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Gleisbildstellwerk I

Project Information

Attached UI-Designer Configs
TL-I-2-5-3_UDP-01_TCP-51-56-Gleisplan_Tab_Entwickl
WLAN-Gleisbildstellwerk für Modelleisenbahn mit aktiver Rückmeldung. HW-Basis Raspi-Module "Train Control WLAN 2.3" von TrainLine (Germany)

Description

Von der Smartphone Loksteuerung zum Gleisbildstellwerk auf einem Tablet

(Am Ende des Beitrages findet Ihr Bilder und auch ein Video)

Vorgeschichte:
In diesem Bericht wird eine erste Anwenderlösung zum Aufbau eines Gleisbildstellwerkes auf Basis des Train Control WLAN von TrainLine und der NetIO App auf einem handelsüblichen 10“ Tablet dargestellt.
Ich habe bereits 2013 eine erste Lok meiner Gartenbahn auf WLAN-Steuerung umgerüstet. Die von TrainLine ausgelieferte NetIO Oberfläche konnte ich mit geringem Aufwand auf meine Bedürfnisse anpassen und auf Smartphone und Tablet betreiben. Parallel wollte ich ein analoges Gleisbildstellpult bauen. Bereits nach kurzer Einsatzzeit der Lok- Steuerung via Smartphone war ich von der TrainLine/NetIO-Steuerung so begeistert, dass ich mich entschloss, statt des bis dahin geplanten konventionellen Stellpults, ein (GBS) Gleisbildstellwerk unter NetIO für mein Tablet zu entwickeln.

Umsetzung:
Im ersten Schritt habe ich eine einfache Test-Anlage im GSB (Gleisbildstellwerk) Abb.1 umgesetzt. So konnte ich mit überschaubarem Aufwand (Hardware und Zeit) verschiedene Realisierungsansätze ausprobieren und weitere Erfahrungen mit NetIO gewinnen. Ich bestellte die erste Grundausstattung an Steuermodulen bei TrainLine, die zum Aufbau eines GBS nötig sind: Einen Raspi-Router mit 5A Regel-Endstufe, zwei Relaisboards mit Anschlusskabeln und eine Verteilerplatine (s.a. Abb.2). Mit der Version 2.0 des Train Control WLAN Software kam dann Anfang 2015 auch die zur Realisierung eines GBS notwendige Rückmeldefunktion. Es konnte losgehen…

Zunächst galt es die notwendigen Weichen- und Signal-Symbole zu erstellen. Die Dateien gescannter Gleisbildsymbole waren viel zu groß. NetIO konnte die Bildaktualisierung nicht mehr in vernünftiger Zeit leisten. Ich habe deshalb selbst einfache Grafiken erstellt. Nach und nach entstanden umfangreiche Bibliotheken mit Weichendarstellungen sowie Licht- und Formsignaldarstellungen. Die Symbole, Schaltflächen und Gleisabstände wurden dann unter NetIO so aufeinander abgestimmt, dass eine Erkennbarkeit und Bedienbarkeit auf dem Tablet gewährleistet wurden. Mit einer vereinfachten Darstellung der Signal-Buttons und überschaubarer Anlagenkomplexität ist sogar der Einsatz eines GBS auf einem Smartphone möglich. Bei Aufbau der Bibliotheken wurden die Dateinamen so normiert, dass ein einfacher Wechsel von Formsignalen zu Lichtsignalen - und umgekehrt - ohne Veränderung der TraiLine-Steuerdateien (im Bsp. NetIO7.csv) möglich ist. Der Hintergrund der Symbole wurde transparent gestaltet, um die Dateien möglichst klein zu halten. Kleine Dateien bedeuten schnellere Bildaktualisierungen auf dem Tablet, denn die Stellung der Weichen und Signale wird permanent abgefragt und dargestellt. D.h. auch der gleichzeitige, parallel Einsatz mehrerer Smartphones und Tablets zum Steuern ist möglich. Dabei werden auf allen Geräten die aktuellen Informationen über Weichen- und Signalstellung zeitgleich aktuell dargestellt.

Nachdem die Bibliotheken fertiggestellt waren, ging es daran den Gleisverlauf und die Lage der Weichen- und Signale-Schaltflächen (Button) unter NetIO umzusetzen. Dazu sind keine Programmierkenntnisse notwendig. Mit dem NetIO Editor, dem “NetIO UI-Designer”, kann man das Geisbild sowie die Schalt-/Rückmelde-Buttons einfach erzeugen, seine Daten im Netz sichern und per Download seine GBS.Json-Datei lokal auf seinem PC ablegen und dann auf das Smartphone und/oder Tablet übertragen.

Die Oberflächenfunktionen des NetIO UI-Designer sind einfach und überschaubar.
Auf der linken Seite findet man auf drei Laschen alle notwendigen Attribute zur Steuerung und Gestaltung der Oberflächen sowie zur Kommunikationen mit den Raspi in Loks und GBS. Die von TrainLine auf der SD-Karte des Routers mitgelieferte JSON-Datei bringt bereits viele Einstellung mit.

Die Dateien der Symbol-Bibliotheken müssen auf dem Tablet im Pfad NetIO - Icon abgelegt werde. Die modifizierte Json-Datei im Pfad NetIO - Config. Auf der SD Karte des Routers findet man unter dem Verzeichnis „Parameter“ eine Datei „NetIO7.csv“, die bereits 40 Funktions-Buttons zum Aufbau eines GBS enthält.
Um unter NetIO Symbole darstellen zu können, die ihre Ausprägung aus Rückmeldungen der Weichen und Signalmodule bekommen, müssen verschiedene Attribute auf den Buttons gesetzt werden.

Die Definition zur Relaisbordsteuerung und Rückmeldung ist in den Attributen „sends“ z.B. (x0W10) und „parseResponse“ z.B. (?<=W10~)+) abgelegt und sollte vom „Anfänger“ zunächst nicht verstellt werden.
Bei der Darstellung des Schaltwechsels kann man wählen ob man einen einfachen Farbwechsel wünscht (s.a. Signal 9; 10; 12; 13 im GBS-Beispiel Abb1) oder ob ein Symbol von Fahr auf Halt wechselt.
Um mit verschieden Farben darzustellen, muss das Attribut „formatResponse“ auf Background.{0} eingestellt sein, um verschiedene Symbolen darzustellen, auf den Wert {0}.png

Die TrainLine Software wertet dann in der entsprechenden Steuerdatei, im Bsp. die Datei „NetIO7.csv“, auf der SD-Karte des Routers (im Bsp die Page7 „Stellwerk“) aus. In dieser Steuerdatei sind die verschiedenen Symbolnamen bzw. RGB-Farbeinstellungen sowie Schaltdauern und Schaltpausen definiert, die bei Betätigung der Schaltfläche auf dem Tablet angewendet/angezeigt werden sollen. Diese Steuerdatei ist für den Gartenbahner einfach durch Eintrag des gewünschten Symbol-Dateinamen.png bzw. RGB-Werte (255,255,255) anzupassen, Hinweis RGB sind in Klammern zu setzen (s.a. Abb.3).

Wenn man so die Symbol-Bibliotheken an der Richtigen Stelle, auf der SD-Karte des WLAN-Routers, abgelegt hat, mit dem NetIO-Editor sein GBS erstellt hat und schließlich die NetIO.csv auf der SD – Karte angepasst hat, steht dem Fahrbetrieb nichts mehr im Weg (es darf gespielt werden).

Zusammenfassung/Weiterentwicklung:
Mit der Version 2.0 bzw. 2.5 haben die Steuermodule und Software von TrainLine einen Stand erreicht, der zunehmend Spaß bei Entwicklung und Fahrbetrieb eines WLAN-basierenden GBS macht. Im letzten Bild (Abb.4) ist die aktuelle Ausbaustufe meines Gleisbildstellwerkes abgebildet.

Über diese Oberfläche kann ich alle Weichen und Signale schalten, den Fahrbetrieb für auswählbare Streckenabschnitte auf analogen Blockstellenbetrieb umstellen und so alle Loks steuern.
Zur Steuerung von Geschwindigkeit und Richtung der Loks gibt es auf der Seite “Stellwerk” 6 Schieberegler (Slider) für die Geschwindigkeit und 6 Buttons zum Wechsel der Fahrtrichtung, die gleichzeitig auch die Lok benennen (z.Bsp. V200). Im Blockstellenbetrieb können alle nicht WLAN-fähigen Loks über die Fahrspannung am Gleis mit 0-24V gesteuert werden (im Bsp. Regler o.r. mit Block beschriftet). Die 5 WLAN-Loks erhalten 24V Dauerspannung und werden via WLAN gesteuert. Dazu ist jede Lok mit einem Raspi, 5A Endstufe und WLAN ausgerüstet.

Im Kopfmenü der Oberfläche (roter Banner) findet man die Loks nochmal. Hier kann man auf weitere Seiten wechseln, auf denen umfangreichere Funktionen zur individuellen Steuerung dieser Loks zur Verfügung stehen.

Entwicklungshinweis:
Jetzt noch eine Möglichkeit um mit dem Response Farbe und Text in der Anzeige zu steuern sowie die Möglichkeit eigene Symbolbibliotheken im Speicher zu laden, um bei Aktualisierung nicht immer alle Grafiken aus dem File-System zu lesen, da bei einem GBS ständig ein sehr umfangreiches Bild gelesen werden muss. Und schon ist der Gartenbahner glücklich.

Fazit:
Mit NetIO lassen sich sehr individuelle Steuerungsoberflächen, auch vom Umfang und Größe eines Gleisbildstellwerks, einfach umsetzen. Die von TrainLine entwickelte Steuerdatei gestaltet die Konfiguration von Symbolik und der TL-Hardware über dies sehr anwenderfreundlich. Toll, weiter so …
Hier noch “der Link” Manuel GBS

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