Gleisbesetzmelder mit BiDi-Zugerkennung

    Ziel (und Ergebnis) des Projektes ist ein Gleisbesetztmelder, welcher nicht nur die Belegung eines Gleisabschnittes meldet, sondern:
  • meldet welches BiDi-fähige Fahrzeug sich im Abschnitt befindet (Zugerkennung)
  • Momentmelder für zusätzliche Ereignisse bereitstellt, die von BiDi-Fahrzeugen erkennbar sind (Eintreffen eines weiteren Fahrzeuges im belegten Abschnitt, Verlassen des Abschnittes durch ein BiDi-Fahrzeug)
    • Erkannt werden sowohl BiDi-Fahrzeuge die in Channel1 senden, als auch Fahrzeuge die in Channel2 senden.
    Damit wird BiDi mit dem derzeitig vorhandenen Stand nutzbar. Je nach Anwendungssoftware erhöht sich die Sicherheit beträchtlich (Falschfahrterkennung) aber vor allem wird der Komfort (fahren mit Handregler in Kombination mit PC) und die Steuerungsmöglichkeiten verbessert.

Funktion

    Der GBM verfügt über 16 Ports. Für die Rückmeldung der normalen Belegtmeldung wird der S88n-Bus benutzt, die BiDi-Meldungen werden von den Gleisbesetztmeldern über XpressNet an das Gateway gesendet und von dort gesammelt an den PC übermittelt. Für die Verwendung des XPressnet muss derzeit (irgend-)ein Master vorhanden sein (Zentrale, Multimaus etc.), die Aufgabe könnte bei Anpassung der Software aber auch von einem&xnbsp;GBM oder dem Gateway übernommen werden.

Bidi-Gateway

    Für das Gateway kann die Hardware des OpenDCC Gateway verwendet werden. Als Schnittstellen bestückt werden muss nur USB und XpressNet. Alternativ kann eine auf USB und XpressNet abgerüstete Bidi-GBM-Platine verwendet werden.

Bidi-GBM

  • Schaltungsbeschreibung:
    (Schaltung als PDF)
    Die 16 Port's sind jeweils mit einem 10 Ohm Stromfühler versehen und werden über Komparatoren mit einer Vergleichsspannung von 12mV ausgewertet. Die Empfindlichkeit für die klassische Belegtmeldung liegt so bei ca. 15kOhm. Der Spannungsabfall über den GBM-Port wird durch die Schottky-Dioden auf ca. 0,3V begrenzt. Die Belastbarkeit des Ports wird durch die Grenzwerte dieser Dioden bestimmt.
    Im DCC-Logikteil werden die 16 Ports über einen Multiplexer auf einen schnellen Optokoppler zusammengefasst. Der Multiplexer erhält seine Schaltinformation über 4 Optokoppler vom Logikteil. Die Stromversorgung des DCC-Logikteils wird aus dem DCC-Signal generiert (Vcc_DCC und Vss). Zu beachten ist die Trennung der GND-Signale in DCC_GND und GND.
    Im Logikteil findet sich die CPU ATmega644p für Ansteuerung und Auswertung, sowie die diversen Schnittstellen XpressNet, S88 und USB (letzteres hier nur für Diagnosezwecke notwendig). Die Stomversorgung erfolgt über den XPressNet-Anschluss und wird über den 7805 stabilisiert.
  • Leiterplatte:
    (Bestückungsplan als PDF, Leiterplatte PDF)
    Die Bauelemente sind auf einer 100*100 Platine (2-lagig) untergebracht. Es wurden noch einige DIL-Bauteile verwendet, aber größtenteils auf SMD zurückgegriffen. Dabei wurden jedoch die größeren Bauformen 1206 bevorzugt, die sich durchaus auch noch ganz gut händisch löten lassen (siehe allgemeine Hinweise hier auf der Website bei den anderen Projekten).
    Bauteilliste als xls mit gängigen Artikelnummern, Warenkorb Reichelt (incl. USB. Es fehlt: Atmega644P, HCPL0631, 74LS74, stehende RJ45, PC817X)

    einige Bauteile (USB und die Messpunkte) sind optional (auf dem Bestückungsplan rot)
  • Aufbauhinweise:
    • alle SMD-R's und C's bestücken, auch gleich die BAV's und den Transistor (nicht mit den Dioden verwechseln!)
    • DCC-Schottky-Dioden und R's 10ohm von oben innen nach unten außen bestücken (für die Dioden besser einen stärkeren Lötkolben verwenden)
    • Stromversorgung sowohl für Logik- als auch für DCC-Teil bestücken. Evtl. auch schon die Klemmen für DCC
    • mit strombegrenzten Netzteil 12V anlegen (nur Notfalls bei eingesteckten XpressNet), +5V Vcc kontrollieren
    • +15V an DCC anlegen, Vcc-DCC kontrollieren, ebenfalls +12mV
    • -15V an DCC anlegen, Vss 0,7 bis 0,9V kontrollieren, auch -12mV
    • wer mag jetzt noch die 16 Port's an den Klemmen-Lötaugen nachmessen, noch korrigiert es sich ohne Klemmen einfacher. Widerstand muss 10ohm sein, über Widerstand angelegte +/- Spannung (oder ~) darf nicht >0,2V werden
    • CPU auflöten, Stecker für Programmieradapter (falls CPU nicht schon programmiert, wie macht man das bei SMD?), CPU versuchen anzusprechen und erstmalig zu programmieren, Fuses setzen
    • restliche SMD-IC's bestücken, wieder alle Spannungen (Vcc, Vcc-DCC, Vss kontrollieren)
    • Fassungen für IC's, Buchsen, LED's, Schalter, restliche Jumper etc.
    • Klemmen für die Ports - entweder alle zusammen oder von unten nach oben (wegen der Reihung!)
  • Funktionstest:
    • ID am Schalter einstellen, XpressNet dran, Stromversorgung da?
    • blinkern die LED's? Funktionieren die anderen XpressNet Geräte noch?
    • wenn USB bestückt: Terminalprogramm mit Baudrate 250000bd prüfen ob Debugausgabe ankommt
    • DCC anklemmen (und Signal/Spannung wirklich auch anlegen )
    • S88 OUT als letztes Modul in die Kette, Testmelder in der Software für die Moduladresse einrichten
    • jedes Portklemmenpaar nacheinander mit einem 10kOhm-Widerstand (oder weniger) überbrücken, S88-Melder muss anschlagen
    • BiDi-Lok mit channel1 oder 2 auf einen Port, mit USB-Monitor nach den Meldungen schauen (oder am Gateway Meldungen prüfen) [Anm: Debug-mode mit Jumper bauen der LED's blinkern lässt? - Ja (wolfgang)]
    • Zeitverhalten prüfen (insbesondere bei Channel2) wenn alle Loks am DCC aktiv sind
  • Software:
    Die Software ist als funktionsfähiger Beta-Stand 0.9 auf Anfrage verfügbar. Getestet mit TC7G. RocRail sollte auch funktionieren. Andere Programme sollten funktionieren sobald eine kompatible Inter-10 Unterstützung angeboten wird.