Plaats bepalen met een ESP32

1. Hoe kun je een ESP32 zo afschermen dat hij alleen in een beperkte sector (15 graden) ontvangt?

Dat kan normaal gesproken niet, omdat je daarvoor de ruimte niet hebt.
Een antenne met zo'n scherpe bundeling zou verscheidene golflengten groot moeten zijn.
De golflengte is bijv. 70, of 35, of 23 cm (resp. 434, 868 en 2450 MHz), zodat je antennes dan heel groot worden.
Bovendien werkt de bundeling pas op een afstand van ook weer een paar golflengten van de antenne. Vlak voor de antenne is er nog bijna geen bundeling.

(Je zou misschien denken dat je gewoon 'een plaatje blik met een gat erin' kunt nemen, maar dat werkt niet voor zulke lange golven. Wél voor licht, want lichtgolven zijn veel en veel korter.)

Er zijn dingen mogelijk met de ESP32. In ieder geval Time of Flight, maar bijvoorbeeld ook
https://www.youtube.com/watch?v=sXwDrcd1t-E

Een 2D positionering op een sporenplan van die schaal lijkt niet heel onrealistisch. Ik ben echter bang dat dit nog niet erg "toegankelijk" is.

Een (web)cam aan het plafond en software die bewegingen detecteerd?

Het was mijn idee om in elke hoek van de modelbaan zes of tien ESP32 straalsgewijs op te stellen en dan op de een of andere wijze te detecteren welke ontvanger uit zo'n cluster het sterkste signaal ontvangt vanuit de tram. Daarmee kan ik dan de hoek berekenen naar de tram en zo de positie daarvan bepalen. Maar ik vrees dat er zonder mechanische schermmaatregelen alle ontvangers het zelfde resultaat gaan geven.
Het is ook mogelijk om de afstand te gaan meten met een UWB puls, echter dat vergt meer hardware en nog complexere berekeningen. Bovendien is de totale afstand ontzettend kort.
Een optische oplossing is niet mogelijk, omdat de tram achter en onder kunststof gebouwen verdwijnt en dan geen contact kan maken.

Met 3 of 4 radiobakens op de hoeken van de trambaan

Ik zou de oplossing eerder in geluidsbakens zoeken dan radiobakens.

Een ultrasoon-oplossing misschien, zoals het principe gebruikt in ultrasoon anemometers en vol-electronische windvanen.

met 3 heel zwakke zenders zou je in principe wel een positiebepaling kunnen doen. beetje zoals gsm's ook deden met gsm masten. maar of dit nog eenvoudig hobbymatig te bouwen is???

een esp heeft in principe een wifi ontvanger aan boord. door te scannen op wifi signalen zou je dus kunnen bepalen bij welke zender je het dichste bij bent

[Bericht gewijzigd door fcapri op zaterdag 13 juni 2026 20:04:52 (31%)]

Ik heb vroeger wat gespeeld met RF peilapparatuur op VHF en UHF, voornamelijk TDOA (Time Difference of Arrival) and Doppler-peilers. Bij beide zie je het effect van reflecties goed als een wild heen-en-weer springende aanwijsinstrument.

Ik denk dat als je op deze kleine schaal wilt gaan peilen dat je dan in de SHF-banden uitkomt. Volstrekt niet realistisch.

Is een magneetje onder de tram niet handiger, samen met een paar strategisch geplaatste reed-relays onder de baan? Volgens mij wordt baanvaksignalering zo meestal gedaan in het modeltreinwereldje.

Indien hogere resolutie gewenst is dan meer reed-relays plaatsen.

Misschien de onderdelen van een draadloze muis inbouwen in de bodem van de treintram? (zodat de led op de rails schijnt)Ik doe maar een gooi...

Een aantal RFID ontvangers op strategische plaatsen lijkt me het simpelst en betrouwbaarst...
(RFID chip onder de trein/tram.)

Weet je ook meteen welke trein het is...

[Bericht gewijzigd door Arco op zaterdag 13 juni 2026 21:23:04 (19%)]

De andere kant op gedacht;

Laagfrequent AC velden, 50 kHz band, ferrietstaafjes a la DCF. Dan zit men gegarandeerd in het nabije veld en is er enkel een magnetisch veld.

Kristalstabiele zenders (µC) op twee plaatsen en iets andere frequenties. Ontvanger twee ruw afgestemde staven of spoelen onder 90º, voorversterker, synchrone detectie van de beide signaalniveaus (ook weer in een snelle µC, misschien subsamplen) van beide kanalen op beide frequenties tegen een kristal.
De signalen integreren over een seconde oid, om het goed smalbandig te maken. De twee resulterende vectoren wijzen naar de zenders?

Op zaterdag 13 juni 2026 17:34:23 schreef Aart:
Er zijn dingen mogelijk met de ESP32. In ieder geval Time of Flight, maar bijvoorbeeld ook
https://www.youtube.com/watch?v=sXwDrcd1t-E

Dat is best indrukwekkend, en als hij eenmaal uitlegt hoe het werkt is het eigenlijk niet eens heel moeilijk. Ik had vooral niet verwacht dat je genoeg data zou krijgen van de radio module om dit te kunnen doen.

Echter, dit lijkt me niet goed genoeg om de positie van een modeltrein te bepalen. Ik zou daarvoor eerder omwentelingen van een wiel tellen, in combinatie met bekende plaatsen op de baan waar je bijvoorbeeld een magneetje zou kunnen plaatsen om te compenseren voor afwijkingen.

Uit jullie reacties wordt mij duidelijk dat het niet zo eenvoudig zal zijn als ik veronderstelde.
Met name de reflecties van andere objecten spelen een grote rol in het geheel. Om die reden lijkt mij een oplossing met ultrasoon geluid ook niet haalbaar.
De genoemde magneetjes en reedrelais waren ook mijn eerste opzet, maar ik hoopte iets te vinden dat beter zou zijn.
Hier een voorlopige tekening van de trambaan om een beter idee te hebben.

Ik zou eerst naar de wensen kijken; wat wil je precies weten? Op welk baanvak de tram zich bevind, of ook de afgelegde weg op die baan?

Je zou met spoeltjes onder de baan magnetisch een code kunnen uitzenden, waarbij een spoeltje in de tram die code ontvangt, en daarmee weet wat hij is. Je kunt hetzelfde doen het IR LEDs en ontvangers, de ene in de baan en de andere in het voertuig.

Je zou een magnetische strip in de rails kunnen maken, die afgewisseld noord-zuid gemagnetiseerd is, zoals zachte magneetstrips doorgaans zijn, en met een hall sensor (of twee) de overgangen meten. Een enkele sensor kan werken als je de richting van het voertuig weet, met 2 sensors kun je dat uit de magnetische informatie halen.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op zondag 14 juni 2026 10:02:13 (30%)]

Vanwege mijn leeftijd (81) wil ik vermijden dat ik onder de trambaan bedrading moet gaan aanleggen. Zelfs de wisselaandrijvingen worden 'bovengronds' in de bebouwing geplaatst en via een afgedekt gootje in de straat met het wissel verbonden.
Om de 14 trams op 7 lijnen met een 'verkeersleider' controller te laten rijden is enige controle noodzakelijk. Ze rijden wel op tijd, maar door de kruisingen en ander oponthoud loopt zoiets al snel scheef. Niet elke tram rijdt even snel als een andere. Dan moet het systeem daar rekening mee gaan houden. Welke tram gaat voor en welke kan even wachten. Dus ja, waar is welke tram? Ze mogen wel dichtbij elkaar komen, maar niet elkaar raken. Omdat ze op kunststof rails rijden, zijn er geen problemen als keerlussen of sluitingen op wissels. Hierdoor is een blokindeling met bezetmelders, zoals gebruikelijk in de modelspoorwereld niet mogelijk.
Er wordt op verschillende elkaar kruisende of deels samenlopende trajecten gereden. Die softwarematige kant is van latere zorg.

Ik zou in elke tram een ESP32 zetten die via wifi of ESP-NOW communiceert met de centrale controller, waarschijnlijk die ESP zelf weet waar de tram is, een de motor kan aansturen.

Een magnetische of optische encoder lijkt me het handigst, maar daarvoor moet je wel iets op of onder de rails aanbrengen, of bestaande bielzen of zo kunnen tellen.

In de Car System wereld (gestart door Faller) waarbij de voertuigen niet meer alleen een reed-relais, batterij en motor bevatten waardoor een voertuig plotsklaps stil blijft staan bij activering van een elektromagneet of weer met volle kracht verder rijdt bij uitschakeling van die magneet, wordt dit gedaan met infrarood-transceivers aan boord van de voertuigen, aangestuurd door een decoder die ook de richtingaanwijzers, verlichting, remlichten en dergelijke regelt.

Die houden daarmee niet alleen afstand van hun voorganger (en remmen dan automatisch als ze te dichtbij komen), maar ze krijgen ook optrek- en afrem-informatie van de wal, door eveneens transceivers, verborgen in raamopeningen van gebouwen en dergelijke. De wal weet daarnaast door de unieke code die de voertuig-transceivers uitzenden ook waar elk voertuig is (en ik gok dat er ook batterij-status meegezonden wordt, zodat je weet wanneer een voertuig naar binnen moet).
Daarnaast kunnen de voertuigen zo ook 'ongeleid' rijden: ik vermoed dat er nog wel ergens iets van geleiding is, maar voor afbuigen is geen daadwerkelijke afbuiging van de rijdraad meer nodig zoals met het klassieke Car System van Faller

Ik zou eens naar DC-car/DCCar zoeken. Er is ook nog een ander systeem van Viessmann, maar dat is voor m'n gevoel niet anders dan de andere systemen. Er wordt ook veel zelfgebouwd, dat is 1 ding wat zeker is

Op zaterdag 13 juni 2026 21:07:31 schreef Arco:
Een aantal RFID ontvangers op strategische plaatsen lijkt me het simpelst en betrouwbaarst...
(RFID chip onder de trein/tram.)

Weet je ook meteen welke trein het is...

In principe een goed idee, maar houd er wel rekening mee dat RFID lezers elkaar storen als ze te dicht bij elkaar zitten.
De minimale afstand waarop het allemaal nog werkt hangt af van de gebruikte frequentie, zendvermogen en antenne-topologie en is met 'standaard' lezers een cm of 20.

Je zou kunnen overwegen om elke tram uit te rusten met een lezer en op strategische punten 'tags' in de baan te stoppen. Als je gaat voor een 125kHz systeem is dat goed te doen, zo'n lezertje en antenne voor korte (2-5cm) afstanden is niet moeilijk te maken.
Als tags kun je dan 'dierenchips' gebruiken vermomd als dwarsliggers of zo...

Op zondag 14 juni 2026 10:27:31 schreef SparkyGSX:
Ik zou in elke tram een ESP32 zetten die via wifi of ESP-NOW communiceert met de centrale controller, waarschijnlijk die ESP zelf weet waar de tram is, een de motor kan aansturen.

Er zit in elke tram een ESP32 C mini, die de communicatie en de besturing/verlichting regelt.
Daarom wil ik graag die radioverbinding gebruiken. In zo'n langzaam rijdende tram doet die controller meer niets dan iets.

Op zondag 14 juni 2026 10:29:27 schreef weardguy:
In de Car System wereld (gestart door Faller) waarbij de voertuigen niet meer alleen een reed-relais, batterij en motor bevatten waardoor een voertuig plotsklaps stil blijft staan bij activering van een elektromagneet of weer met volle kracht verder rijdt bij uitschakeling van die magneet, wordt dit gedaan met infrarood-transceivers aan boord van de voertuigen, aangestuurd door een decoder die ook de richtingaanwijzers, verlichting, remlichten en dergelijke regelt.

Die houden daarmee niet alleen afstand van hun voorganger (en remmen dan automatisch als ze te dichtbij komen), maar ze krijgen ook optrek- en afrem-informatie van de wal, door eveneens transceivers, verborgen in raamopeningen van gebouwen en dergelijke. De wal weet daarnaast door de unieke code die de voertuig-transceivers uitzenden ook waar elk voertuig is (en ik gok dat er ook batterij-status meegezonden wordt, zodat je weet wanneer een voertuig naar binnen moet).

Het is zeker te overwegen om mijn systeem anders op te zetten. Wellicht moet ik kleiner denken, meer direct met de situatie ter plekke bezig zijn en niet met een alles overkoepelende controller. Dan komen IR methodes beter tot zijn recht. De hardware om het te regelen kost tegenwoordig bijna niets. Deeltaken kunnen heel bevrijdend werken op het geheel. Wat de tram links op de baan doet is niet van belang op de centrale kruising. Toch?

Welkom Ftits.
Netjes dat je je even kort voorstelt, dat doet lang niet iedereen.
Antwoorden komen er al genoeg op je vraag , dus dat project gaat wel goed komen.
Er is hier genoeg kennis van de ESP.

Dat het project gaat slagen is nog niet zeker.
Maar we doen ons best.

Ik heb in het verleden vaak 125kHz modules van Sonmicro (met Cypress PSoC) gebruikt: klein , goedkoop en werken prima...
https://shop.sonmicro.com/

Op zaterdag 13 juni 2026 15:21:02 schreef Frits.:
Om de tram op de baan (4 x 2 m) te besturen wil ik weten waar de trams staan/rijden. (kunststof rails)
Omdat er al een zender/ontvanger in de tram aanwezig is, wil ik die ook gebruiken voor de plaatsbepaling.

Je zou het ook kunnen proberen met geluid, doppler effect. Zoiets als een ultrasone afstandsmeter.
Dan zou je de geluidsbron in het treintje kunnen stoppen en de microfoon/ontvanger(s) in de vaste wereld. Of misschien omgekeerd: microfoon in het treintje, geluidsbron in vaste wereld.?
De zenders in het treintje kan je ook coderen.
Als je dan her en der verschillende ontvangers hebt kan je weten van wie het geluid komt.
Als de trein rijdt kan je (bij meer dan 1 ontvanger) weten waar het geluid vandaan komt - en als je dat bijhoudt weet je ook waar de trein zich bevindt als hij stilstaat.

Ultrasoon is simpel qua hardware. Wat je er aan informatie uit haalt is kwestie van software die volgens mij niet heel ingewikkeld hoeft te zijn. Voor plaatsbepaling en snelheid moet je toonhoogte-variaties meten op 2 of meer punten.

Ik heb even mee zitten lezen en denken .
Het idee van die RFID lijkt mij prima haalbaar.
De 125 kHz is denk ik de meest geschikte.
Als je de gewone bekende "tagjes" van een toegangssysteem open maakt ( bankschroef) zit er een heel plat plaatje met spoel en chipje in.
Die kan je vast wel kwijt onder de rails onder een of andere afdekking.
De standaard rfid lezers ( toegangssyetemen) geven een Wiegand signaal af waar gewoon de id van de tag uit komt.
Die kan je , met ene lever converter ( 5 volt naar 3,3 voor de ESP iop een in gang zetten en verder uitlezen en bewerken in de ESP.
Dat spul kost weinig.
Als je wat wil testen heb ik wel een paar tagjes en lezer "over" liggen. ( even PM, staat in mijn gegevens).