OpenDCC - Z1, Une station de commande DCC

Vue d'ensemble

    "Pourquoi, une autre station de commande? Il y en a déjÃ&xnbsp; beaucoup et vous pouvez les acheter!"

    Oui, il y a pas mal de stations centrales disponibles, il existe également un certain nombre de projets Ã&xnbsp; faire soi-même. Mais quand nous les avons testés, nous avons découvert quelques inconvénients: Pour une station le nombre de locomotives pouvant être commandés (une sage auto-limitation) est trop fortement limité, une autre station se réinitialise sporadiquement, pour une autre station c'est une mauvaise hiérarchisation de la pile de commandes DCC, ce qui ne la rend pas vraiment utilisable pour un grand circuit - comment peut-on donner une priorité plus élevée au coup de sifflet de la locomotive qu'Ã&xnbsp; l'instruction de freinage ?

    Et certaines centrales ne sont pas aptes Ã&xnbsp; un fort débit de données ou une faible latence. Après l'envoi d'une commande CTS = off, la commande reçue est exploitée et puis la station revient en ligne. Ce n'est pas important si vous avez seulement 4 locomotives ...

    Un message DCC nécessite 6-12ms de transmission (selon l'adresse et le nombre de pas de vitesse), donc un traitement intelligent d'ordonnancement et de priorité est nécessaire pour éviter des problèmes quand un certain nombre de locomotives sont Ã&xnbsp; la fois en accélération ou en ralentissement.

    Notre ancienne station centrale avait quelques-uns des problèmes ci-dessus, donc nous avons décidé de construire notre propre station. Les buts ont été surtout le débit, le traitement intelligent des instructions et également un appareil compact et une solution attractive en prix qui puisse remplacer d'autres stations de commande particulièrement en interaction avec le PC. Un petit booster est intégré (juste pour un test rapide d'une loco ou pour la programmation).

    Au cours du développement, l'objectif de conception principal fut le débit maximal d'instructions DCC. OpenDCC utilise un algorithme de rafraîchissement intelligent qui donne priorité aux nouvelles commandes de vitesse, puis les répète de façon cyclique, la répétition est ralentie pour les locomotives rarement utilisées. Les instructions de freinage ont la priorité la plus élevée, assurant ainsi la sécurité quand un grand nombre de locomotives sont en marche.

    L'attribution dynamique des commandes DCC garantit une réaction extrêmement rapide des décodeurs connectés qu'ils soient embarqués ou stationnaires même si la station de commande est exploitée depuis longtemps et avec beaucoup de locomotives différentes. L'interface avec la PC est indépendante du réseau xpressnet local, ainsi le PC n'a pas besoin de partager l'interface de commande avec des "régulateurs" (mouse, throttle). En utilisant les régulateurs appropriés (par exemple. MFT ou Multimaus®), la station de commande peut également fonctionner sans PC.

    Le circuit imprimé fournit une compatibilité et peut être utilisé avec le logiciel approprié en remplacement de stations existantes (par exemple. Lenz ou Intellibox®) ou de composants de rétroaction (HSI88). Il a été pris soin de rendre la réalisation facile : larges pistes, composants Ã&xnbsp; piquer et circuits DIL chaque fois que possible.

    En utilisation sur un réseau (particulièrement s'il y a des dispositifs de rétroaction), il est recommandé d'utiliser un booster optocouplé.
    Il n'y a aucun clavier (sauf les boutons "GO" et "STOP"), et l'affichage est limité Ã&xnbsp; quelques LEDs d'état. Cependant, avec le logiciel approprié (par exemple rocrail)) un réseau peut être mis en oeuvre complètement avec un PC ou un ordinateur portable.

    Un autre domaine d'application est le contrôle DMX, ainsi la lumière d'ambiance du réseau peut être contrôlée.

    Caracteristiques :
    Système numérique : DCC avec support BiDi
    Sorties : Réseau avec minibooster (1.0A)
    Voie de programmation
    Rétroaction : 3 bus S88 et vrai retour de position des aiguillages
    En face avant : 2 Boutons (Stop-Go)
    4 LEDs (CTRL, STOP, GO, RS232)
    Interface PC : USB ou série (RS232)
    Contrôle par PC : Option Intellibox® ou émulation XPressNet™
    Contrôle manuel : Par les périphériques XPressNet ™, par exemple multiMAUS®
    Arrêt d'urgence : Bouton
    Entrée sortie par optocoupleur
    Contrôle d'ambiance : Par DMX
    Dimensions : 105 * 125 * 46mm

Charactéristques détaillées:

  • Alimentation : Le courant est fourni au moyen d'un bloc d'alimentation externe avec une sortie courant continu régulée. Le bloc d'alimentation doit être choisi convenablement suivant la largeur de voie. Il est recommandé d'utiliser du 12-14V pour du N et du 16-18V pour du H0.
  • Interface PC : La connexion est faite en face arrière, soit par USB (VID : 0x0403, PID : 0xBFD8, Description de Produit : 'USB IF OpenDCC V1.2') ou en série (prise DSUB Ã&xnbsp; 9 broches RS232 ). L'interface série d'OpenDCC est Ã&xnbsp; 19200 bauds, 8 bits, sans parité, 1 bit de stop (Lenz émulation). Le choix de l'interface s'effectue par un cavalier soudé sur le circuit imprimé (variante par cavaliers). Pour l'utilisation de l'USB un pilote VCP doit être installé sur le PC.
  • Le protocole utilisé dépend du logiciel chargé. Actuellement il y a un logiciel universel. Le choix de l'émulation, Intellibox PX50 ou HSI88 est fait par des cavaliers (le protocole Lenz V3.0 est disponible par une option de compilation). De plus une mise en Å“uvre de miniDMX est disponible. Le logiciel peut être mis Ã&xnbsp; jour par l'interface PC, aucun adaptateur spécial n'est nécessaire pour la programmation.
  • Note de sécurité : L'interface RS232 mise en Å“uvre est (contrairement Ã&xnbsp; certaines solutions disponibles dans le commerce) totalement conforme Ã&xnbsp; la norme, avec les niveaux électriques corrects. Elle n'est pas galvaniquement séparée du PC. Ainsi l'isolation électrique, comme exigé pour des jouets, n'est pas assurée. Pour obtenir la séparation galvanique requise un booster optocouplé doit être connecté entre la sortie et le réseau. Voir aussi le NEM 609.
  • Connection au réseau :
    • Il existe deux sorties DCC, la voie de programmation et la voie principale. La sortie sur la voie principale est effectuée par un processeur de données intelligent, assurant ainsi une performance optimale du protocole DCC.
      Les sorties utilisent le système de connecteurs mini Wago au pas de 3,5 mm; (le connecteur sur circuit imprimé Ã&xnbsp; la référence 734-164, la fiche 734-104). Une variante avec des "borniers Ã&xnbsp; vis" au pas de 5.04mm est possible. Les deux sorties sont protégées contre les court-circuits (0.5A pour la voie de programmation et 1.5A pour la voie principale), le courant permanent total ne doit pas excéder 1.0A. Ceci peut mener Ã&xnbsp; un un arrêt thermique par surchauffe.
    • Opto coupler en entrée et en sortie pour l'arrêt d'urgence ou la rétroaction. Les connecteurs sont de type wago comme ci-dessus. Arrêt d'urgence et rétroaction de la position des aiguillages ne peuvent pas être utilisés en même temps. (la centrale possède une seule entrée, donc vous devez choisir : utiliser l'arrêt d'urgence externe or rétroaction de position)
    • Xpressnet (dans la version XP (Atmega644P)): Un système RJ12 (connecteur Ã&xnbsp; 6 broches modulaire) est utilisé pour la connection. Il est possible d'y connecter un régulateur comme la MFT ou la Roco Multimausâ„¢.
    • Trois bus S88 sont implémentés, ceux ci peuvent créer une charge de 1,5A sur le 5V, si le régulateur 5V est capable de fournir le courant (voir les notes dans les schémas). Les bus S88 peuvent être connectées soit sur des connecteurs Ã&xnbsp; picots en ligne soit sur des prises RJ45 ( selon la norme S88-N). On recommande le câblage avec des câbles ethernet CAT-5, pour minimiser les interférences sur les bus S88-Bus.
    • Conseil pour câbler le réseau : Le signal de voie en sortie OpenDCC oscille entre par exemple 0,3 V et 14,7 V par rapport Ã&xnbsp; la masse du bloc d'alimentation. Il n'est donc pas possible d'implémenter un retour de masse Ã&xnbsp; partir des voies. Ceci pourrait se produire avec des modules de rétroaction soit directement soit via le PC. On recommande fortement d'utiliser un booster optocouplé dans ces cas-lÃ&xnbsp;. Voir également: comment câbler un réseau.
  • Eléments de contrôle et indicateurs :
    • LEDs :
        Affichage :

        LED1 orange
        PROG
        en opération normale :
          Ã©teint : tout est okay
          clignotant : Trop d'instructions, hôte non prêt.
        en mode programmation :
          allumé en permanence : Programmation effectuée.
         modulé : ACK en lecture
         clignotant : Erreur durant la programmation

        LED2 rouge
        STOP
        allumé : DCC a été désactivé par un interrupteur.
        clignotant : Arrêt déclenché par l'entrée d'arrêt d'urgence.
        Rouge et vert ensemble : Vitesse mise Ã&xnbsp; zéro

        LED3 green
        GO
        allumé : tout est okay
        flash alternatif avec stop: Erreur dans l'étage de sortie, soit un court-circuit soit une surchauffe.

        LED4 green
        RS232
        Cette LED indique l'état de la connexion de données vers le PC :
        clignote lentement : Pas de connexion
        allumé :Connexion disponible
        lumineux, de courtes pauses : Transfer en cours
        clignote rapidement : Transfer bloqué (Fifo plein)
    • Boutons :
        BoutonFunktion
        STOP:
        Premier appui : le système est arrêté, les rails sont alimentés, la vitesse est mise Ã&xnbsp; zéro.
        Deuxième appui : l'alimentaion des rails est coupée (arrêt d'urgence).
         GO: 
        L'alimentation des rails est activée.
    • Au moyen d'un petit adaptateur des régulateurs externes utilisant Xpressnet™ peuvent être connectés. Interface PC et l'interface XPressNet â„¢ fonctionnent simultanément.
  • Interface de programmation :
    • Port JTAG : connecteur X4, c'est le connecteur 10 broches habituel au pas de 2,54 mm (non monté)
    • Port Ponyprog : la seconde interface RS232 est utilisable pour le Ponyprog, un outil librement téléchargeable depuis www.lancos.com. Note : Il faut inverser la sortie RST en configurant le ponyprog.
    • Port ISP (6 pins, JP3): l'adaptateur de programmation habituel peut y être connecté.
    • Le logiciel peut être mis Ã&xnbsp; jour sans ouvrir la boîte et sans adapteur de programation soit via RS232 soit via USB.
  • Autre ports :
      Connecteur RS485 pour le contrôle des lumières d'ambiance par DMX. La lumière d'ambiance peut être réglée grâce aux commandes d'aiguillage standards depuis la centrale. Il existe des variateurs DMX peu couteux qui peuvent être directement connectés Ã&xnbsp; OpenDCC. La connexion est réalisée grâce Ã&xnbsp; des borniers Ã&xnbsp; vis sur la carte.
      (Note: l'utilisation d'un decodeur DMX est recommandée)
  • Base technique :
      OpenDCC tourne sur un microprocesseur Atmel AVR. Il y a deux version (basé l'une sur atmega32 et l'autre sur atmega644P pour Xpressnet). Cependant, l'utilisation d'atmega644P est recommandée. Ce porcesseur, un petit booster (pont-H, basé sur STM L6206) et quelques périphériques plus petits sont intégrés sur un circuit imprimé de 120*100mm. La disposition est sur deux faces, utilise de larges pistes et par l'utilisation de composants Ã&xnbsp; piquer, la soudure est facilitée.

      Le logiciel est modulaire, écrit en C (compilateur gcc = WinAVR) et est disponible en open source.
  • Tests précédents :
      Les tests suivants ont été réalisés :
    • Mode HSI88 : Fonctionnement avec TrainController par RS232 et USB. Contrôle des positions des bits, contrôle des "timing" et signaux
    • Mode HSI88 : Fonctionnement avec Railware 5.01 et USB (Alex)
    • Mode Lenz : Changement du débit de la liaison (en baud), changement de mode
    • Mode Lenz : Fonctionnement avec Traincontroller et 28 pas de vitesse
    • Mode Lenz : Commandes accessoires
    • Mode Lenz : Fonctionnement avec P.F.u.Sch. et 28 pas de vitesse, lumières, fonctions
    • Mode Lenz : Lecture décodeur en mode CV avec P.F.u.Sch.
    • Mode Lenz : Test du S88 sous Railware (Alex)
    • Mode Lenz : Programmation de l'Opendecoder (ab V0.14)
    • Mode Intellibox : Fonctionnement avec TC (en RS232 et en USB incluant BABI) sur un réseau de taille moyenne (16 boosters, 320 sections de rétroaction)
    • Mode Intellibox : Test du S88 sous Railware (Alex)
    • Mode Intellibox : Fonctionnement avec Railware et 28 pas de vitesse, conduite, aiguillage, fonction
    • Mode Intellibox : Commandes de commutation et de l'interaction avec OpenDecoder
    • Mode Intellibox : Programmation avec TrainProgrammer de www.freiwald.com ainsi que Railware (Alex)
    • Mode Intellibox : Fonctionnement avec srcpd et spdrs60 - aiguillage, conduite et rétroaction avec S88.
    • Mode Intellibox : Fonctionnement avec Rocrail (Open Source)
    • Mode DMX : Contrôle de lumière pour la pièce.
      Limitations / défauts connus :
    • La position des aiguillages n'est pas mémorisée de manière permanente dans OpenDCC. Lors de la mise sous tension, la position verte (= 0) est toujours rapportée. En opération les positions des aiguillages sont cependant mémorisées. Si un programme PC compte réellement sur des positions fiables, on peut appliquer la solution suivante de contournement: appelez TOUS les aiguillages avant le démarrage du réseau.
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