Andere Antworten lieferten hervorragende Eingaben für Ihre Anforderungen. Meine Antwort konzentriert sich ausschließlich auf die Erfassung der Nähe (und Anwesenheit) von Modelleisenbahnen, keine Identifizierung, in den Maßstäben, an denen ich interessiert bin, den winzigen N- und T-Maßstäben.
Wenn Sie bedenken, dass die Software einfach sein muss, ist eine Kombination aus Sender und Sensor mit zerhacktem Infrarot am einfachsten. Ihre Erwähnung der TSOP-Geräte zeigt an, dass Sie diesen Pfad bereits evaluieren. Betrachten Sie stattdessen den TSSP4P38, der speziell für die Annäherungserfassung mit 38-kHz-Chopped-IR entwickelt wurde:
Es ist für Ihre Zwecke unpraktisch, anzugeben, was für Sie bereits offensichtlich sein könnte: Die Entfernungsmessung über die Flugzeit elektromagnetischer Wellen (IR, Radar usw.) ist für Ihre Zwecke unpraktisch: Angesichts der Lichtgeschwindigkeit ist für die Werte 0 bis 10 eine Auflösung in Femtosekunden oder weniger erforderlich Zentimeter Zielentfernungen, mit denen Sie wahrscheinlich arbeiten (Maßstab 1: 160 N). In den Transitwegen der "realen Welt", die Sie in einem Kommentar erwähnen, sind die Entfernungen möglicherweise größer, spekuliere ich.
Ein in Modelleisenbahnen verwendeter IR-Reflexionssensormechanismus beinhaltet stattdessen typischerweise die Intensität des reflektierten IR-Signals, die sich nach dem Gesetz der umgekehrten Quadrate mit der Annäherung an eine Lokomotive erhöhen würde.
Ihr Gerät muss über eine IR-LED wie die TSAL6200 und die TSSP4P38 verfügen, die in etwa der Abbildung auf Seite 5 des TSSP-Datenblattes entspricht. Die Kombination würde zwischen Bindungen auf Ihrer Schiene angebracht, eine, die in jede Richtung zeigt. Wenn Sie es niedrig genug montieren und fast parallel zu den Spuren zeigen, werden Reflexionen externer Objekte minimiert, wobei die Spuren als Blinker fungieren.
Das Ausgangssignal des TSSP ist ein Impuls mit Logikpegel, dessen Dauer proportional zum reflektierten IR ist. Wenn sich eine Lok nähert, werden aufeinanderfolgende Impulse länger, so dass Ablesungen von mindestens 2 aufeinanderfolgenden Impulsen, vorzugsweise mehreren mehr, einen Satz von Impulsdauern und dadurch eine Geschwindigkeitsanzeige liefern. Aus dem Datenblatt:
Die Ausgangsimpulsbreite des TSSP4P38 steht in einem nahezu linearen Verhältnis zur Entfernung des Emitters oder zur Entfernung eines reflektierenden Objekts. Der TSSP4P38 ist so optimiert, dass nahezu alle Störimpulse von Energiesparlampen unterdrückt werden.
Wenn Sie die praktikablen Präzisionsanforderungen für Ihr Gerät einhalten, sind "schnell" versus "langsam", "annähernd" versus "rückläufig" und natürlich das Vorhandensein einer Lokomotive innerhalb der Sensorreichweite möglich.
Sie müssen das System neu ausrichten, um statische Reflexionen, z. B. von Landschaften, zu berücksichtigen. Die Kalibrierung der tatsächlichen Geschwindigkeit in Abhängigkeit von aufeinanderfolgenden Impulslängen liefert auch die "schnellen" / "langsamen" Bereichszuordnungen.
Die Impulsdauer kann über einen Timer / Zähler-Eingang an einem Mikrocontroller Ihrer Wahl gemessen werden. Es gibt mehrere Beispiele im Web, um dies auf dem Arduino zu tun, aber wie Sie bereits erwähnt haben, müssen Sie stattdessen ein Stellaris-Launchpad verwenden.
Dies ist ein allgemeiner Überblick über eine Lösung. Sie können sich gerne erkundigen, ob bestimmte Aspekte geklärt werden müssen. Vermutlich ist dies vor dem Hintergrund Ihrer Angaben kein Übernachtungsprojekt, sondern kann in der Ferienzeit durchgeführt werden. Einige der von Ihnen erwähnten vorgefertigten Modelleisenbahnprodukte verwenden diesen Mechanismus.
Sehen Sie sich für eine allgemeinere Abstandserkennungsdiskussion diese Antwort aus einer früheren Frage an.