Loconet bedieningspaneel

[memen]

Hallo allemaal,

Op de club in Leeuwarden (FMC) hebben wij de laatste maanden station Harlingen 'omgebouwd' met nieuwe aandrijvingen. We hebben gekozen voor micro servo's (SG90) in combinatie met de DigiRails Servo decoders. Het huidige bedieningspaneel schakelde alleen de ontkoppelrails en alle sporen aan of uit, de wissels werden met de Märklin 6040's bediend. Nu werkt dat niet erg eenvoudig: eerst bekijken welke wissel je om moet zetten, vervolgens het juiste nummertje erbij zoeken en dan pas de wissel omzetten. Dat werkt dus wat lastig voor een station met vijf hoofdsporen en meer dan twintig wissels. Omdat de stroomloze sporen nu ook voor het grootste deel niet meer schakelbaar zijn, moet er een nieuw bedieningspaneel komen.

In dit draadje zal ik de vorderingen proberen bij te houden en uiteraard naar jullie ideeën luisteren om uiteindelijk tot een mooi resultaat te komen!

De eisen voor het bedieningspaneel:

“Intuïtieve bediening van een compleet station, te denken aan: de wissels, ontkoppelrails en spoorsecties aan/uit schakelen.”

-   Overzichtelijk: Duidelijke zichtbaarheid van waar de trein naar toe zal gaan en hoe de wissels staan.
-   Eenvoudig: Het bedienen van de wissels en ontkoppelrails moet eenvoudig voor iedereen zijn.
-   Digitaal: Omdat de wissels met servo’s en een digitale decoder aangestuurd worden en omdat de centrale waarmee gewerkt wordt een Intellibox IR is, is de handigste oplossing dat het bedieningspaneel via het Loconet protocol werkt.
-   Universeel: De printen moeten universeel blijven, zodat de printen eenvoudig in andere bedieningspanelen gebouwd kunnen worden (alleen adressen aanpassen en een ander 'frontje').
-   Flexibel: Het moet flexibel blijven, zodat later eventueel ‘knoppen’ bij geplaatst kunnen worden,
-   Toekomstgericht:  Het systeem moet in de toekomst kunnen samenwerken met computers,

De ideeën op dit moment:
Buiten- / bovenkant: Mijn idee is het paneel uit meerdere lagen op te bouwen, van onder naar boven:
   grondplaat: Hierop komt de verlichting, elke wissel krijgt 3x een stukje van 2,5cm LEDstrip (van de bekende rol, maar dan met 2 x zoveel LEDs per meter). Op of onder de grondplaat komen de 'knoppen', deze gaan met touch werken en werken als het goed is door de lagen heen. Een eerste voorbeeld hieronder (dit is nog met de normale LEDstrip en zonder knoppen):


   Plexiglas: Als tweede laag een plaat (dun) plexiglas. Het mooiste is mat plexiglas, zodat de LEDs niet meer afzonderlijk te zien zijn.
   Sticker: Als toplaag een sticker met het baanplan, waarbij de sporen doorzichtig zijn en de rest bijv. wit.

Binnenkant / elektronica: Om het flexibel te houden gaat de elektronica ook uit verschillende delen bestaan:
   Aanstuur module: Deze zorgt voor de communicatie via Loconet, stuurt de lichtmodules aan en communiceert met de touch modules. Eventueel stuurt deze ook een LCD scherm aan waarop de status van het systeem te zien zal zijn.
   Lichtmodule: Deze stuurt de stukjes LEDstrip op het paneel aan. Per module kunnen 16 of 32 stukjes aangestuurd worden, voltage en maximale stroom zijn hierbij per uitgang in te stellen en er is een 12-bit PWM om de LEDs te dimmen.
   Touch module: Deze houdt continu bij of er een 'knop' wordt ingedrukt en stuurt, als de aanstuur module daarom vraagt, welke knop wordt 'ingedrukt'. Hoeveel knoppen er per module komen ligt aan het IC dat gebruikt gaat worden.

Alles is nog in de eerste ontwerpfase,  nog genoeg te bedenken, te testen en te veranderen. Als mensen ideeën, tips of op- en aanmerkingen hebben, hoor ik het graag!

Groeten,

Rauke

[Bert Mengerink]

De LocoNet modules van Hans Deloof zijn inderdaad zeer uitstekend geschikt voor het doel. Alle LED's kunnen rechtstreeks door de print worden aangestuurd, terwijl de terugmeldingen rechtstreeks aan de wissels gekoppeld kunnen worden via het configureren van de modules. Hierdoor is een 1 op 1 oplossing mogelijk, terwijl het mogelijk blijft om alles of per computer of zelfs handmatig via een IB te kunnen sturen. Dit kan zowel met motoren, spoelen als servo's.

Ik ben zelf een hele grote kast aan het bouwen met 96 terugmelders, 2 keerlussen, 32 servo-aansturingen en 32 seinbeelden, alles op basis van de modules van Hans Deloof.

Voor kleine projectjes heb ik de printjes licht gemodificeerd om ze te voeden uit de IB, i.p.v. een externe voeding.

Groet,
Bert

[memen]

Beste Bert,

De Loco I/O van DeLoof ken ik ook, maar om twee redenen is deze niet geschikt voor dit doeleind:
1: omdat het bedieningspaneel waarschijnlijk met touch gaat werken, dus zouden er sowieso printjes bij gemaakt moeten worden.
2: weer het kostenaspect: het blijft veel duurder dan zelfbouw. Voor het aantal knoppen zijn dan twee I/O modulen nodig, en voor de verlichting nog drie. In totaal dus 5 x €30,00 is €150,-. Ik hoop de zelfbouw electronica voor ongeveer €60,- compleet te kunnen bouwen (voor het hele paneel, inclusief lcd scherm).

Groeten,

Rauke

[memen]

Hallo allemaal,

Ondertussen verder gewerkt aan de software. De eerste versie werkte niet, uiteindelijk gevonden dat het aan wat domme foutjes lag. Nu is dus de eerste werkende software af voor het kleine testbordje wat ik al eens eerder gebouwd had. Hier zit onder andere al een LCD schermpje op (nu nog niet veel op te zien).

Ik heb nog wel een vraag over de adressering van de wissels. In een Loconet commando zitten namelijk 11 adres bits, dus kan ik tot 2048 adresseren. Ik dacht echter dat dcc 9999 adressen ondersteunt. Hoe kan ik alle wissels dan toch bedienen?

Hieronder een filmpje van het testbordje. Op het computerscherm is het s88LN configuratie programma van Wim Ros te zien die het Loconet monitort. Als ik op de (touch)knop druk, zie je dat er een wissel signaal verstuurd wordt.

http://www.youtube.com/watch?v=p1-Mn73H3Qk&feature=youtu.be
<a href="http://www.youtube.com/v/=p1-Mn73H3Qk" target="_blank" class="new_win">http://www.youtube.com/v/=p1-Mn73H3Qk</a>
Alvast bedankt voor jullie hulp en commentaar!

Groeten,

Rauke

[memen]

Na getest te hebben met een IB heb ik het printje eindelijk werkend gekregen. Zie dit filmpje:

http://www.youtube.com/watch?v=WcO7-wRgK_o

Nu kan ik verder gaan met het verbeteren van de 'Carrier Detect' (vrij netwerk detectie) en het monitoren van het Loconet (voor als er een wissel door de IB of pc wordt omgezet).

De vraag over de adressering is inmiddels ook opgelost: er zijn voor wissels immers maar 2048 adressen en niet de 10000 die ik eerst dacht.

Groeten,

Rauke

P.s.: kan dit draadje verplaatst worden naar digitaal? Alvast bedankt!

[Bert van Gelder]

kan dit draadje verplaatst worden naar digitaal? Alvast bedankt!

Rauke, en anderen.

Ter info: tegenwoordig kun je ook je eigen bericht melden aan de moderators: "meld dit bericht aan de moderator". Toevallig lees ik het, anders had het waarschijnlijk nog een tijd bij baanbouw blijven staan.

Gr, Bert

[memen]

Update:
Ben er een tijdje wat minder mee bezig geweest vanwege de examens, maar nu ik vrij ben heb ik alle tijd.

Wat is er gebeurd qua programmeren:

-   Het verzenden van wisselcommando’s via LocoNet werkt
-   de communicatie tussen de hoofd- en touchmodulen werkt nu, (via I2C-protocol)

Wat is er gebeurd qua hardware:

-   de plannen zijn iets gewijzigd. De hoofdmodule krijgt later in plaats van een 16-bits microcontroller een uitgebreidere 32-bits. Hierdoor kan er straks een klein LCD-scherm + touchscreen aangesloten worden om dingen in te stellen (eventueel later zelfs als rijregelaar te gebruiken). Deze schermpjes zijn via ebay erg goedkoop te krijgen (rond $15,-). Nadeel is wel dat alle software voor de 32-bits controller weer opnieuw moet worden geschreven en dat kost veel tijd. Daarom maakt ik het paneel nu eerst werkend met de 16-bits en kunnen we later overstappen.
-   De microcontrollers voor de touchmodulen zijn net besteld, de print ga ik in de komende dagen ontwerpen en dan kunnen we op de club gaan testen met de touchmodulen. Zodra die werken zal ik weer eens een filmpje maken.
Hieronder een plaatje van hoe het systeem er uiteindelijk uit komt te zien. De groene pijlen zijn ingebouwd, de zwarte nog niet.



Tips, ideeën, op- en aanmerkingen zijn altijd welkom!

Groeten,

Rauke

[memen]

Afgelopen zaterdag zijn de nieuwe microcontrollers (PIC18F25K22) voor de touch modulen binnen gekomen. Direct mee aan het programmeren gegaan, maar het instellen van de I2C module wil nog niet echt lukken, helaas.

Qua programmeren is er heel wat gebeurd afgelopen week:

-   De code voor het verzenden via LocoNet is volledig opnieuw geschreven:
   -   Carrier Detect ingebouwd, detecteert of LocoNet vrij is om te zenden (nog niet getest)
   -   CD BACKOFF en priority delay ingesteld (na elk commando wordt er even gewacht om zeker te zijn dat LocoNet vrij is)
   -   Collision Detect ingebouwd, detecteert als verzonden data niet overeenkomt met ontvangen data, oftewel als meerdere apparaten aan het zenden zijn (nog niet getest)

-   De code voor het verwerken van de Input van de touchmodulen is volledig vernieuwd. Eerst werd er een LocoNet commando gemaakt als er een 1 binnenkwam, vervolgens werd de 1 gewist en de nieuwe input opgehaald. Nu wordt er een commando aangemaakt bij verandering van een knop, dus als een 0/uit een 1/aan wordt én als een knop van 1/aan naar 0/uit gaat. Dit is wat veiliger mocht er iets mis gaan bij een touchmodule

Qua hardware:

-   De print voor de touchmodulen is ontworpen. Een plaatje is bijgevoegd, het printje is slechts 5cm x 2,5cm en kan aan de hoofdmodule gekoppeld worden door middel van print connectors. Eén print heeft 15 aansluitingen voor touchknoppen, twee status LEDs, en aan beide zijden een connector voor communicatie en voeding. Verder zijn de 15 knoppen eventueel ook te gebruiken in combinatie met gewone drukknoppen (hiervoor moeten dan twee weerstandsnetwerken op de print gesoldeerd worden). Als er meer dan 15 knoppen nodig zijn in het paneel, kan er een tweede, derde, …., …., enz touchmodule aangekoppeld worden.



Groeten,

Rauke

[memen]

Ondertussen is er weer heel wat gebeurd, dus weer tijd voor een update.

 - De nieuwe microcontrollers voor de hoofdmodule (PIC32MX795F512L) zijn besteld en inmiddels binnengekomen. Ik ben ook al begonnen met het programmeren ervan in C, wat een stuk makkelijker en sneller gaat dan in assembler.

 - Een LCD schermpje is besteld. Het is een schermpje van 4,3” en kan alle kleuren weergeven. Ook zit er een touchscreen op. Via dit schermpje kunnen straks uitgebreidere dingen worden ingesteld (het schermpje is niet direct noodzakelijk om het paneel te kunnen gebruiken).

 - Een LCD controller (SSD1963) is besteld en gisteren binnengekomen. Ik kan er alleen pas mee bezig als ik een eerste print heb ontworpen en gemaakt voor de hoofdmodule.

De software voor de Touchmodule is eindelijk klaar! Hij ziet nu van alle 15 knoppen of het aangeraakt wordt en stuurt dit netjes door naar de hoofdmodule. Nu alleen nog even precies afstellen als er een plaat plexiglas overheen ligt. De module moet dan iets gevoeliger worden om de aanraking door de plaat heen te kunnen meten.

Verder ben ik nog bezig met het ontwerpen van de hoofdprint. Ik houd rekening met een heleboel mooie uitbreidingsmogelijkheden in de toekomst:

    -    Micro SD kaart slot: hier kan een micro SD kaartje in worden gedaan. Deze kan dan uitgelezen worden om bijvoorbeeld instellingen uit bestanden te kunnen lezen. Ook bijvoorbeeld software updates zouden via deze micro SD geïnstalleerd kunnen worden.
    -    USB-aansluiting: Hier kan een USB stick op worden aangesloten (zelfde idee als de micro SD kaart).
    -    CAN-aansluiting: Deze aansluiting kan in de toekomst verbonden worden met een CAN-netwerk. Dit CAN-netwerk komt op de club te liggen voor het nieuwe verlichtingssysteem (ULBS – Universeel LED Besturing Systeem) wat ontwikkeld wordt door een ander FMC-lid. Het zal in de toekomst dus mogelijk zijn om alle verlichting van de hele baan te schakelen via dit bedieningspaneel.

Hieronder een plaatje van het systeem. Groene module = Software klaar, Groene pijl = communicatie in software ingebouwd.



Nu eerst de laatste dingen wijzigen aan de gevoeligheid van de touchmodule. Misschien komt hier binnenkort een filmpje van!

Groeten,

Rauke