere ein Magnetfeldsensor
sein, der in der Lage ist, einen zum Haltesignal gehörenden
Magneten zu erfassen. Ein optischer Sensor wie etwa eine einfache
Fotozelle, ein Barcode-Leser oder eine Kamera kommt ebenfalls in
Betracht, genauso wie Berührungs- oder Näherungssensoren,
insbesondere Reed-Schalter.
-
Gegenstand
der Erfindung ist ferner ein Modellfahrzeug, das eine Steuereinheit
wie oben erläutert aufweist.
-
Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Steuerrechner, der für
die Kommunikation mit einer Steuereinheit wie oben definiert einerseits über einen
Sender zum Senden der Steuernachrichten und andererseits über
einen Empfänger zum Empfangen der Statusnachrichten verfügt
und eingerichtet ist, beim Erzeugen der Steuernachrichten den Inhalt
der Statusnachrichten zu berücksichtigen.
-
Dieser
Steuerrechner verfügt zweckmäßigerweise über
ein gespeichertes Modell des Schienennetzes des Systems und ist
eingerichtet, den Aufenthaltsort eines Modellfahrzeugs anhand des
Modells und der von dem Modellfahrzeug empfangenen Statusnachrichten
zu verfolgen.
-
Eine
solche Verfolgung ist leicht realisierbar mit Hilfe eines Modells
in Form eines Graphen, dessen Knoten jeweils einem durch Streckenmarkierungen,
insbesondere Haltesignale, be grenzten Schienenstück, insbesondere
einem Schienenstrang oder einer Weiche, entsprechen, und dessen
Kanten jeweils einer Streckenmarkierung entsprechen. Es genügt,
dass zu jedem Knoten des Graphen verzeichnet ist, ob sich ein Modellfahrzeug
in dem dem Knoten entsprechenden Schienenstück befindet.
Eine genauere Kenntnis des Aufenthaltsortes der einzelnen Modellfahrzeuge
ist nicht erforderlich. In äquivalenter Weise ist auch
ein Graphenmodell brauchbar, dessen Kanten einem Schienenstrang
und dessen Knoten einer Weiche entsprechen.
-
Das
System kann sowohl Modellfahrzeuge, für die der Steuerrechner
Steuernachrichten erzeugt, als auch solche umfassen, für
die er keine Steuernachrichten erzeugt. Zweckmäßigerweise
ist der Steuerrechner eingerichtet, auch den Aufenthaltsort der
letzteren im Schienennetz zu verfolgen. Dies ermöglicht
es ihm, bei der Erzeugung der Steuernachrichten für die
von ihm gesteuerten Fahrzeuge auch den Aufenthaltsort dieser nicht
von ihm gesteuerten Fahrzeuge zu berücksichtigen und dadurch
Kollisionen zu vermeiden.
-
Zweckmäßigerweise
ist eine Steuernachricht definiert, auf deren Empfang der Steuerrechner
reagiert, indem er die Erzeugung von Steuernachrichten für
ein zugeordnetes Modellfahrzeug abbricht oder aufnimmt. Dies ermöglicht
es einem Benutzer, ein Modellfahrzeug nach Wunsch der Steuerung
durch den Steuerrechner zu entziehen oder es ihm wieder zu unterstellen.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die
beigefügten Figuren. Es zeigen:
-
1 ein
schematisches Diagramm eines Modelleisenbahnsystems gemäß der
vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
Darstellung eines im Steuerrechner des Systems gespeicherten Graphenmodells
des Schienennetzes;
-
3 ein
Beispiel für ein zwischen Steuerrechner und Modellfahrzeugen übertragenes
Nachrichtenformat;
-
4 ein
Blockdiagramm einer Steuereinheit eines Schienenfahrzeugs; und
-
5 eine
Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des Graphenmodells.
-
1 ist
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Modelfahrzeugsystems. Auf einem Bahnennetz 1 fahren zwei
Fahrzeuge 2, 3. Der Anschaulichkeit halber wird
im Folgenden davon ausgegangen, dass die Fahrzeuge Lokomotiven 2, 3 und
das Bahnennetz ein Schienennetz 1 ist, doch versteht sich,
dass die Erfindung auf beliebige andere Arten von Fahrzeugen und
die Fahrzeuge führenden Verkehrswegen übertragbar
ist. Das Schienennetz umfasst hier vier funkgesteuerte Weichen 4-1 bis 4-4,
die jeweils Schienenstränge 5-1 bis 5-5 miteinander
verbinden. Die Weichen sind jeweils durch Signale 6 von
den Schienensträngen abgegrenzt. Die Signale 6 umfassen
jeweils einen Permanentmagneten, der so in der Nähe der
Schienen angeordnet ist, dass sein Feld von einem von den Lokomotiven 2, 3 mitgeführten
Hall-Sensor 7 wahrnehmbar ist.
-
Anstelle
eines Hall-Sensors kommen auch viele andere Typen von jeweils an
ein leicht zu erfassendes Merkmal des Signals angepassten Sensoren in
Betracht, so etwa wie eine Kamera, die in der Lage ist, von dem
Signal 6 abgegebene Lichtzeichen in gleicher Weise zu erkennen
und zu verarbeiten wie es bei einer großen Lokomotive der
Lokomotivführer tut. Ein Barcode-Leser ist auch brauchbar;
dann kann vorteilhafterweise jedes Signal 6 mit einem spezifischen,
von dem Barcode-Leser erfassbaren Barcode ausgestattet sein, so
dass die Steuereinheit nicht nur das Vorhandensein eines Signals
in der Nähe der Lokomotive, sondern darüber hinaus
auch die Identität des Signals an den Steuerrechner 12 melden
kann. Berührungssensoren, Näherungsschalter, insbesondere
Reed-Schalter, die jeweils bei der Vorbeifahrt durch das Signal
betätigt werden, kommen auch als Sensoren in Frage.
-
Wie
in 4 gezeigt, ist der Hall-Sensor 7 gemeinsam
mit einem Mikroprozessor 8 und einem Funksender-/empfänger 9 Teil
einer Steuereinheit 10, die in jede Lokomotive 2, 3 eingebaut
ist, um einen Antriebsmotor 11 der Lokomotive sowie, wenn vorhanden,
andere Baugruppen wie etwa einen Raucherzeuger, Schaltungen zum
Erzeugen diverser Fahrgeräusche, eine Beleuchtung etc.
zu betätigen.
-
Der
Mikroprozessor 8 ist ferner ausgelegt, um eine Mehrzahl
von Statusnachrichten zu erzeugen, die dann vom Funksender-/empfänger 9 ausgestrahlt
werden. Eine erste Gruppe von Statusnachrichten sind solche, die
einen internen Zustand der Steuereinheit 10 spezifizieren,
so etwa, ob die Beleuchtung ein- oder ausgeschaltet ist, ob und
in welche Richtung die Lokomotive fährt, und mit welcher Geschwindigkeit
sie fährt. Nachrichten dieses Typs werden jeweils nach
Empfang eines diesbezüglichen Steuerbefehls über
den Funksender-/empfänger 9 erzeugt.
-
Eine
zweite Gruppe von Statusnachrichten wird von der Steuereinheit 10 selbsttätig
bei Eintritt einer vorgegebenen Bedingung gesendet. Zu diesen Statusnachrichten
gehören insbesondere solche, die die Erfassung des Magnetfelds
eines Signals 6 durch den Hall-Sensor 7 anzeigen.
-
Die
von den Steuereinheiten 10 der Lokomotiven 2, 3 kommenden
Statusnachrichten werden von einem Steuerrechner 12 empfangen und
ausgewertet. Da alle Steuereinheiten 10 mit der gleichen
Frequenz senden, genügt ein Sender/Empfänger für
den Steuerrechner 12, um die Statusnachrichten von allen
zu empfangen. Um dem Steuerrechner 12 eine Zuordnung der
Statusnachrichten zu den einzelnen Lokomotiven 2, 3 zu
ermöglichen, senden die Steuereinheiten 10 die
Statusnachrichten jeweils mit einer beifügten, für
sie spezifischen Absenderadresse. Ein Beispiel für ein
mögliches Format einer solchen Nachricht zeigt 3:
Auf eine Serie 13 von für alle Nachrichten einheitlichen
Synchronisierungsbits folgen für die jeweilige Steuereinheit 10 spezifische Adressbits 14 und
schließlich Nutzlastbits 15, die die eigentliche
zu übertragende Statusinformation enthalten. Der Steuerrechner 12 verfolgt
die Position der Lokomotiven 2, 3 im Schienennetz 1 anhand
von deren Statusnachrichten sowie mit Hilfe eines gespeicherten
Modells des Schienennetzes. Das in 2 gezeigte
Modell hat die Form eines Graphen, dessen Knoten jeweils den Schienensträngen 5-1 bis 5-4 und Weichen 4-1 bis 4-4 entsprechen
und in der Figur auch mit diesen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die Knoten verbindende Kanten entsprechen jeweils den Signalen 6.
Jedem Knoten des Graphen ist eine Datenstruktur zugeordnet, in der
eingetragen ist, ob und gegebenenfalls welche Lokomotive sich auf
dem zugeordneten Schienenstück befindet, ob und in welche
Richtung sie fährt, und, wenn das Schienenstück eine
Weiche ist, welche zwei der drei auf den Knoten mündenden
Kanten sie in ihrer aktuellen Stellung verbindet und welche sie
alternativ verbinden könnte, in der Figur jeweils als durchgezogene
bzw. gestrichelte Linie im Weichensymbol dargestellt.
-
Bei
der in 1 und 2 gezeigten Situation befinden
sich die Lokomotiven 2, 3 jeweils auf den Schienensträngen 5-1 bzw. 5-4 und
bewegen sich in Richtung der Weiche 4-4. Aus der Struktur
des Graphen ist der Steuerrechner 12 in der Lage, zu erkennen,
dass die Lokomotive 3 nur auf dem Schienenstrang 5-1 weiterfahren
kann, und dass dieser von der Lokomotive 2 vorher ge räumt
sein muss. Wenn die Lokomotive 3 als erste an einem die
Weiche 4-4 umgebenden Signal 6 eintrifft und eine
entsprechende Statusnachricht an den Steuerrechner 12 sendet,
so antwortet dieser mit einer an die Lokomotive 3 adressierten
Steuernachricht, die ihr zu halten befiehlt. Die Steuernachricht
hat ebenfalls das in 3 gezeigte und oben bereits
erläuterte Format, wobei hier die Adressbits 14 eine
Zieladresse, d. h. wiederum die Adresse einer der Steuereinheiten 10, enthalten.
Es wird von beiden Lokomotiven 2, 3 empfangen,
aber die Lokomotive 2 ignoriert es, da die in der Nachricht
enthaltene Zieladresse nicht mit der ihrer eigenen Steuereinheit 10 übereinstimmt.
So bleibt die Lokomotive 3 vor der Weiche stehen, während die
Lokomotive 2 weiter fährt. Auch letztere sendet eine
Statusnachricht, wenn sie das Signal 6 vor der Weiche 4-4 erreicht.
Da der Steuerrechner aus dem Modell erkennen kann, dass das für
die Lokomotive 2 erreichbare Streckenstück 5-5 frei
ist, sendet er keinen Haltebefehl, und die Lokomotive 2 überquert
die Weiche 4-4 in gleichmäßiger Fahrt.
Sobald sie dabei das vor der Weiche liegende Signal 6 überfahren
hat, d. h. unmittelbar nach Empfang der diesbezüglichen Statusnachricht, überträgt
der Steuerrechner 12 die bisher dem Schienenstrang 5-1 zugeordneten
Daten der Lokomotive 2 an den Knoten der Weiche 4-4.
Sobald die Lokomotive 2 das Signal 6 zwischen
der Weiche 4-4 und dem Schienenstrang 5-5 gequert hat,
werden ihre Daten in den diesem Schienenstrang entsprechenden Knoten übertragen.
Die Weiche 4-4 und der Schienenstrang 5-1 sind
nun frei, so dass der Steuerrechner 12 einen Befehl zum
Weiterfahren an die Lokomotive 3 senden kann.
-
5 zeit
ein vereinfachtes Graphenmodell des Schienennetzes, bei dem die
Knoten des Graphen jeweils den Weichen 4-1 bis 4-4 und
die Kanten den Schienensträngen 5-1 bis 5-5 entsprechen.
Die zu jedem Knoten gespeicherte Information ist dieselbe wie beim
Modell der 2; zu jeder Kante ist ge speichert,
ob eine Lokomotive – und gegebenenfalls welche – sich
darauf befindet und ob bzw. in welche Richtung sie fährt.
-
Einer
bevorzugten Weiterentwicklung zufolge gehört zu dem Modelleisenbahnsystem
neben dem Steuerrechner 12 auch wenigstens ein Handsteuergerät 16.
Dieses Handsteuergerät 16 weist ein (nicht dargestelltes)
Tasten- und Reglerfeld auf, welches es einem Benutzer ermöglicht,
eine der Lokomotiven 2, 3 anzuwählen
und eine Funknachricht auszusenden, die die ausgewählte
Lokomotive spezifiziert. Diese Nachricht wird von dem Steuerrechner 12 empfangen
und bewirkt, dass der Steuerrechner die Erzeugung von Steuernachrichten
für die ausgewählte Lokomotive einstellt. Damit
untersteht die Lokomotive der Steuerung des Benutzers, der nun mit Hilfe
der Tasten oder Regler Steuernachrichten für die Lokomotive
erzeugen kann. Die Lokomotive reagiert auf die Auswahl durch das
Handsteuergerät 16 durch Aussenden einer Statusnachricht,
die die Geschwindigkeit der Lokomotive spezifiziert. Diese Nachricht
wird vom Handsteuergerät empfangen und ermöglicht
es diesem, Befehle zum Steigern oder Verringern der Fahrgeschwindigkeit,
die der Benutzer über einen Regler eingibt, in Steuernachrichten umzusetzen,
die eine neue Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive absolut spezifizieren.
Geschwindigkeitssprünge der Lokomotive beim Übergang
der Kontrolle an das Handsteuergerät werden so vermieden.
-
In
der gleichen oder anderen Statusnachrichten der Lokomotive können
andere Parameter der Lokomotive spezifiziert sein, z. B. ob eine
Beleuchtung, ein Dampf- oder Geräuscherzeuger ein- oder
ausgeschaltet ist, etc., so dass der Benutzer sie am Steuergerät
ablesen und berücksichtigen kann.
-
Statusnachrichten,
die die Lokomotive sendet, werden aber weiterhin vom Steuerrechner 12 empfangen,
so dass dieser anhand der Statusnachrichten oder – alternativ
oder ergänzend – auch durch Mithören
der vom Handsteuergerät 16 an die Lokomotive gesendeten
Steuernachrichten jederzeit über deren Fahrtrichtung informiert
ist und so aus Nachrichten der Lokomotive, dass diese ein Signal 6 erreicht
hat, schlussfolgern kann, auf welchem der Schienenstücke 4-1,
..., 4-4, 5-1, ..., 5-5 sie sich befindet.
Kollisionen können vermieden werden, indem der Steuerrechner 12 von
ihm gesteuerte Lokomotiven an der Einfahrt in Schienenstücke
hindert, auf denen sich die vom Handsteuergerät 16 gesteuerte Lokomotive
befindet oder auf die sie sich zubewegt. Außerdem besteht
die Möglichkeit, dass der Steuerrechner 12 automatisch
Weichen umschaltet, um die vom Handsteuergerät 16 gesteuerte
Lokomotive an von anderen Lokomotiven besetzten Schienenstücken
vorbei zu lenken. Auch am Handsteuergerät 16 kann
die Möglichkeit vorgesehen sein, über die Tastatur
eine der Weichen anzuwählen und sie umzuschalten. Zu diesem
Zweck sind die Weichen jeweils mit einem Funkempfänger
ausgestattet, dem eine eindeutige Adresse zugeordnet ist. Steuerbefehle
an die Weichen 4-1, ..., 4-4 haben das gleiche
Format und die gleiche Frequenz wie Steuerbefehle an die Lokomotiven.
-
Wenn
durch eine entsprechende Eingabe an der Tastatur des Handsteuergeräts 16 die
Lokomotive abgewählt oder eine andere ausgewählt
wird, wird eine entsprechende Steuernachricht an die Lokomotive
und den Steuerrechner 12 übertragen, und der Steuerrechner 12 übernimmt
wieder die Steuerung der abgewählten Lokomotive. In diesem
Fall überträgt die Lokomotive die gleichen Statusnachrichten wie
bei der Übernahme der Kontrolle durch das Handsteuergerät 16,
so dass der Steuerrechner 12 alle relevanten Parameter
der Lokomotive zur Verfügung hat.
-
Da
die Übertragungskapazität des Funkkanals wesentlich
größer als der Übertragungsbedarf zwischen
den Lokomotiven und den Steuergeräten 12, 16 ist,
auch wenn die Zahl der Lokomotiven wesentlich größer
als zwei ist und mehrere Handsteuergeräte gleichzeitig
im Einsatz sind, ist die Kollisionsgefahr der Nachrichten auf dem
Funkkanal gering, so dass zur Kollisionsauflösung einfache
herkömmliche Verfahren, z. B. nach dem ALOHA-Protokoll,
genügen.
-
Das
Handsteuergerät 16 muss nicht unbedingt ein vom
Steuerrechner körperlich getrenntes Gerät mit
eigenem Sender und Empfänger sein. Insbesondere wenn der
Steuerrechner 12 durch einen Prozess auf einem PC mit Bildschirm
implementiert ist, kann das Handsteuergerät 16 durch
einen zweiten Prozess realisiert werden, der zeitgleich mit dem Steuerrechner-Prozess
abläuft und der den Bildschirm nutzt, um eine Bedienungsoberfläche
des Handsteuergeräts anzuzeigen, die über Tastatur oder
Maus des PC betätigt werden kann. Diese zwei Prozesse können
untereinander direkt im PC, ohne Zwischenschaltung einer Funkverbindung,
Daten austauschen, und es genügt ein Sender/Empfänger, um
die von beiden Prozessen erzeugten Steuernachrichten zu senden und
für diese Prozesse bestimmte Statusnachrichten zu empfangen.
-
Um
mehreren Benutzern gleichzeitig das Spiel mit dem Modelleisenbahnsystem
zu ermöglichen, können auch mehrere Handsteuergeräte 16 vorhanden
sein, mit denen jeweils eine Lokomotive ausgewählt und
gesteuert werden kann. Bei einem solchen System ist es zweckmäßig,
das in 3 gezeigte Format der Nachrichten um ein Absender-Adressfeld
zu erweitern, das vom Steuerrechner 12 und den Handsteuergeräten 16 benutzt
wird, um eine für sie charakteristische Absenderadresse
einzutragen. Wenn eine Lokomotive einen Befehl eines Handsteuergeräts
empfängt, mit dem sie ausgewählt wird, speichert
ihre Steuereinheit 10 die darin enthaltene Absenderadresse.
Bei allen anschließend empfangenen Steuernachrichten vergleicht
sie nicht nur die darin enthaltene Empfängeradresse mit
ihrer eigenen, sondern auch die Absenderadresse mit der gespeicherten,
und reagiert auf eine Steuernachricht nur dann, wenn beide übereinstimmen.
Auf diese Weise ist ein Zugriff von zwei Handsteuergeräten gleichzeitig
auf eine Lokomotive ausgeschlossen. Bei einer vom Steuerrechner 12 gesteuerten
Lokomotive findet kein Vergleich der Absenderadresse statt, so dass
jederzeit ein Handsteuergerät die Kontrolle über
eine solche Lokomotive übernehmen kann.
-
Durch
einen Befehl zum Abwählen einer Lokomotive vom Handsteuergerät
wird dessen Adresse in der Steuereinheit 10 der Lokomotive
gelöscht, so dass sie wieder Steuernachrichten vom Steuerrechner 12 berücksichtigt.
-
Das
erfindungsgemäße Modellbahnsystem ist auch ohne
Steuerrechner 12, nur mit einem oder mehreren Handsteuergeräten 16 funktionsfähig. Dann
erhalten nur die von den Handsteuergeräten ausgewählten
Lokomotiven Steuernachrichten, andere eventuell vorhandene Lokomotiven
stehen still oder führen einen autonom durch ihre Steuereinheit 10 gesteuerten
Fahrbetrieb aus, indem sie z. B. ständig zwischen zwei
einen Schienenabschnitt begrenzenden Signalen 6 hin- und
herfahren.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10011978
A1 [0002]
- - DE 2735521 [0004]
- - CH 672437 A5 [0005]
- - CH 672437 [0008]