Centrála pro Loconet, Centrbox

Při návrhu jsem upřednostnil dvě priority, elektrická bezpečnost a tepelná stabilita. Bezpečnost je zabezpečena napájením z externího zdroje +15V, který MUSÍ mít usměrňovač a stabilizátor +15V a označení „dva čtverečky v sobe“. No a z toho vyplývá tepelná stabilita, protože největší zdroj tepla (stabilizace) je mimo centrálu. Nesmí se použít necertifikovaný, neusměrněný a nestabilizovaný zdroj. Nejlepší jsou bezpečné spínané zdroje, které se dají nastavit přímo na vystup +15V a jsou na 3-4A. Samotná centrála má proudovou ochranu DCC nastavenou na 3A.

Schéma:

Centrála je zase obvodově extrémně jednoduchá, jak je mým zvykem. Srdcem centrály je procesor Atmega 328PA, která má spoustu místa na program i proměnné. Centrála používá dva procesory, Atmega328PA a Attiny2313.

Centrála se skládá z několika podsystémů:

silová výroba DCC, upravování úrovní na hodnoty vhodné pro další zpracování, zdroj proudu 20mA, zpracování zkratu a nakonec příjem a vysílání Loconetu. Toto všechno jsem už většinou popsal ve svých předchozích článcích, tak se budu věnovat už jen tomu, co je nové anebo jinak.

Displej je řízen přes procesor Atiny2313, kde jsou uloženy bitmapy zobrazovaných znaku na 4-místný displej z LED diod. Z hlavního procesoru se posílají jen ASCII kódy znaků, které se mají zobrazit. Přenos se uskutečňuje přes half soft UART, nepotřebujeme zpětný ohlas, protože přenos je 100% bezchybný. Displej je vlastně jediná věc, která je nová z mechanického provedení. Displej je umístěný na několika objímkách pro int. obvody, aby byl ve správné výšce.

Popis toho, co vlastně centrála umí v základním vyhotovení:

• Ovládá 64 slotů (adres),
• výroba DCC podle slotů,
• vpřevod Loconet paketů příslušenství, do paketů DCC příslušenství,
• převod OPS programování z Loconet do DCC, pomoci JMRI nebo RailCo
• přímé programování na programovací koleji, anebo z JMRI nebo RailCo
• měření napětí Loconetu,
• sledování Loconet paketu rychlosti a směru,
• vystup Loconet příkazů přes USB na PC,
• dispatch mód,
• okamžité zastavení všeho, přes klávesu “0“,

Co je ovšem úplně nové, je modulové uspořádání, kdy lze odpojit čtečku CV a zapojit jiný modul. Například modul WiFi pro ovladače, paměť na ukládání posledního stavu slotů před vypnutím, paměť na ukládání vlakových cest, připojení síťové karty na spolupráci několika centrál a spoustu dalších rozšiřujících modulů v budoucnu. Moduly se dají připojovat a odpojovat za chodu centrály. Zatím je jen modul čtečky CV, ostatní moduly jsou otázkou požadavek od zákazníků. Ale to je výhoda modulů, že mne to teď nemusí trápit.

Centrbox vlevo, je prototyp, kde jsem si zkoušel různé možnosti. Vpravo je Centrbox v plné parádě a je určen pro prezentaci a pro možné zájemce a zhotovitele. Destička dole je čtečka CV, která se zasunuje do pozice nad displejem a je to modul, který se dá vyměnit za jiný, přesně stejných rozměrů a bodů napájení. Nad displejem je obousměrný USB převodník na Loconet, který není přímo součástí centrály a je jakoby přilepený a umožňuje komunikaci s PC. Je to proto rozdělené, protože Eagle umožňuje návrh jen do rozměrů 100 x 80mm. Je možné to oklamat, ale to teď nebudu popisovat.

Ovládání Centrboxu, je to rozdělené na víc části:

• Jedna část je ovládána napřímo, bez ovlivnění chodu centrály.
• Druhá část je přes “Menu“, kdy se zastaví výroba DCC, protože to se nedá časově stihnout.
• Třetí možnost je, když centrála funguje jako „mezikus“, který zprostředkuje a zpracuje příkazy a odpovědi od jiných zařízení. Přitom je činnost centrály bez přerušení a výroba DCC z obsahu slotů je kontinuální.

Při startu centrály se na displeji objeví nápis “run“, který oznamuje správný chod centrály a výrobu DCC signálu. Tento nápis svítí trvale.

Přímé ovládání:

Ovládání Dispatch módu je jediná věc, která se dá ovládat napřímo. Navolením adresy a potvrzení pomocí klávesy “oo“ (Enter) se zobrazí adresa a desetinná tečka úplně vpravo. Tím se indikuje připravenost na převzetí této adresy na ovladač. Po odevzdání adresy nápis zhasne a objeví se “run“. Zásobník je jednoúrovňový a může obsahovat jen jednu adresu. Pokud se pomýlíte, stiskněte klávesu “|_|“, která nahrazuje klávesu Cancel a teda s ní můžete kdykoliv zrušit jakýkoli i rozpracovaný příkaz a vrátit se do “run“ módu.

Ovládání přes Menu:

Do Menu se dostanete stlačením klávesy “0“, která je jediná volná a nemá použití pro Dispatch, jako první číslice. Objeví se nápis “Menu“, takový divný (písmeno M se zobrazuje zjednodušeně) a potom můžete volit podmenu. Pochopitelně se zablokuje výroba DCC, protože hlavní program nestihá vůbec nic.

1. změření napětí Loconetu
2. sledování aktuálních paketů Loconetu, pro kontrolu jednoho ovladače
3. čtení CV , postup <adresa, Enter>, max 1024
4. zápis CV , postup <adresa, Enter, data, Enter>, max 1024

To jsou zatím všechny volby, časem jich bude určitě víc, podle připojitelných modulů.

Po opuštění Menu musí proběhnout inicializace všech připojených ovladačů a to může chvíli trvat a proto doporučuji nechodit do Menu zbytečně.

Nepřímé ovládání:

Pomocí připojení na PC a zabudovaného programu je možné nepřímé ovládání přes ovladač Eddy, Evka, DT402 nebo programů JMRI, RailCo, atd.

1. převod paketů B0, do DCC formátu, rozsah 2048
2. OPS programování, dlouhý formát
3. programování na programovací koleji, pomocí externí čtečky CV
4. používat virtuální loko ovladače v PC

Toto se nijak nezobrazuje na displeji a běží to skrytě na pozadí.

Tato centrála je určená pro menší setkáni, do asi 10 stanic, pro asi 25 současně jezdících loko.

To zvládne úplně v pohodě a bez problémů.

Nákres plošného spoje.

Plán rozmístění součástek.

Rozměrový návrh pro rozšiřovací modul.

Zatím vyrobeny dva kusy, fungují bez problémů. Plánuji uveřejnit na svém webu konstrukční a stavební návod + hexáky. To bude ovšem chvíli trvat, podle toho, jak se mi bude chtít.

www.loconet.esy.es