Railnet

Popis ovladače Hugo

DCC | Zdeno Janeček, 30. 12. 2005 (13325 zhliadnutí)

Jsem členem KŽM Bojnice a zároveň klubu Zababov, kde se na řízení lokomotiv používá protokol a hardware Loconetu a konvence DCC pro dekodéry v lokomotivách. Ovladače Fred jsou dost nedostupné a stavba je závislá na pár těžko dostupných součástkách a vyžaduje zkušenosti, které nemám, protože jsem Freda nikdy nestavěl. Nestavěl jsem ho proto, protože už nejsem nejmladší a oči mi neslouží na SMD montáž. Proto jsem se rozhodl, postavit si ovladače sám. Součástková základna a program jsou naprosto odlišné od originálu Freda, proto jsem mu dal název Hugo.

Hugo je již třetí verze, kterou jsem postavil a odzkoušel. Je pro mne naprostým zklamáním, že se v Čechách a na Slovensku nenajde pár jednotlivců, kteří by se na stavbě a vývoji podíleli. Největší námitka, hlavně ze Zababova je, proč to vyvíjet, když je to hotové a odzkoušené. Nerozumím tomu, ale asi mají jiné priority.

Trochu teorie nikoho nezabije

Loconet je sběrnice typu proudová smyčka, kde na zdroji proudu 15mA jsou zavěšeny Fredy a pomocí výstupu, typu otevřený kolektor, přistupují na sběrnici Loconet. Nejmenší vstupní odpor ovladače je 47k Ohmu. Protokol Loconetu je dost složitý a proto jeho tvůrci museli použít několik úskoků, v tom kladném slova smyslu, na řešení vzniklých problémů. První je zablokování MSB bitu pro synchronizaci, kdy tento bit v logické „1“ zajišťuje orientaci na začátek paketu. Druhý je definice OPCODE bajtu, který definuje celý paket a jeho velikost. Třetí je inverze kontrolního bajtu, aby nebyl jednotkový MSB bit. Čtvrtý je používání slotů, kterých může být definováno až 127, ale nultý a 121 až 127 jsou servisní. Celý systém je velmi dobře navrhnut a docela odolný. Je jen velká škoda, že je to trochu přepatnáctěné a moc univerzální, což se projevilo na složitosti.

Na ovládání Huga jsou potřeba tyhle pakety:

  • „BF“ kde je obsažena adresa lokomotivy a Hugo žádá o volný slot v centrále. Centrála prohledá svoji databázi a pokud adresu nenajde, přidělí některému volnému slotu žádanou adresu a odpoví
  • „E7“ kde je popsáno, kde je slot ovladače a jaké mu byly přiděleny parametry. Je to 14 bajtu, 3 jsou přenosové, a 11 významových. Hugo si zapíše údaje do paměti a opraví hodnoty podle aktuálního stavu a posle zpátky do centrály paket
  • „EF“ podle tohoto paketu si upraví centrála parametry slotu, oživí ho a čeká na pakety
  • „A0“ který určuje rychlost
  • „A1“ funkce F0 – F4 a směr jízdy
  • „A2“ funkce F5- F8

Je tam ještě paket „B4“, který potvrzuje správnost, ale nepoužívám ho, protože se mi nestalo, aby data nedošla. Dále jsou tam pakety, které hlásí obsazené všechny sloty, přetížená sběrnice atd.

 

Hugo - schema zapojení Hugo schema

Srdcem Huga je procesor Atmel 89C2051 na krystalu 22.1184MHz, který dokáže zabezpečit přenosový kmitočet 16548 Baudu, což je v toleranci 1.5% , kterou vyžaduje Loconet. Vysílání a příjem dat je přes konektor RJ12 samice, a přes vývody RxD a TxD Atmelu. Na vývody brány 3 je zavěšena EEPROM 93C46 s 128 bajty paměti. Na komparátor Atmelu jsou připojeny součástky, které zabezpečují jeho stabilitu a provoz. Na zbytek brány P1 jsou zapojeny telefonní tlačítka a duoled. Na „P3.7“ je zapojen přepínač směru. Telefonní tlačítka, která jsem použil z nedostatku jiných možností, jsem musel dát na podstavec z dvou patic, aby byly dostupné svrchu.

Funkce Huga

Tlačítka funkcí jsou dvouvýznamová a to pro funkce F0 až F3 a okamžitý STOP a dále na zadávání adresy lokomotivy. Pokud při zasouvání Huga podržíme tlačítko STOP, tak se ovladač nastaví do adresového módu. Maximální adresa je 9999. Adresu zadáváme dekadicky tímto způsobem: prvním tlačítkem se udává řád, druhým číslo v tom řádu, a třetím se ukončuje adresový mód. Zadávají se nejdříve tisíce, pak stovky, desítky a nakonec jednotky. Číslo v každém řádu se zadává počtem stisků příslušného tlačítka. Například, adresa 3056, stiskneme třikrát číslo, potom řád, žádné číslo, jednou řád, pětkrát číslo, jednou řád, šestkrát číslo , jednou řád a nakonec ukončení adresového módu. Tím jsme zadali adresu 3056 a lokomotiva s touto adresou je připravena k používání. Tento způsob zadávání adresy mi připadá lepší a pružnější než původní, protože nemusíme chodit k centrále. Další výhoda je v nemožnosti ztracení adresy, protože Hugo ji má natvrdo zapsanou v EEPROM-ke, kde nemá Loconet povolen přístup. To znamená, že vůbec nepoznám tzv. červený mód, ztráta nebo přepsání adresy, jako se to někdy stávalo u Fredů.

Hugo ovládá rychlost, směr, 4 funkce a okamžitý stop.

Hugo je dvousystémový a ovládá i systém Denet, který jsem vyvinul a používám doma. Rozpoznání sběrnice je automatické podle toho, zda přijde odpověď od centrály. V této době je postaveno a funkčních 6 Hugů nové verze. Starší verze je postaveno 12 kusu.

Poděkování, hlavně Radkovi Šindelářovi za obětavou pomoc, s kterou se mi věnoval a nekonečnou trpělivost, s kterou odpovídal na moje dotazy.

Popis je hodně všeobecný a až podle odpovědí , kdy se zjistí zájem, bych napsal něco více.

K napsání článku mne vyprovokoval článek a popis Miniboxu, kde by mohl být problém v nedostatku Fredů.

Vymyslel, sepsal, naprogramoval, sestavil a otestoval Janeček Zdeno.

 

Hugo plosak

 

Deska plošných spojů

 

 

Hugo plosak 2

 

Osazení součástkami:

 

Rozpis součástek:

Ceny jsou orientační a mohou se hodně lišit, hlavně směrem nahoru, protože já mám vybavené množstevní slevy.
78S05 stab. 5V 15,-Sk
C1 ker. 33pF 2,-Sk
C2 ker. 33pF 2,-Sk
C3 elekt. 1µF T 8,-Sk
C4 elekt. 10µF 6,-Sk
C5 ker. 100nF 3,-Sk
C6 elekt. 10µF 6,-Sk
C7 elekt. 10µF 6,-Sk
C8 ker. 100nF 3,-Sk
C9 elekt. 10µF 6,-Sk
C10 elekt. 10µF 6,-Sk
D1 4148 2,-Sk
D2 4148 2,-Sk
D3 4148 2,-Sk
D4 4148 2,-Sk
D5 DUOLED 15,-Sk
IC1 AT89C2051 35,-Sk
IC2 LM339N 15,-Sk
IC3 93-C46AP 15,-Sk
J1 520250-3 20,-Sk
Q1 XTAL/S 13,-Sk
Q2 BC337 2,-Sk
Q3 BC337 2,-Sk
R1 191 20k 0,5Sk
R2 191 1k2 0,5Sk
R3 191 1k2 0,5Sk
R4 191 1k2 0,5Sk
R5 191 47k 0,5Sk
R6 191 100k 0,5Sk
R7 191 20k 0,5Sk
R8 191 20k 0,5Sk
R10 191 1k2 0,5Sk
R11 191 1k2 0,5Sk
R12 trimr 22k 25,-Sk
R13 191 1k2 0,5Sk
R14 191 1k2 0,5Sk
R15 191 1k2 0,5Sk
R9 ptcmt 10k/N 18,-Sk
krabička 39,-Sk
přepínač směru 12,-Sk
tlačítka funkcí 5x4 20,-Sk
knoflík ptcmt 8,-Sk
šňůra 1 m 6,-Sk
samec RJ12 2x4 8,-Sk
plošný spoj 60,-Sk
patice 20 4,-Sk
patice 12 2x2 4,-Sk
patice 18 2x3 6,-Sk
tel. tlačítka 5 x4 20,-Sk
celkem asi 430,-Sk v součástkových cenách

[Akt. známka: 0,00 / Počet hlasov: 6] -      + 

Pridať nový komentár

jk 31.12.2005 22:09:34

pár poznámok

ad fremo fred - toho sa to týka. existuje ešte aj fred uhlenbrock, ktorý je firemným zdokonalením pôvodného fremo s trochu inými vlastnosťami. nedostupné súčiastky - nuž sú tam tri. zsm56c (pred dvoma rokmi som ju kupoval ako sólo ks na objednávku za 56.- sk), lm2936 (pre dvoma rokmi za 20.- sk, opäť sólovka), presný potenciometer (v katalogu conrad-a 3,29 euro) a krabica (zase conrad za cca 3,29 euro). ide však urobiť aj vlastnú. zvyšok su bežné súčiastky. dnes je všetko v cene 500 - 600.- sk (závisí od šťastia, šikovnosti, atď.). istý problém vidím v kalibrácii a/d prevodu (hodnota potenciometra na dcc rýchlostný stupeň), ktorá sa robí špecializovaným sw fcalib (dá sa stiahnúť z webu fremo), pričom je viac - menej potrebný programátor pic jdm a pc a dos-om. výhodou fremo fred-a je použiteľnosť aj k profi systémom uhlenbrock či amatérskym, ako tu popisovaný minibox. slovenský prepis popisu fred-a viď. http://zmrail.webpark.sk. v priebehu budúceho roka (prvý polrok) sa očakáva ukončenie nového fred-a, fredi-ho, ktorý má byť o polovicu lacnejší ako jestvujúci. s smd by som nestrašil. ide len o zopár odporov, väčší problém je napaľovanie sw do pic a samotná kalibrácia, ktorá u nového fred-a vraj odpadá. ono jednoducho platí, že ak sa dávam na stavbu čohokoľvek elektronického, tak si to vyžaduje svoje. bez ohľadu, či ide o fred-a, prúdový snímač alebo lokodekodér a vyžaduje si to aj určité vybavenie. tým nechcem naznačovať, že by ovládač hugo nebol životaschopný, ale primárne je overenie časom a podmienkami prevádzky (všetky alternatívy). kto ešte nijaký ovládač nerobil, tomu to môže byť fuk. kto má však fred-a overeného, ťažko bude experimentovať, najmä ak potrebuje takmer to isté v bledomodrom (iná napaľovačka iný procesor, atď.). kto stavať nebude ten má na výber - kúpiť profi fred-a za 89.- eur alebo huga za menej ...

Reagovať

zdeno 01.01.2006 18:56:05

ahoj, neplanuji stavet huga za uplatu. stavel jsem jich ted dost a vytrestalo mne to tim, ze nemam cas na skoro nic jineho. --- maximalne jsem ochotny zaslat napaleny procesor. ahojz

Reagovať

jki 09.01.2006 18:32:34

kto to bude stavt?

citát z článku: "...a vyžaduje zkušenosti, které nemám, protože jsem freda nikdy nestavěl". podla tejto logiky to znamená, že ak som nikdy nestaval huga, tak nemám skúsenosti, a teda ho nemôžem stavať :-) a mal by som vyvinúť svoju verziu, napr. derf. ale k veci: novú verziu freda vyvíja partia, ktorá vyvinula "starý" fred. starých fredov bolo postavených v niekoľko tisíc (možno aj desiatok tisíc) a boli prevádzkované na stovkách stretnutí v max. počtoch čo znesie loconet (128?). to je dôkaz jeho životaschopnosti. nový fred nemá zverejnený sw, lebo existuje podozrenie, že niečo nie je v poriadku, teda testy pokračujú. až to bude naozaj všetko ok, bude to možné stavať amatérsky. budem však mať istotu, že ten produkt je naozaj kompatibilný a nespôsobuje žiadne problémy s kompatibilitou. absolvoval hugo podobné testy? (napr. s centralami intelibox alebo digitrax?, na sieti kde je 100 ovládačov rôznych výrobcov a dĺžka káblov je niekoľko 100m?) nechcem tým povedať, že hugo nemá perspektívu, len treba zvážiť možné riziká.

Reagovať

zdeno 10.01.2006 10:00:04

re: kto to bude stavt?

ahoj, hugo byl vyzkousen v handlove v poctu 8 kusu a 4 fredy najednou. sam uznavam, ze to je malo a mam naplanovane velke testovani na bojnice 2006, kde bude okolo 20 hugu a 10 fredu. problemy s hardwarem necekam, protoze je stejny s loconetem. hlavni duraz kladu na cd backoff a dodrzeni protokolu. moje nejvetsi obavy jsou z nepublikovanych informaci , ktere nepoznam a kde mohu narazit. ahojz

Reagovať

peter m 17.01.2006 12:35:25

vcera som skusal huga s minibox-om a masinu sa mi podarilo pohnut v pohode, tak isto ako s fred-om. ostatne funkcie som zatial neskusal, ale urcite skusim.

Reagovať

Pridať nový komentár