Universele functie decoder voor wagons

[Sattrickske]

HI,

Ik zat al een tijdje op iets te broeden en heb er dan maar werk van gemaakt.  Ik wou m'n wagons uitrusten met een functie decoder zodat ik de verlichting kon schakelen wanneer ik dat wil en ook wanneer er geen loc met de wagon verbonden is.  Maar aangezien ik een 20-tal wagons heb voor personenvervoer, zou dat met de standaard decoders (ESU, Tams, Tran, ...) een redelijk dure grap worden.   Dus waarom eens niet zelf proberen?  Ik heb al decoders zelf gemaakt voor m'n servo-wissels en de m'n baan verlichting, dus zal dat voor een wagon ook wel lukken.
Op dit ogenblik is het de bedoeling is dat elke wagon afzonderlijk aangestuurd kan worden; dus elke wagon krijgt een sleper en een decoder.
De schakeling is gebouwd rond een PIC12F683, deze is met z'n interne klok van 4MHz meer dan krachtig genoeg om het DCC signaal te decoder (of een ander protocol).  Om geen problemen te krijgen met de stroom over de I/O pinnetjes van de µC, worden 2 uitgangen versterkt via MOSFETs tot max. 350mA per kanaal.  2 uitgangen zou voldoende moeten zijn voor één wagon, maar dit kan worden uitgebreid tot 5 indien nodig.
De voeding is gebouwd rond een zener diode om de schakeling zo compact mogelijk te houden.  Zonder ingeschakelde verbruikers zou deze schakeling maximaal 5mA verbruiken.
Hieronder het schema:


Als ik werk met SMD componenten zou het dubbelzijdig printje 20mm x 12mm moeten worden, en dit past zonder problemen in de meeste wagons:

Met m'n SMD rework station zou ik dit printje zonder al te veel problemen moeten kunnen solderen.  De print zelf wordt op een CNC uitgefreesd, etsen zal niet lukken vrees ik.

De software kan rechtstreeks op de print via een programmer worden opgeladen (ICSP functie van de PIC).  Een deel van de software heb ik al, dat is nagenoeg dezelfde als voor m'n wissel decoders, zie hier.

Op dit ogenblik bedragen de kosten voor deze decoder net geen 1.40€.  Het duurste onderdeel is de µC, 0.60€; maar het allerduurste deel zullen wel de werkuren zijn

Graag jullie mening...

[Geert]

Ik mis nog iets op het schema, hoe leest de PIC het digitaal signaal? Het kan zijn dat ik er over heb gekeken?

Geert

[Sattrickske]

Ik mis nog iets op het schema, hoe leest de PIC het digitaal signaal? Het kan zijn dat ik er over heb gekeken?

Verdikke ja zeg, rats vergeten...  net op tijd, want was de G-code voor de prints aan 't genereren.
Djeezes, duidelijk nog niet goed wakker.  Merci hé!

[Geert]

Geen dank,

op dit forum zijn we er om te helpen...


Geert

[Sattrickske]

Zo ik heb het aangepast in de originele post, nogmaals merci hé!
Ik heb het digitaal signaal rechtstreeks via een weerstandje (33K) aan de I/O pin gehangen.  Door de interne clipping diodes en de pull-up van de I/O poort denk ik niet dat ik een voltage divider nodig heb.  Normaal werk ik met een optocoupler voor het digitaal signaal, maar deze zou hier teveel plaats in beslag nemen.

[Geert]

33k , zelfs 100k of meer is voldoende voor een µC om het digitale signaal te lezen.

Geert 

[Sattrickske]

Zo de eerste printjes zijn gefreesd.
De µC zijde:


En de onderkant (voeding):


Maar nu is het jammer genoeg een 3-tal weken wachten .  2 componenten heb ik in China moeten bestellen omdat ze hier veel te duur waren: de PIC12F683 en de 2N7002PS dual MOSFETs.

[PietB]

Dat ziet er fraai uit Patrick!
Ik ga toch nog even zagen over de koppeling tussen de wagons en de stroom voorziening.
Als je alle wagons van een sleper voorziet, zou je dan niet te veel rolweerstand introduceren?

Ik heb ook een tijdje met het idee rond gelopen, maar dan met de volgende logica/techniek aan boord van iedere wagon:

Alle wagons hebben een met minimaal 3 contacten uitgevoerde stroomvoerende koppelingen
Een gemeenschappelijke 0, een voeding en een sluitlantaarnsensor
Als er geen wagon aan de "achterste" koppeling wordt gehangen zal op de laatste het sensorcontact van de koppeling open zijn.
Dat moet dan voor de decoder het signaal zijn, bij ingeschakelde verlichting, de sluitverlichting aan de kant van de open koppeling te ontsteken.
Wordt er een wagon achteraangesloten dan gaat het sensorcontact naar 0 en dooft de sluitlantaarn op de voorlaatste
Doordat de laatste wagon gevoed wordt en een open sensor contact heeft gaat de sluitlantaarn aan op de laatste aan.
De binnen verlichting kan gewoon via een functieuitgang worden geschakeld.

Het is erg luxe maar ook erg wel mooi denk ik.

grt Piet.

[Sattrickske]

Heb ik ook al zitten bedenken, en gedeeltelijk afgevoerd...
Mijn baan is niet zo groot, dus zijn m'n slepen beperkt; voor personenwagons zal dit beperkt zijn tot maximum 4.  Ik heb al een test gedaan met 3 wagons met een originele Marklin sleper -niet echt de beste qua rolweerstand- en m'n BR50 met hoogvermogen aandrijving merkte er niks van.  Wat er wel is -en het heeft enigzins met de rolweerstand te maken- is dat er bij hoge snelheid redelijk wat extra geluid van de slepers komt; dus daar heb je een zeker een punt.  Aangezien ik met vooral stomers rijd, ligt de snelheid niet zo hoog, dus dat vervelend geluid is redelijk beperkt, maar het is er...

Jouw idee is bijlange na zo slecht nog niet.  Het is inderdaad luxe, maar als je kijkt naar de prijs van de decoder, is het luxe die niet al te veel zal kosten.  Maar wel luxe die, zoals je al zegt, supermooi zal ogen.  Probleem zal bij de prijs van de stroomvoerende koppelingen liggen; een 3-polige ken ik niet, maar wel 4-polige.  Maar die dingen zijn toch niet zo goedkoop: 14€ per paar.  Voordeel van de vierpolige is wel dat je dan geen richting meer zal hebben aan een wagon, met een 3-polige zal je steeds een achterkant en een voorkant hebben.

Dus samengevat, jij gebruikt de stroom van de locomotief; ofwel één wagon met een sleper.  De stroom wordt doorgegeven met meer-polige stroomvoerende koppelingen aan elke wagon, de decoder op elke wagon heeft dan één (of twee, als we richtingonafhankelijk gaan werken) pinnetje op dat als input gaat fungeren.  Dat extra pinnetje gebruiken we dan om te kijken of er nog een wagon achter hangt, en zo sturen we de sluitlichten.

Op m'n huidige prints worden de sluitlichten rechtstreeks door een functieuitgang gestuurd, in jouw geval vol automatisch.  Maar ik heb meteen een bijkomend vraagje, vanaf welk jaar ongeveer werden die sluitlichten gebruikt?  Ik rij in het tijdperk I-III, en na wat opzoekwerk vind ik niks terug over sluitlichten voor 1970.  Klopt dat?

[PietB]

Op m'n huidige prints worden de sluitlichten rechtstreeks door een functieuitgang gestuurd, in jouw geval vol automatisch.

Is niets mis mee, maar om nou met een stam van 4-5 wagons te gaan rijden en dan op alle wagons brandende sluitlichten vind ik weer "overkill" vandaar mijn idee.

Maar ik heb meteen een bijkomend vraagje, vanaf welk jaar ongeveer werden die sluitlichten gebruikt?  Ik rij in het tijdperk I-III, en na wat opzoekwerk vind ik niks terug over sluitlichten voor 1970.  Klopt dat?

Ik rijd tijdperk III t/m V Nederlands en NS reed voor de tweede wereldoorlog al met petroleumlampen als sluitlantaarn.
Hoe dat bij de NMBS is weet ik niet.

grt Piet.

[Sattrickske]

Okidoki, ik zal een variantje maken dat voor beiden bruikbaar is...
'k Zal effe m'n schema aanpassen

[PietB]

Joh Patrick!
Dat is werkelijk meesterlijk, hoewel ik nog met mijn baan aan het bouwen ben, er is dus wat mij betreft absoluut geen haast bij, vind ik jouw flexibiliteit grandioos.

Schiet me nog wat te binnen, voor de mensen die onder iedere wagon een sleper hangen, die kunnen dan de sluitlichten aan/uit ook regelen met een reedswitch of hallsensor en een magneetje op de volgende wagon.
Wat vind je daar van?

grt Piet.

[Sattrickske]

Schiet me nog wat te binnen, voor de mensen die onder iedere wagon een sleper hangen, die kunnen dan de sluitlichten aan/uit ook regelen met een reedswitch of hallsensor en een magneetje op de volgende wagon.

Zou inderdaad kunnen en dat maakt mijn schakeling eenvoudiger, maar je hebt er wel meer plaats in de wagon voor nodig en je moet manueel een switch of magneetje verzetten.  Dus hier verkies ik dan toch de 4-polige koppeling met de licht aangepaste versie van m'n schakeling.

Maar ik kom effe terug op je stam van 4 à 5 wagons.  M'n printje is zo goedkoop (<2€), dat je er beter eentje in elke wagon stopt.  Je geeft dan enkel het commando voor de sluitlichten aan de laatste wagon.  Zo had ik m'n eerste versie voorzien, elke wagon krijgt een digitaal adres; waar de stroom vandaan komt, maakt niet uit (sleper of koppeling).

Maar ok, ieder z'n keuze, voor mij is de eerste versie meer dan goed genoeg.  Maar voor diegenen die liever Bossie's (Piet) verbeterde versie hebben, hier volgt het schema daarvoor:

Ten opzichte van de eerste versie is de massa (GND) beschikbaar gemaakt en is er een input (Coach Det) via een pull-up weerstand aangebracht.  De pull-up kan eventueel weggelaten worden en vervangen door de interne pull-up van de PIC (let wel, deze is zeer zwak).  Als er interesse komt voor deze versie, zal ik oor een PCB'tje voor voorzien (zal een 2-tal mm breder worden dan versie 1).  De GND is naar buiten gebracht omdat nu elke wagon de input pin (Coach Det) van z'n voorganger aan de GND moet zetten; de wagon waarvan de input pin niet aan GND hangt wordt als sluit wagon beschouwd.

[PietB]

Als je nou de 'Coach Det' dmv een reedswitch of hall sensor die op de koppeling ligt laat schakelen door een magneetje dat op de koppeling van de volgende wagon zit, dan moet het toch ook werken?
En mijn wagons De NS ICK hebben voldoende ruimte om deze subminiatuur decoder te plaatsen.

Ik zie het al helemaal voor me:
Op mijn station staat een E-lok met daar achter twee wagons, keurig verlicht en even verderop komt een rangeerlok met een soortgelijke wagon aan tuffen.
Op het moment dat de achterste wagon gekoppeld wordt gaat de sluitlantaarn van de tweede wagon uit en springt de wagonverlichting aan en het sluitlicht is ook ineens functioneel.
Lijkt me het summum van functionaliteit.

grt Piet.

[Sattrickske]

Inderdaad, hoe die 'Coach Det' aan de GND geraakt doet er niet toe, maar van zodra ie aan de GND hangt, zal de software decoder de sluitlichten uitschakelen.
Alle manieren zijn goed:
- reedswitch
- hall sensor
- GND lus over koppeling
- ...