Erzeugen Sie ein Signal auf einem Draht mit begrenzter Reichweite

Bei einem Setup wie dem folgenden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Gibt es eine zuverlässige, billige Möglichkeit (z. B. etwa 20 £ in Teilen für jeden Knoten), ein Signal bei S zu erzeugen, sodass Detektor 1 das Signal sehen kann, Detektor 2 jedoch nicht? Die beteiligten Abstände sind nicht riesig - sagen wir 10 cm zwischen jedem Detektor.

Ich habe ein paar Gedanken darüber, wie dies möglich sein könnte, aber ich sehe bei beiden Nachteile:

  • Eine Art TDR-Messung - während dies bei großen Entfernungen in Ordnung sein könnte, werden die Timings bei Entfernungen von einigen Zentimetern lächerlich (und damit sehr teuer).

  • Ein hochfrequenter Träger, der aufgrund des Skin-Effekts nach kurzer Distanz unterdrückt wird. Das klingt viel vielversprechender, aber die Frequenzen, die ich brauchen würde, liegen im Hunderter von MHz, deren Herstellung und Erkennung wiederum teuer werden.

Es kann natürlich sein, dass das, was ich hier erreichen möchte, mit diesen Einschränkungen nicht möglich ist. Ich akzeptiere das gerne als Antwort, wenn das der Fall ist, wollte aber einen anderen Beitrag, falls mir etwas Besonderes fehlte!

(Für diejenigen, die an der spezifischen Anwendung interessiert sind, es ist ein Modelleisenbahngleis. Ich versuche, ein System zu entwickeln, um festzustellen, ob sich eine bestimmte Lokomotive in einem bestimmten Gleisabschnitt befindet, ohne auf die traditionelle Methode zurückzugreifen, das Gleis in Blöcke zu isolieren . S hier wäre eine Art von Gerät, das an das Gleis geklemmt ist, und 1 und 2 wären die Lokomotiven.)

Es gab hier eine ähnliche Frage, aber ich kann sie jetzt nicht finden, also wurde sie möglicherweise gelöscht (sie hat ungefähr -4 Punkte erzielt). Der Konsens dort war, dass man sich nicht wirklich darauf verlassen kann, dass das Signal bei dieser Art von Entfernung als Diskriminante oder nicht erkannt wird. Die Entfernungsmessung war die einzig vernünftige Alternative, aber ich bin mir nicht sicher, ob sie in Ihr Budget passt. Und bei der Entfernungsmessung dachte ich an so etwas wie chrisharrison.net/projects/ultrasonicdoppler/…
Eigentlich wäre sparkfun.com/products/639 ein besserer Link für diese spezielle Anwendung gewesen, aber es ist dieselbe Technologie.
@RespawnedFluff Danke - leider vermute ich, dass du Recht hast! Ich habe mich nach anderen ähnlichen Fragen umgesehen, konnte aber keine finden. Mein Gedanke (in Bezug auf den Hochfrequenzansatz) war, das Signal zu filtern, dann gleichzurichten und dann eine Zenerdiode zu verwenden, sagen wir 0,1 V weniger als die ursprüngliche Amplitude als soliden Abschaltpunkt (anstatt das Signal einfach nicht zu erkennen) - aber ich vermute, dass dies mir über eine Entfernung von etwa 10 cm keine gute Zuverlässigkeit geben wird.
Wie wäre es mit RFID-Tags? Einige haben sehr kurze Erkennungsreichweiten. ZB adafruit.com/products/361
(eigentlich sind 125-kHz-RFID-Tags und -Lesegeräte viel billiger als die, die ich oben verlinkt habe)
@Damien Daran hatte ich schon einmal gedacht, aber zurückgehalten, weil ich jede Lokomotive markieren musste! Ich kann jetzt jedoch auf diese Lösung zurückblicken.
Wie wäre es, wenn Sie in regelmäßigen Abständen Drähte an der Schiene befestigen und den Spannungsabfall messen, wenn Strom durch die Schiene fließt? Ich denke, ein einfacher Diff-Verstärker mit hoher Verstärkung und ein ADC mit relativ niedriger Geschwindigkeit, die über kurze Streckenabschnitte angeschlossen sind, sollten einen ziemlich guten Hinweis auf das Vorhandensein eines Zuges zwischen diesem Punkt und dem Ort geben, an dem die Leistung eingespeist wird. Möglicherweise müssen Sie jedoch sicherstellen, dass sich keine elektrisch verbundenen Schleifen in der Spur befinden.
@berry120 soll die Lokomotive wissen, wo sie ist, oder das Gleis wissen, welche Lokomotive darauf ist?
@Damien Beides ist in Ordnung, da es, sobald es weiß, es über DCC (den digitalen Kommunikationsstandard, den ich verwende) mit dem anderen kommunizieren kann.

Antworten (2)

Hier sind noch ein paar zufällige Ideen:

  • Messen Sie die Induktivität -- Gerät "1" kurzschließen lassen, dann "S" LC-Generator laufen lassen. Messen Sie die Frequenz. Die Bahninduktivität ist proportional zu ihrer Länge, liegt jedoch im Mikrohenry-Bereich (diese Seite kann hilfreich sein: http://www.eeweb.com/toolbox/wire-inductance )
  • Widerstand über Spannungsabfall messen:
    • Kurzes Ende der Strecke.
    • Legen Sie einen hohen, aber konstanten Strom (5 A) an das andere Ende der Schiene an. Achten Sie darauf, die Spannung auf einen sehr niedrigen Wert zu begrenzen, um sicherzustellen, dass eine schlechte Verbindung nicht zu einer Systemschmelze führt.
    • Lassen Sie Züge die Spannung zwischen den Rädern messen (die dann im Millivoltbereich liegen wird)
    • Stellen Sie sicher, dass der Strom nur für sehr kurze Impulse (Millisekunden) angelegt wird, da sonst die Schiene überhitzt. Dies erfordert offensichtlich CPUs und Kommunikationskanäle an allen Endpunkten.

für praktischere Methoden:

  • Fügen Sie unter interessanten Abschnitten eine Spule hinzu – es ist nicht erforderlich, ein vollständiges RFID-System zu verwenden. Platzieren Sie stattdessen unter Abschnitt 1 eine (sehr lange) Spule, die mit 40 kHz angesteuert wird, unter Abschnitt 2 eine (sehr lange) Spule, die mit 42 kHz angesteuert wird, und messen Sie die Frequenz am Zug. Oder drehen Sie das System um und lassen Sie die Züge die Frequenzen senden, während die Abschnitte empfangen. Die Spule kann sehr einfach sein – im NatCar-Wettbewerb ist der Sender ein einzelner 50-Fuß-Draht und ein Tonabnehmer ist eine kleine Ferritspule.
  • Erkennen Sie, wenn die Züge bestimmte Punkte überqueren.
    • Bringen Sie an jedem Zug eine Infrarot-LED an, die den zugspezifischen Code überträgt. Platzieren Sie eine Reihe von IR-Empfängern in der Nähe der Ein- und Ausgänge der Strecke.
    • Verwenden Sie die Kamera und erkennen Sie Züge mit Computer Vision :)

Dies beantwortet in keiner Weise Ihre ursprüngliche Frage, aber zum Erkennen von Zügen wäre meine erste Idee, ein schwaches IR-Signal zu verwenden. Entweder

  • Der Zug hat eine IR-Bake und sendet ein Signal, das den Zug direkt nach unten an zwischen den Gleisen eingebettete Empfänger identifiziert, oder
  • Baken in den Gleisen senden ein Signal an einen im Zug eingebauten Empfänger.

Das erste Setup ist wahrscheinlich vorzuziehen, da es die wenigsten Schaltkreise in jeden Zug bringt und die Informationen im stationären Teil des Systems verfügbar sind (andernfalls müssten Sie die Informationen drahtlos vom Zug dorthin übertragen, wo Sie sie benötigen ). Es könnte eine kleine Herausforderung sein, mehrere Empfänger zu haben und ihre Signale zu integrieren.

Erzeugen Sie ein Signal auf einem Draht mit begrenzter Reichweite
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