Jacquelinger Lokalbahn goes DCC-EX (met wired throttle !)

[Marijn]

Al enige tijd ben ik erg gelukkig met de bediening van mijn baantje "Jacquelinger Lokalbahn", de wissels lokaal met schakelaars en de loccen met de Roco Multimuis.
Voor lekker rangeren op het station is dit zeker voldoende maar omdat ik later toch een beetje wil automatiseren (Treinen geautomatiseerd lanceren van en naar een spoor in het nog te bouwen schaduwstation) zal ik toch moeten kiezen voor een echte digitale centrale waar ik straks mee uit de voeten kan

DCC-EX.

In eerste instantie was ik aan het overwegen welke centrale ik zou willen kopen, maar toen struikelde ik over iets op het web wat mijn aandacht trok. DCC-EX een zelfbouw DCC centrale met als basis de ATmega2560 microcontroller, die woonachtig is op een breakoutbordje wat gecombineerd "Arduino Mega" heet.

Uitdaging aangenomen !! 

Maar wacht, er mist nog iets ... een fysieke handregelaar, ja die staat niet direkt vermeld als je op de site komt. ze gaan ervan uit dat je of een softwarematig regelaar gebruikt op je foon, maar dat wil ik eigenlijk niet, ik wil niet swipen, ik heb niks met smartfoons wat dat aangaat
Daarnaast, ik wil niet perse afhankelijk zijn van WiFi, dus de 2 fysieke handregelaars die er beschreven worden zijn weer gebaseerd op een ESP32  en dat wil ik niet !
Wat nu ?? na een paar avonden lekker de DCC site doorgenomen te hebben kwam ik erachter dat ik fijn via twee draadjes kan communiceren, dit gebeurt over een seriële poort oh joy ! 

Nog verder lezen leerde mij dat ze zelfs een API hebben om te communiceren en dat doen ze dan weer via DCC-EX commands.. dus wat dacht ik ??

Uitdaging 2 aangenomen !! 

Helaas heb ik de hardware voor de centrale nog niet binnen, maar had wel al wel wat hardware liggen om een "wired throttle" te bouwen dus ben ik daar maar mee begonnen.

Voortgang




Inmiddels heb ik al het een en ander in elkaar geflanst in een testopstelling, en code geschreven. Ik kan nu uit mijn diverse locomotieven (Loc adressen) een keuze maken en selecteren, en de rijsnelheid bepalen met de potmeter. Alle commando's worden netjes over de seriële poort gestuurd... vanaf hier verder. Functie toetsen rijrichting kiezen etc etc.
Nou ja, eerst zien wanneer mijn hardware voor de centrale binnen komt en die opzetten, dan kan ik de functies die ik nu heb alvast testen.

Later meer 

[bask185]

Leuk project!

Had je iets van een behuizing in gedachte?

Ik had zelf ooit deze gekocht en bewerkt. Als je wilt (en ik hem kan vinden) mag je hem hebben. Dan mag je zelf iets leuks met het `interieur` doen 




Ik denk dat je met een Nano of Uno ook uit de voeten komt. Een mega is lichtelijk overkill hiervoor, maar het werkt wel natuurlijk.

Mvg,

Bas

[Marijn]

Hoi Bas,

Nou bedankt voor het aanbod, maar ik heb iets anders in gedachte.
De bedoeling is uiteindelijk de boel op een Nano te zetten (Ik had een paar mega's liggen dus om te testen en kliederen heb ik die maar gepakt), maar ik denk dat de behuizing toch niet nano zal worden IVM alle bedieningselementen die erop moeten komen 

[bask185]

We wachten af 

[Hans1963]

interessant project! ik volg.

een handregelaar met een draaiknop is idd veel beter dan een schuif op een phone.
wifi is zeker in een beursomgeving niet altijd betrouwbaar. Met bedrading heb je dat probleem niet.

wellicht wil je tzt hierover e.e.a delen.... 

...en als je nog inspiratie zoekt volg dan de filmpjes van Hayward Junction eens:

https://www.youtube.com/watch?v=EMfhUK0U-Os

[Forever Rocofan]

Hoi Marijn,

Deze twee zinnen heb ik een paar keer gelezen, maar begrijp ik niet echt.

interfacebordje genaamd ?......? wat gecombineerd Arduino Mega heet.

na een paar avonden lekker de DCC site doorgenomen te hebben kwam ik erachter dat ik fijn via twee draadjes kan communiceren met de draadjes

Ik ben toch al niet zo thuis in de wereld van besturing zelf bouwen, maar door deze uitleg wordt het alleen maar minder duidelijk.

Vriendelijke groet Ruud B.

[bask185]

Hij had wellicht beter 'breakout boardje' kunnen zeggen ipv 'interface boardje' maar hij heeft het gewoon over een Arduino Mega  .

... dat ik fijn via twee draadjes kan communiceren ...

Een DCC EX centrale met een arduino Mega heeft vier seriële poorten. Een seriele poort heeft een Tx en Rx pin. Je kan tussen 2 arduino's (in dit geval de DCC EX centrale en de te maken throttle) de Rx en Tx pinnen kruislings verbinden en dan kunnen ze met elkaar informatie uitwisselen. DCC EX heeft daar een protocol voor ontwikkeld en ik meen ook een library? om zo zelf relatief makkelijk een ding zoals een throttle te maken. Dat zijn de twee draadjes.

Eigenlijk zijn het vier draadjes omdat je ook een massa draad moet trekken, anders werken Rx/Tx niet. En je moet iets van voeding over sturen, zijnde 5V of hoger.

Mvg,

Bas

[Marijn]

Heren jullie hebben helemaal gelijk, ik heb de correcties doorgevoerd, ik had iets te snel het startbericht in elkaar gezet 

Bij de volgende stap zal ik laten zien hoe ik de seriële verbinding maak tussen de Mega van de handregelaar en de Mega van de DCC-EX centrale.
En dat gaat inderdaad exact zoals Bas hierboven heeft beschreven.

Word vervolgd

[Marijn]

Ik heb een dagje vrij gehad dus even lekker door kunnen werken aan mijn "Wired Throttle" die ik voor nu even "B-Throttle" noem.

De onderdelen voor de DCC-EX centrale waren binnengekomen.
Ik gebruik voor nu even de originele Arduino motorshield Rev 3 en een JOY-IT Mega uit de grote rommelbak.
Na de boel in elkaar gezet te hebben de software ingeschoten met de DCC-EX installer zoals op hun site uitgelegd.
Omdat ik mijn B-throttle laat communiceren via de eerder genoemde seriele aansluitingen (RX/TX), en de mega meerdere seriele aansluitingen heeft heb ik ervoor gekozen om Serial 1 te gebruiken.
Op de centrale zijn dit de aansluitingen RX1 en TX1.
Tijdens de installatie heb ik wel een regeltje in de config moeten aanpassen om dit kenbaar te maken aan het systeem. voor de rest heb ik de standaard procedure gevolgd.

Hierbij het plaatje van hoe ik de boel aan elkaar geknoopt heb:



En na wat freubelen aan de code werkt het allemaal zoals ik verwacht had
ik heb er zelfs een filmpje van gemaakt !

https://www.youtube.com/watch?v=FmrCZiF0nUQ

De oranje mega met al de knopjes ervoor is dus mijn B-throttle, de mega erachter is de DCC-EX centrale.
Volgende stap is de B-throttle zo te verschalen dat het in een handzame behuizing past.
Mijn intentie is de boel in te bouwen in een Strapubox 2090, volgens mij gebruikt FREMO deze behuizing ook voor hun regelaars.
De LCD display is niet meer te zien in het filmpje, hoewel ik zeer tevreden was met deze display past deze domweg niet in de compacte behuizing die ik voor ogen heb.
Een OLED schermpje neemt zijn plaats in, als de onderdelen binnen zijn en ik hier weer even tijd voor heb dan ga ik weer verder

Heeft u vragen, stel ze gerust 

[Cor--24]

Dit soort projectjes hebben mijn grote interesse. Helaas ontbreekt het mij aan voldoende kennis op het gebied van programmeren in C++. Simpele zaken lukt mij nog wel, maar dit niet. Toch zou ik het graag willen inzetten op mijn eenvoudig klein opklapbaar baantje, hier elders te vinden onder deze naam.
Ben je bereid om hier wat meer inside-information over te delen?

[bask185]

Ziet er goed uit  .

Ik had na heel veel google searches gekozen voor de vange VG-S34. Maar die verschilt eigenlijk niet zo heel erg veel kwa formaat.  Bijna hetzelfde 
 

Ik vond het lastigste om het uberhaupt passend te krijgen allemaal. Deze print heeft dan ook al aan beide zijde SMD componenten. Die zes montage gaten, zaten me ook redelijk in de weg. En ik moest natuurlijk perse die toggle switch  . Die van jou heeft daar minder last van. Ik had er even de tekening bij gehaald, maar dat ziet er wel goed uit van binnen.

Ik denk dat je dit wel werkend krijgt op een arduino nano of pro-mini. En anders een atmega in DIP formaat in een IC voetje desnoods. Dat valt prima te doen op een protoboardje.

Mvg,

Bas

[Marijn]

@Cor--24 : Als ik een werkend exemplaar af heb ben ik zeker bereid de code die ik geschreven heb te delen. Ik moet er wel bij zeggen dat deze throttle specifiek naar mijn wens ontworpen is.
Dus als het voor jou ook een goede oplossing zal blijken dan spoor ik je aan de code te gebruiken, of zelfs aan te passen naar eigen wens 
Enneuh, ik ben ook geen C++ /Arduino guru hoor, ik modder ook maar wat aan 

@Bask185: Dank je wel, ik zat ook al te spelen met het idee om het op een losse Micro te zetten. bespaard een berg ruimte. maar dat is voor de volgende stap. 

Het was weer weekend, ik had mijn onderdelen dus de afgelopen dagen wat uurtjes gespendeerd aan het project.

Wat ik nog miste was een compactere display om in de eveneens compacte behuizing te passen. Ik heb dan ook gekozen voor een monochrome display 0.96 inch Oled display.
Ik gebruik de u8g2 library om mijn display in te vullen en aan te sturen, ik schrok even hoeveel RAM deze gebruikt, gelukkig geeft de u8g2 site ook wat tips om de library te optimaliseren, dat heb ik toegepast en kom nu, inclusief de rest, net over de helft van mijn RAM capaciteit ... ik ben tevree !

Plaatje van het schermpje nu :


^{Excuus voor de fotokwaliteit, misschien had het verwijderen van het beschermingsplasticje ook wel geholpen} 

Eerst heb ik goed nagedacht wat ik allemaal wilde zien in het schermpje daarna was het puzzelen en meten en het is mij gelukt dit op een leesbare manier in de beperkte ruimte te krijgen.

Bovenste regel: Loc adres + rijrichting (pijltje)
Middelste regel: Nummer van de loc
Onderste regel: Welke functies zijn ingeschakeld

Tijdens het testen had ik een foutje gemaakt, ik sloeg de status van de verschillende functies netjes op in hun variabelen, maar vergat deat ze natuurlijk loc afhankelijk zijn.
Ofwel: als ik naar een andere loc scrollde nam deze de functie statussen van de vorige loc mee... dat gaat nie goed natuurlijk.
Voor de oplossing moest ik even speuren maar gevonden, middels een Struct constructie kon ik een mooi tabel maken bestaande uit een twee dimensionale array !



Nu kan ik een namen en cijfers netjes in een rijtje zetten, erg belangrijk voor mij 
Inmiddels alles getest op de almighty Mega met breadboard en het werkt zoals verwacht.

Ik heb een filmpje gemaakt waarop te zien is hoe de verschillende functies en rijrichting per loc worden opgeslagen zodat ik onbezorgd tussen locs kan switchen zonder date te verliezen.
Alleen de snelheid sla ik bewust niet op

https://www.youtube.com/watch?v=cJEM-17uSdE

Volgende stap, de grote verschaling ! hoe krijg ik een olifant in een luciferdoosje... het gaat mij vast lukken 

[reinderlf]

Hi Marijn,

Mooi scherm zo qua layout, ziet er top uit! Ben benieuwd hoe het gaat worden

Mocht je nog wat bytes RAM willen besparen zou je nog kunnen overwegen om met bitmasks te werken voor het opslaan van de functie status ipv een int per functie. Geen idee of je er bekend mee bent, zoniet dan vraag gerust

Groeten,
Reinder

[AlbertG]

Wat een gaaf project.
Ik blijf je volgen.

[bask185]

...bitmasks...

Reinder maakte een kleine tikfoutje. Dat ken gebeuren, heb ik ook wel eens. Hij bedoelde bit fields te tikken 

Je kan achter variabelen met : aangeven hoeveel bits je precies wilt gebruiken. Dit werkt bij structs en ook classes. Onderstaande struct gebruikt 14 bytes per locomotief. De struct zoals jij hem hebt, gebruikt 28 bytes per locomotief.

Code: [Selecteer]

struct ldb
{
    char        name[11] ;

    uint16_t    dcc         : 14 ; // 9999 addressen max past in 14 bits
    uint8_t     direction   :  1 ;
    uint8_t     F0          :  1 ;
    uint8_t     F1          :  1 ;
    uint8_t     F2          :  1 ;
    uint8_t     F3          :  1 ;
    uint8_t     F4          :  1 ;
    uint8_t     F5          :  1 ;
} ; // 11 naam bytes + 21 bits/3 bytes -> 14 bytes totaal

En nog een praktische note. Unused space is wasted space. Ofwel Ik zou me er in dit geval pas druk om maken als geheugen in het geding komt.

Bas

(P.S. address heeft in Engels 2 D's )