Nové verze základny pro DCC dekodéry

DIGI-CZ 221-P2

Důvody použití základnových stanic byly uvedeny v předešlém čánku, který doporučuji pročíst předem.  První verze navrhl Jindra Fučík asi před 4 léty, v roce 2015 jsem navrhl některé úpravy programovací stanice 1A, které poté byla dodávána jako DIGI-CZ 221-P1. Byl změněn spínaný zdroj 5V/1A a původní monolitický obvod 78L12 byl nahražen tzv. step-up (zvyšujícím) spínaným měničem z 5V na 12V. Tím bylo umožněno použití napájecího zdroje s napětím už od 9V (např. z různých dobíječek). Po získání dalších zkušeností a připomínek od zákazníků dáváme v tomto roce do výroby novou verzi na 2A s podstatně změněnou konstrukcí a zabudovanou v krytu. Označená je DIGI-CZ 221-P2. Současně jsem pracoval i na verzi neprogramovací se zátěží 3A, které bude daná do prodeje na podzim letošního roku. Bude ve stejném krytu a jediný rozdíl bude vyšší zátěž a vynechání programovacího obvodu. Ta ponese označení DIGI-CZ 221-N3.

Základnová stanice – proč a nač ?

Dekodéry příslušenství pro DCC slouží k ovládání (zapínání, přepínání) příslušenství – nejčastěji výhybek, návěstidel, osvětlení, zvuků a podobně pomocí DCC příkazů. To docílíme např. na oblíbeném MultiMausu volbou čísla výhybky (adresy příslušenství) a přepnutím této „výhybky“.

Dekodéry mají společnou jednu věc – všechny potřebují vstup signálu DCC, který nese informaci, resp. příkaz pro zapnutí nebo jinou činnost. Tento příkaz má (zjednodušeně) tvar, který určuje adresu příslušenství, kterému je povel určen, a pak samotný povel. Signál jde současně do všech lokomotiv, příslušenství atd., ale reaguje na něj jen ten obvod, kterého adresu obsahuje. Z DCC signálu se pak v dekodéru poměrně jednoduchým obvodem tato informace odfiltruje a jde na vstup „mozku“ dekodéru – tedy mikroprocesoru. Ten pak rozhodne, jestli má tento příkaz vykonat.

Každý dekodér kromě toho potřebuje také napájení – tedy přívod energie pro svou činnost. Napájí se pochopitelně řídící procesor a jeho pomocné obvody, ale také často (téměř vždy) i výstupní zařízení (elektromagnety, serva, svítivé diody a pod.). Energie pro napájení se může čerpat z DCC rozvodu. To je sice jednoduché (ušetříme další přívodní vodiče, protože DCC vodiče do dekodéru stejně už vedou), ale zbytečně zatěžuje centrálu, ve které signál DCC vytváříme za cenu poměrně větších nákladů. Je proto vhodné DCC ponechat jen na napájení vlaků (tam jinou možnost nemáme) a příslušenství napájet z externího zdroje. Navíc, takto např. při vykolejení vlaku nezhasne celé kolejiště. Ať zvolíme jednu nebo druhou koncepci napájení, na desce dekodéru vždy musí být zdrojová čast, která ze vstupního napájecího napětí (DCC nebo externího) vyrábí a stabilizuje napětí pro mikroprocesor – tedy nejčastěji 5V.

Programovací adaptér ZIF pro PIC

Obr. 1 – Programátor Microchip PICkit 3

Už hodně let pro programování mikroprocesorů Microchip PIC různých sérií používám programátor PICkit 3. Dlouhodobě jsem s ním spokojen. Já ho koupil originál ještě z Irska za cca 70 euro, u nás ho lze získat za necelých 2000 Kč, nebo na eBayi za ceny od 10 do 90 dolarů. (Ty první jsou klony z Číny, ale dost často pracují spolehlivě.) Podrobný popis lze najít na stránkách výrobce, leták pro rychlé seznaámení je zde. Tento programátor používá protokol ICSP (In-Circuit Serial Programming) a má výstupy, umožňující programování přímo na osazené desce. Toto lze využít i u mnoha výrobků DIGI-CZ.

Někdy, zejména při výrobě více kusů obvodů, je vhodné programovat procesory ještě před osazením do finálního obvodu. Na tento účel se nejlépe hodí patice ZIF (Zero-In Force), tedy patice s nulovou vkládací silou (obr.2). Existuje jich mnoho druhů, od různých výrobců. Nejznámější jsou typy od výrobceTextool, které jsou patentované a spolehlivé (a taky přiměřeně dražší). Samozřejmě, z Číny lze podobné koupit levněji. Poměrně kvalitní (a také drahé) kdysi vyráběla i Tesla.

Kalkulačka CV

calculator-image-clipart-9Při programování dekodérů (a nejen jich) je vhodné mít k dispozici nástroj pro přepočet binárních, dekadických a hexadecimálních čísel navzájem.

Některé konfigurační proměnné (CV) vyžadují nastavení jednotlivých bitů, ale programátory občas vyžadují napsat celý byte (bajt). Zejména pak najde uplatnění tento jednoduchý nástroj.

Původně byl publikován na webu LokoPin, zde je uveřejněná jeho upravená verze.

 

bin-calcZadávání dat je možné třemi způsoby:

  • Označením bitů, které mají být „nastaveny“, tedy rovné 1. Dělá se to ve spodním řádku „zafajfkováním“ příslušného čtverečku.
  • Zadáním hodnoty bajtu dekadickým číslem v příslušném okénku.
  • Zadání hodnoty v šestnáctkovém (hexadecimálním) čísle v příslušném okénku.

Zbývající hodnoty jsou dopočítány automaticky. Rozsah kalkulačky je jeden bajt, tedy od 0 do 255 (dec), resp. od 0 do FF (hex), neboli od 0 do 11111111 (bin).

Spustit si kalkulačku můžete zde, stáhnout ji lze v rubrice Ke stažení.

LN box versus XB box

Modeláři – moduláři (tedy ti, kteří se více či méně pravidelně schází na společných setkáních, kde své moduly propojují do rozsáhlých sítí – „modulišť“) již dlouhá léta používají tzv. LN box (Loconet box). Ve své podstatě se jedná o krabičku, v níž je paralelně propojeno několik (3-5) konektorů RJ12/6p6c, používaných pro rozvod signálu Loconetu. Boční vývody se obvykle propojují podél modulů a čelní slouží pro připojení ovladačů. Více si o jeho konstrukci můžete přečíst na webu klubu OstraMo, nebo ho koupit na německém e-shopu H0fine.

Obdobné řešení lze použít i pro XpressNet.

Spínací interface k motorovému přestavníku MP1 od MTB

Můj přítel Jaroslav Hraška mne požádal, abych zkusil vymyslet nějaký obvod, který by mu umožnil využít stávající DCC dekodér z produkce Víta Báni Scom-ND4M (http://www.mtb-model.com/elektro/nd4-navod121.pdf) k ovládání motorového přestavníku MP1 vyráběný firmou MTB (http://www.mtb-model.com/files/produkty/MP1-setup_CZ_EN_DE.pdf). Uvedený dekodér je určen pro ovládání návěstidel systémem Scom a současně umožňuje ovládání čtyř motorických přestavníků. Bohužel, jeho výstup je pouze dvouvodičový, s přepínatelnou polaritou. Přestavník MP1 vyžaduje naopak třívodičové připojení, podobně jako elektromagnetické přestavníky. Bylo by vhodné využít spíš dekodér pro elektromagnetické přestavníky Scom-ND4V, tyto se však již nedají sehnat a především typ ND4M měl Jaro v zásobě.

S podobným problémem se mohou setkat i majitelé jiných dekodérů, např. M-DEC-DC- LDT410412. Je zřejmé, že tento obvod nebude masově používán, protože řeší specifickou potřebu. Pro ovládáni MP1 lze použít i jiné dekodéry – např. velmi vhodný je DIGI-CZ 205 http://www.digi-cz.info/dekoder005-elmag-prestavniky-svetla/ .

Jak testovat detektory obsazení s S88-N

Nová verze DIGI-CZ 210

Nová verze DIGI-CZ 210

DIGI-CZ už několik let dodává detektory obsazení. Zejména moduly DIGI-CZ 010 a inovovaná verze 210 (oba s výstupem na sběrnici S88-N) jdou na odbyt snad nejvíc ze všech prodávaných modulů. Kromě toho je mnoho modelářů staví i vlastními silami, nebo je kupují od jiných výrobců.

Jak jsem vyráběl plošný spoj aneb Doc. Chocholoušek a elektronika

NanoX2015

NanoX-S88-2015 na dvouvrstvové desce

Toto není povídka od pánů Šimka a Grossmanna, jen jsem se inspiroval jejich názvy. Není to ani odborný nebo populárně naučný článek o výrobě dps, ale ani povídka od autora tohoto webu. Je to pouze smutně humorný popis, co vše se může stát a zdržet službu, kterou poskytujeme našim zákazníkům.

Detektor obsazení se zpětným hlášením S88-N

Po uvedení nové centrály NanoX-S88-2015 (DIGI-CZ 203) v tomto měsíci přichází e-shop DIGI-CZ ve spolupráci s Pojezdy.eu v dubnu s další novinkou – inovovanou verzí osvědčeného a oblíbeného modulu pro detekci obsazení s integrovanou sběrnicí S88-N (doposud DIGI-CZ 010). Změnila se výrobní technologie a celá deska mimo konektorů je nyní osazena povrchovou montáží (SMT). (Ne, není to překlep, SMT je technologie a SMD jsou součástky, i když se to dost často zaměňuje.) Tato technologie nám umožnila desku zmenšit a zejména zlevnit. Modul dostal označení DIGI-CZ 210. Dlužno podotknout, že nejde o žádnou světovou novinku, na internetu je popsaná v mnoha verzích a i v ČR ji vyrábí více výrobců. Ale přesto naše nová verze určité novinky přináší.

Obr. 1 - Nový modul DIGI-CZ 210

Obr. 1 – Nový modul DIGI-CZ 210

Centrála NanoX-S88 nové koncepce

IMG_20150303_150325Po nepříliš dobrých zkušenostech s původní H-centrálou a naopak po dobrých zkušenostech s rozšířenou verzí podle Jindry Fučíka jsem se odhodlal k několika úpravám.
Na stávající centrále mi nejvíce vadila původní napájecí část. Jen připomenu, že využívá jeden vstup střídavého (nebo i stejnosměrného) napětí, ze kterého se po usměrnění odvozuje nastavitelné stabilizované napětí (regulátor LM350) pro trakci (obvykle 14 – 16V). Z něj se pak v obvodu L6203 vytváří signál (napětí) DCC. Ze vstupního napětí se dále pomocí monolitických stabilizátorů 78(S)05 a 78(S)12 vyrábí stabilizované napětí 5V pro napájení elektroniky centrály a obvodů S88 a 12V pro zařízení XpressNET™. Všechny tři regulátory jsou tepelně dost namáhané a poměrně neefektivní – zejména při použití jako zdroje napájení pro více XpressNET™ zařízení a kaskády modulů zpětné vazby S88. Na desce navíc nebyly regulátory nejvhodněji rozmístěné. Je tam málo místa na chladiče a blízko elektrolytických kondenzátorů, čímž trpí jejich životnost.

Řetězení LED

Tento příspěvek se dotýká modelové železnice jen okrajově. Ale může posloužit jako námět, pokud potřebujeme postupně rozsvěcet několik (nebo i velké množství) LED.

„Moderní“ diodová zkoušečka

Dlouho jsem přemýšlel, zda tento příspěvek vůbec publikovat. Ale nakonec jsem se rozhodl, že ano. Princip mé zkoušečky je jasný a byl mnohokrát popsán, např. u Martina Pinty, od kterého jsem si dovolil vypůjčit i první dva obrázky. Zpomucky_zkousecka_1koušečka na stejnosměrný proud obsahuje jednu LED, odpor a ochrannou diodu proti přepólování. Velikost odporu se odvíjí od toho, pro jaké napětí zkoušečku plánujeme používat a jakou diodu používáme (viz článek o LED). Železniční modeláři pracují s napětím do 25V takže odpor kolem 3 kΩ většinou vyhoví. Pokud chceme rozlišovat polaritu napětí pomocí různých barev LED, je vhodné druhé zapojení.

HiFi výhybkový dekodér pro fajnšmekry

Zdá se vám, že jsem si dal něco ostřejšího? Jak může být výhybkový dekodér HiFi?  Pojem HiFi (Hight Fidelity) je přece označení pro věrný zvuk.  Ano, to označení je zlehka nadnesené, ale chci psát o dekodéru, který skutečně modelově, nebo chcete-li věrně (Hight Fidelity = vysoká věrnost) přesouvá jazyky výhybek a současně pohyb doprovází originálním zvukem skutečného motorického přestavníku. Autorem dekodéru je Vít Vaculík.

Napájení elektronických modulů

Mnohé moduly dekodérů pro DCC (i jiných obvodů), které nejsou napájeny přímo z vodičů J a K nebo kolejí (tedy z DCC napětí), mají externí napájení řešené jako univerzální.  Na vstupu je obvykle Graetzův můstek (4 usměrňovací diody), pak elektrolytický kondenzátor(y) a za ním následuje stabilizátor na 5V, nebo 12V (podle provedení modulu) s filtračními kondenzátory proti zákmitům. Výhodou je, že obvod můžeme napájet střídavým i stejnosměrným napětím (u druhého dokonce nezáleží na polaritě, můstek ho vždy správně „otočí“). Jedinou podmínkou je, že vstupní stejnosměrné napětí musí být minimálně o cca 3-4 volty vyšší, než je to požadované za stabilizátorem. (Důvod: na můstku vzniká úbytek cca 1,5V a stabilizátor vyžaduje určitý minimální rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím, to najdeme pro daný typ v katalogu, obvykle se doporučuje 2V a více.) U střídavého napětí to platí trochu jinak: Nejdříve ho vynásobíme hodnotou 1,41 (to je přepočet z efektivní hodnoty střídavého napětí na vrcholovou hodnotu, na kterou se pak nabíjí elektrolytický kondenzátor). Dále platí úplně stejná úvaha o úbytcích napětí, jako u stejnosměrného napájení. Tedy střídavé napětí může být nižší. To je důvod, proč obvykle vidíme svorky označené rozdílnými hodnotami napětí AC a DC (AC je mezinárodně používané označení pro střídavý, DC pro stejnosměrný proud). Maximální hodnoty napětí jsou pak dané maximálním vstupním napětím stabilizátoru. Ale nedoporučuje se tuto možnost využívat, protože výkonová ztráta (vyzářené teplo) stabilizátoru je daná jako součin úbytku napětí na něm (tedy vstupní mínus výstupní napětí) a odebíraného proudu.

Přejezdový dekodér

Ilustrační foto: Peter L. Svendsen

V článku o bezdrátovém interfejsu GenLI-Bluetooth, který vyvinul Vít Vaculík, jsem zmínil další jeho výrobek, kterým je dekodér pro přejezdové zabezpečovací zařízení (dále jen „PZZ“). Spolu s Honzou Hlaváčkem jsme sestavili podle původního návrhu autora tři prototypy zařízení, které Honza vyzkoušel k velké spokojenosti na svém kolejišti. Následně jsem měl možnost sledovat závěrečnou část vývoje, do které jsem v dobré víře přispěl několika menšími návrhy na úpravy. Autor zařízení dokončil a jeho finální verze je popsána ZDE.

Bezdrátové propojení PC a kolejiště

Už nějaký čas jsem se rozhlížel po Internetu po spojení PC a kolejiště, které by nebylo galvanické (tedy elektricky vodivé). 

GenLI Bluetooth – foto J. Hlaváček

 Jde o to, že vstup USB na notebooku (nebo i stolního počítače) je vodivě propojen s „vnitřnostmi“ počítače. A kolejiště je většinou jedna velká stavba, kde, jako na každé stavbě, se občas dějí ne celkem „košer“ události. Vykolejená mašina, šroubovák v kolejišti, jiskry od zkratu atd. – to může být smrt počítače.  O tom, že počítačové obvody občas špatně snáší jiskry a výboje, snad moc psát nemusím. Pár mi jich v historii podobné jevy nepřežilo. Navíc neustálé připojování a odpojování USB také nemám moc v oblibě. Některá USB zařízení si ráda pořád dokola instalují ovladače, k čemuž jim stačí kabel připojit do jiného konektoru v počítači, nebo mít připojenou jinou periférii než předtím. Navíc, při zapínání GenLI je potřebné dodržet určitý postup zapínání napájení a připojování interfejsu. Proto jsem s velkým potěšením objevil na webu trochu jiné řešení – navíc bezdrátové.

A jak to bylo dál … to si přečtěte v mém článku na Honzíkových vláčcích. 

Zvuky na modelové železnici

Elektronika je pro někoho možná složitá, pro někoho zábavná a někomu nemusí říkat nic. Proto v dnešním článku budu trochu méně psát o procesorech, LEDkách a podobných složitostech. Popíšu svou zkušenost s použitím zvukových zařízení na modelové železnici. 

Digitální tester LED – aktualizovaná verze

Ve svém předešlém článku o LED jsem se zmínil o jejich měření. Z hlediska praktických modelářských potřeb jde především o nalezení vhodného předřadného odporu, kterým lze jednak regulovat svítivost (jas) té které LED, a jednak ji ochránit před zničením. Doporučené zapojení takového měřiče LED je v citovaném článku na obr. 4. Pro občasné změření jedné či několika LED je toto zapojení dostatečné, ale když potřebujeme měřit větší množství různých LED, je dost nepraktické postupovat tímto způsobem. Zejména, když máme změřit různé typy diod s různými paticemi, délkou vývodů apod. A to vůbec nemluvím o SMD diodách, u kterých je největším problémem jejich uchycení před měřením.

Přemýšlel jsem, jak si zjednodušit tuto práci, protože jsem si uvědomil, kolik budu muset při stavbě kolejiště změřit všelijakých LED. Samozřejmě, jeden takticko-logistický předpoklad tu je. A to používat co nejužší sortiment LED. Například jeden typ bílé a jeden typ žluté. Ale realita je jiná… Za léta praxe jsem nastřádal značné množství všelijakých LED různých velikostí i barev, které nejspíš bude účelné použít třeba na osvětlení domečků, skladišť a jiných budov, kde je moc vidět nebude. Takže rozsáhlému měření se nevyhnu. A měřit pomocí krabičky s banánky a multimetru se mi moc nechce.

LED, LED a zase LED

LED a železniční modeláři

 Svítící dioda je mezi železničními modeláři jednou z nejčastěji používaných elektronických součástek. Je to díky její univerzální použitelnosti, širokému rozsahu velikosti, tvarů i barev a nízké ceně. Na rozdíl od jiných součástek je její použití nenáročné, jak na praxi, tak i teorii, takže se do použití pustí kdokoliv. V nedávné minulosti se ve velkém používaly žárovky, dnes je v nových konstrukcích už nenajdete. Dlouho jsem rozmýšlel, jestli tento článek vůbec psát. Omlouvám se kolegům, kteří tyto věci běžně znají a sypou z rukávu… Ale otázky, které se občas mezi modeláři vyskytují, nám ukazují, že ne všechno je tak jednoduché. Mnozí si myslí, že použít LED místo žárovky spočívá pouze v její záměně. A pak pláčou nad výsledkem …

Moduly spínaných zdrojů z Číny

„Mao-Ce-Tung nám poslal rýže mnooo-hooo tun …“ zpívávali jsme kdysi u táboráků na čundrech. Mao už není a Číňan nám dnes posílá něco jiného. Ne vždy je to to nejlepší, co vyrábí pro jiné i pod značkami světových velikánů, ale často v čínských e-shopech lze za rozumný peníz koupit i užitečné věci.

DCC dekodér pro 5 dvouznakových návěstidel

Již jsem se zmínil, že návěstidla na mém kolejišti jsou (až na výjimky) světelná a budou řízena pomocí osvědčeného systému S-com . Jeho obrovskou výhodou je úspora vodičů (každé návěstidlo obsahuje integrovaný dekodér NV7 ). Mezi návěstidlem s dekodérem a návěstním modulem ND4  (dekodérem DCC/S-com) jsou nutné pouze jeden datový a dva napájecí vodiče. Velmi podrobný popis je na stránkách Martina Pinty. Další významnou vlastností tohoto modulu je, že dokáže z odposlechu provozu DCC vyhodnotit stav následujících výhybek a návěstidel, a podle toho přizpůsobit návěst tak, aby odpovídala tzv. rychlostní návěstní soustavě  ČSD/ČD-SŽDC. Podrobněji si o tom lze přečíst opět na stránkách Martina Pinty .

Pouze v jednom jediném případě jsem se rozhodl systém S-com nevyužít.  A tím jsou seřaďovací návěstidla . Ty mají pouze dvě možné návěsti „Posun zakázán“ (modré světlo) a „Posun povolen“ (bílé světlo) a zdálo se mi neekonomické používat S-com.

Chráním, chráníš, chráníme aneb Na co často zapomínáme

Jištění, přepěťové ochrany a elektronické proudové pojistky

high voltageTento příspěvek jsem původně napsal pro web www.honzikovyvlacky.cz. Vzhledem k souvislosti s dalšími příspěvky na www.masinky.info ho zde publikuji v původním znění. Článek vznikl jako reakce na rozhovory s několika železničními modeláři v posledním čase. Nechci se v něm pouštět do složité teorie ochran a jištění v elektronice nebo energetice. Pouze bych rád zmínil několik základních zásad, na které bychom neměli zapomínat. Znalci tento článek jistě přeskočí, někomu však možná pomůže od příštích problémů.

Temelín

Úvaha nad koncepcí napájecího zdroje pro kolejiště, návrh a popis realizovaného zdroje. 

temelinNázev článku je tak trochu recesistický, ale smysl má. Chci totiž psát o hlavním zdroji energie pro kolejiště. A tento název to, navzdory názorům různých aktivistů, určitě navozuje. Mnozí modeláři napájení hodně podceňují („plácnu tam zdroj ze starého PC“). To však může být pro kolejiště smrtelná  chyba (velké proudy vytváří ve vodičích při zkratu hodně tepla, velké teplo vyvolává požár).

Vysílač signálu S-com

Při instalaci návěstidel i v provozu modelové železnice občas potřebujeme přezkoušet funkčnost jednotlivých návěstidel. Pokud používáme ovládání pomocí protokolu S-com je situace trošku komplikovaná tím, že na přezkoušení návěstidla osazeného dekodérem S-com, potřebuje zdroj signálu, který přepíná jednotlivé signály na návěstidle. Samozřejmě, je to možné pomocí profesionálního dekodéru ND-4, ale k tomu potřebujeme mít tento dekodér volný a navíc ho ovládat pomocí PC. Na rychlou zkoušku to může být trochu těžkopádné.