Zelfbouw centrale - Atmel chips - USB - Maar dan anders...

[Jeroen van Tol]

Laat ik maar met de deur in huis vallen: Ik heb de doos van pandora opengetrokken en weet nu even niet meer welke kant ik op moet zoeken om de uitgang weer te vinden...
 

Onlangs heb ik besloten om de treinhobby weer serieus op te starten. Maar omdat ik een heel ander mens ben dan pak m beet 15 jaar geleden kom ik nu het ene interessante onderwerp na het andere tegen, waar ik 'vroeger' nooit naar gekeken had...  :-|

Laat ik beginnen met de 'deel-projecten' die ik ondertussen allemaal heb lopen. (En ik ben nog geen 2 maanden onderweg dus dan wordt jullie meteen duidelijk dat ik heeeeeeel veeeeeel zaken mijn interesse gewekt hebben!) Dit zijn dus projectjes naast het 'standaard' project om een zolderbaan te bouwen...

- DDL/DDW: Dit wekte mijn interesse omdat ik graag programmeer. Door de 'centrale' als software op de pc te programmeren heb je volledige zeggenschap over het dcc signaal (en dan op het nivo van nullen en enen) dat naar de baan gestuurd wordt. Het werkt alleen via de seriele port (RS232) en dat vond ik wat ouderwets. Middels een USB interface leek me 'moderner' maar die optie blijkt niet voorhanden... Zo kwam ik op het volgende project.
- OpenDCC: Hoewel dit weer een centrale in 'een doos' is wekte dit toch mijn interesse om verschillende redenen. Ten eerste is het een opensource project, en daar HOU ik van.  Ten tweede is goed nagedacht over de (software)architectuur, prioriteiten, en tal van andere zaken (over bijna alles eigenlijk) wat geweldige input is voor mijn ideeen bij een centrale op de pc. En tot slot is het enerzijds een apparaat wat middels USB aan je pc gekoppeld kan worden en anderzijds een apparaat wat als output mooie dcc signalen levert aan een booster. Kortom, zij hebben bewezen dat je 'iets' kan bouwen wat middels de pc wordt aangestuurd, over een USB interface werkt, en dcc signalen genereert. (Oplossing voor bovenstaande project) Maar omdat het nog steeds een aparte centrale is blijf ik het gevoel houden dat ik geen volledige zeggenschap heb over het te genereren dcc signaal...
- Atmel: Door het opendcc project kwam ik bij Atmel uit omdat die chip het hart vormt van de opendcc centrale. Nu ben ik geen elektronika wonder dus daar ging bij mij al snel het licht uit. Omdat ik dat niet uit kon staan  heb ik een paar boeken gekocht en ben me wat in elektronische schakelingen gaan verdiepen. Reuze interessant allemaal!
- Zelfbouw USB Controllers: Leuk boek ('Schakelingen voor de buitenwereld - G.H.K. Dam) gevonden om zelf printjes te bouwen welke met de USB interface werken. Daar heb ik voorbeelden gevonden om data tussen de pc en het printje heen en weer te kunnen sturen. Dit heeft mijn interesse voor elektronika nog verder versterkt! Alleen hoe kan ik nu die data 'omzetten' naar een dcc signaal... 

En toen stond ik dus ineens op een kruising met wel 100 mogelijke wegen om in te slaan! Ik geef het toe: Ik ben verdwaald  :-|

Wat ik wil (maken of kant en klaar vinden, dat maakt me niet uit):
- Vanuit 'eigen' software (vergelijkbaar met DDL/DDW) zelf de data voor de dcc signalen (letterlijk in nullen en enen, geen voorgedefinieerde commando's) genereren en deze zo direct mogelijk naar de baan sturen over een USB interface.
- De USB interface moet de data vervolgens als een correct dcc signaal uitzenden naar de booster (of beter gezegd, de decoders).
- De USB interface moet het liefst ook in staat zijn om data van bijvoorbeeld terugmelders door te sturen naar de pc. (Wellicht kan dit achterwege blijven door daar bestaande interfaces voor te gebruiken, als het maar USB is)

Kortom, mijn doel is (nog steeds) om een 'centrale' te creeeren welke geen beperkingen kent. Nu niet en in de toekomst niet. Zodoende wil ik zoveel mogelijk intelligentie op de pc houden omdat dat het stukje is waar ik vrij gemakkelijk invloed op uit kan oefenen. DDW voldoet daarom precies aan mijn wensen maar werkt helaas niet over USB. Ik zoek dus een oplossing met dezelfde vrijheid maar dan via een USB interface... De opendcc centrale is mogelijk die oplossing maar dat hangt wel van een paar vragen af. 

Mijn vragen:
1. Heeft het zin om de intelligentie uit bijvoorbeeld de opendcc centrale naar de pc te verhuizen of kan ik die centrale volledig naar mijn hand zetten? (Kortom, heb ik de vrijheid om de Atmel chip te (her)programmeren om zo elk gewenst dcc signaal te kunnen genereren, nu en ooit?)
2. Is het mogelijk om de opendcc centrale uit te kleden zodat deze alleen nog bestaat uit de USB interface en de techniek om het dcc signaal te genereren?
3. Of kan ik in plaats van het uitkleden van die centrale beter een andere chip/print/module gebruiken/maken om te bereiken wat ik wil?

Ik weet dat wat ik wil niet 'gangbaar' is, een berg werk oplevert, wellicht niets toevoegt aan bestaande mogelijkheden enz. enz. maar het is voor mij de ideale manier om weer een berg bij te leren en me te verdiepen in nieuwe onderwerpen.

Ik zoek geen hapklaar antwoord (mag natuurlijk wel  ) maar hoop dat er hier elektronika goeroes zitten die me allereerst in de juiste richting willen sturen en me eventueel daarna willen helpen met meedenken over de gekozen oplossing.


Tot slot: Ik had eerder een draadje gestart over een USB naar RS232 converter maar die oplossingsrichting blijkt niet uitvoerbaar... En ja, het is sneller/simpeler om een pc te gebruiken waar nog een RS232 op zit... Mijn 'besturings-pc' wordt echter een laptop en daar zitten ze zelden tot nooit op. Dus ik wil gewoon USB, of het nou handig is of niet... 

Jeroen.

[Jeroen van Tol]

Oh ja, ik vergeet nog te melden dat het uiteindelijke doel natuurlijk is dat allen die graag met DDW-achtige oplossingen aan de gang willen straks over een 'zelfbouw' print kunnen beschikken maken om dit via USB aan de praat te krijgen...

Zoals ik al zei: Ik HOU van opensource en alles wat ik leer/weet deel ik graag...

[piksov]

tja ...

Je wilt zelf het dcc signaal genereren, waarom zou je dat willen doen?

Je kunt de firmware van de opendcc centrale aanpassen, mocht je zelf extra dcc pakketjes op de rails willen zetten. Maar heeft dat zin? Ik denk het niet, want je zult dan ook zelf dcc decoders moeten maken. Op zich kan dat ook nog voor wissel en seindecoders, voor lok decoders zou ik het niet doen.

Ik heb het idee dat je zelf toevoegingen wilt maken op het dcc protocol. Ik denk dat dat geen goed idee is.

De meeste zaken zit al in het protocol, dus daar hoef je het protocol voor overhoop te halen. Wat mis je b.v.?

Dan heb je het over de open dcc centrale uitkleden.

Je kunt besluiten om de s88 interface niet aan te sluiten, je kunt het programmeerspoor niet voorzien van componenten, en je hoeft ook de xpressnet interface niet te bouwen.

Wat hou je dan over? Een Atmel chip met een beperkte dcc booster die je naar keuze via rs232 of via usb->rs232 kunt aansturen.

Even nog je antwoorden:

1) Er zit een jtag aansluiting op de opendcc centrale, je kunt dus ten alle tijden nieuwe firmware op de chip zetten. Er zit ook een seriele bootloader in de chip, kan dus ook zonder jtag adapter....
2) Als je de componenten weglaat kleed je de centrale uit
3) zie 2.

Guus

[Karst Drenth]

Hoi Jeroen,

Als ik je verhaal zo lees, zou ik gaan voor een Microcontroller met ingebouwde USB ( Atmel / PIC ) die de DCC refreshstack beheert en van daaruit het DCC signaal genereert.

Via de USB en een mini protocolletje moet je dan opdrachten aan de refreshstack kunnen toevoegen en er uit verwijderen.

Al de rest kun je dan gewoon vanuit je PC regelen.

Dus printje met USB-microcontroller en een booster-driver en ackdetector-ingang ontwerpen en programmeren.

Iets dergelijks zal niet veel meer kosten dan een standaard US-Serial kabel

Grtzz,

Karst

[Jeroen van Tol]

@Guus

Ik had mijn hoop een beetje op jou gevestigd... Ik had op je site gezien dat je stukken van de decoder achterwege had gelaten (Ja de USB, precies wat ik juist wilde behouden  ) en hoopte dat je wellicht de elektronika kennis had om te kunnen zeggen of ik zo ook andere delen weg kon laten...

Jij zegt eigenlijk dat wanneer ik die centrale uitkleedt, dat ik dan min of meer alleen de Atmel over hou? Dus 'achter' de chip zit niets meer wat het dcc signaal 'bewerkt'?

Overigens is het niet de bedoeling dat ik 'eigen' dcc signalen ga verzinnen. Het gaat me er om dat decoders steeds meer kunnen en ik de mogelijkheid wil hebben om mijn centrale steeds op die nieuwe mogelijkheden aan te kunnen passen.

@Karst
Het printje met USB microcontroller denk ik gevonden te hebben in de EZ-USB starterkit van Anchorchips (AN2131 met 8051 compatible kern). Is dat een begin?
Daar zit namelijk ook meteen een driver bij met broncode...

Ack heb ik iets over gelezen... Iets met status? Moet ik opnieuw lezen 

Booster-driver? Volgens mij zit in die term besloten waar ik mijn vinger steeds niet op kan leggen... Is dat het stukje wat 'feitelijk' de stack leest en daaruit digitale pulsen genereert? Zal overigens wel een printje worden met eigen voeding om het signaal sterk genoeg te krijgen?

Ik ga met even worstelen met de termen die je allemaal noemt. Misschien kan ik er dan iets meer op antwoorden dan: Uhhh... Hoeveel?

Wordt vervolgd...

[Jeroen van Tol]

Karst,

Na weer wat zoeken en lezen valt me op dat jij duidelijk veel meer over dit soort zaken weet...

Ik daarentegen begeef me op gebied waar ik duidelijk niet genoeg van weet. Bij Atmel is de keuze voor een geschikte microcontroller al bijna niet te doen. Lees ik vervolgens hoe ik met dat ding om moet gaan dan begrijp ik alleen het stuk over het programmeren van het kreng. Al moet ik de assembler boeken er dan wel weer op naslaan. Maar alles daaromheen gaat duidelijk boven mijn pet 

Ga ik daar ooit uit komen denk je?

En zo niet, weet jij niet iemand die (zonodig tegen betaling) zo'n ontwerp wil maken?

Groet,
Jeroen.

[Dave van der Locht]

Hoi Jeroen,

Nou, bij Atmel hoeft die keuze helemaal niet moeilijk te zijn... Eigenlijk verre van bijna niet te doen.
Het assortiment is minder breed dan dat van Microchip volgens mij. Echter denk ik dat in jouw geval toch een beetje de 'onwetendheid' mee speelt. Maar... Alles is te leren... 

Waarom assembler boeken? Je kan met AVRStudio i.c.m. WinAVR (GCC compiler en wat libraries) gewoon probleemloos in C programmeren. Kennis van assembler is niet vereist, maar kan toch wel eens handig zijn bij debug-werkzaamheden en optimalisaties. Echter geen noodzaak. 

AVRStudio en WinAVR zijn overigens beiden GRATIS.

Enige kennis van 'alles daaromheen' is wel handig.

Maar, ik zou zeggen... Haal een experimenteerbordje (breadboard) in huis, wat extra onderdelen t.b.v. spanningsvoorziening e.d., een programmer en ga er mee aan de slag. Informatie en beginners-cursusjes / oefeningetjes zijn er her en der ook wel te vinden. Mogelijk ook in boek-vorm...

Het projekt OpenDCC waar ook Guus het over had, is misschien ook wel een leuk gevalletje voor je om wat mee te experimenteren e.d... Er zijn hier overigens op het forum al een aantal draadjes meer over zelfbouw centrales, zoek maar eens op 'zelfbouw centrale'. Mogelijk kun je daar ook nog wat handige/nuttige info uit halen...

Groetjes,
Dave

[Jeroen van Tol]

Dave,

Leuk om te horen dat het vertrouwen er is 

Ik heb bij Atmel wel een keuze kunnen maken (weliswaar niet bepaald een weloverwogen keuze, maar het leek me te voldoen) namelijk de AVR32UC3A.
Vervolgens kwam ik er inderdaad achter dat ik het beste met een evaluatiekit aan de slag kon gaan (dat bedoel je toch met breadboard?) en kwam zodoende uit de op EVK1100. Vervolgens wil je dat kopen... (waar???)

Niet heel erg dat overal een prijskaartje aan zit, maar om 'blind' dit idee uit te proberen gaat me ook wat ver... Vooral als ik merk dat ik ook nog moet 'leren' welke elektronika er nog omheen moet. Heb bijvoorbeeld geen idee hoe ik een 'uitgangssignaal' van die microcontroller kan versterken (als dat al nodig is, moet ik ook nog uitzoeken  ). Ook weet ik nog niet of ik dat signaal zo kan gebruiken naar de booster toe of dat ik het nog moet 'nabewerken' met andere elektronika...

Hahaha, je hoort het... Er is een beetje teveel wat ik niet weet. 

Maar okee, ik vind het zeker interessant genoeg om dat allemaal uit te proberen... Zou alleen fijn zijn als ik iets gerichter kon werken...

Oftewel: Bovenstaande microcontroller, is dat wat? En zo niet, andere opties die ik kan onderzoeken?


Groet,
Jeroen.

[Dave van der Locht]

De AVR32 serie is een 32bits microcontroller. Ik denk voor het doel wat je hebt, misschien een behoorlijke over-kill.
Met een AVR uit de AT90USB serie (8bits microcontrollers) gaat dit ook prima en scheelt weer in de totale kosten.
Hier vindt je overigens een handig overzichtje (en ook veel andere AVR info / projektjes):
http://www.avrfreaks.net/index.php?module=Freaks%20Devices&func=viewDev

Met een breadboard bedoel ik een experimenteer-bordje, zo'n wit ding met allemaal gaatjes (http://nl.wikipedia.org/wiki/Breadboard).
Een evaluatiekit kan ook, echter als je foutjes maakt in je aansluitingen/hardware-ontwerp kan dat een evaluatiekitje kosten. Op een breadboard meestal alleen een paar onderdeeltjes. Je kunt op een breadboard ook vanalles testen en er mee experimenteren. En een stuk goedkoper dan een evaluatiekitje. Onderdeeltje defect, prop er een nieuwe in. Schakeling uitbreiden of aanpassen is hiermee zonder soldeerwerk ook kinderspel.
Een evaluatiekitje is vaak wel compleet met de diverse aansluitingen welke je op een breadboard zelf zal moeten maken. Dat is dan weer een groot voordeel. Verder kun je je evaluatiekitje ook aansluiten op een breadboard voor het testen van je eigen elektronica e.d.

Uitgangssignaal versterken kan overigens op verschillende manieren, maar ook daarover is weer vanalles te vinden op internet. Er zijn genoeg mensen die zich hier ook mee bezig houden en hun schema's e.d. online zetten. Ook daarvan kun je leren... Wederom is OpenDCC dan weer een goed voorbeeld. 

Ik zou i.i.g. eens beginnen met VEEL lezen en kennis vergaren, kijken hoe anderen dit doen en beginnen met een eenvoudige 8bits microcontrollertje, een ISP programmertje (mySmartUSB van myAVR.de b.v.) en een breadbordje.

Groetjes,
Dave

[Jeroen van Tol]

Pfff, nou de sprong is genomen...

Weer een hobby er bij! 

Ik heb besloten om eerst maar aan de slag te gaan met de simpelere ATMega8 om uit te proberen hoe het allemaal werkt, als ik dat eenmaal snap probeer ik het wel hogerop...

Via avrfreaks (goeie tip Dave!) bekeken waar ik moet beginnen en meteen maar wat spullen bij conrad besteld. Ben heel benieuwd!

Ik hou jullie op de hoogte!

Jeroen.

[Dave van der Locht]

Misschien loop je iets TE hard van stapel, maar ach... Leergierigheid heeft mij ook altijd geholpen. 

Nog een paar tipjes voor je 1e experimenten:

- KISS !!! Oftewel: "Keep It Simple, Stupid" en "Keep It Short and Simple"
- Let op de max. toelaatbare stroom per pin en het totaal (zie datasheet van de AVR).
- Let op met het programmeren van fuse-bits. Als je bepaalde fuse-bits verkeerd insteld, loop je het risico dat je niet meer via ISP kunt programmeren, enkel nog via serieel of parallel programmeren op een iets hogere spanning.
- Goedkopere AVR's en wat andere handige componenten en gereedschapjes: www.aavrs.nl (geen hoge verzendkosten bij enkele onderdeeltjes en een TOP!-service)

Verder... Van je fouten kun je leren, dus doe dat dan ook.

Groetjes,
Dave

[Jeroen van Tol]

@Dave

Ik loop altijd te hard van stapel... Ben nu eenmaal een enthousiast typje 

Zat al even te twijfelen of ik dit (zoveelste) project zou aanpakken zoals je gaandeweg het draadje kunt zien, maar als iemand dan maar half zegt dat het zou moeten kunnen dan wil ik het voor elkaar krijgen ook!

En ik denk dat een beetje kennis op elektronicavlak op de spoorbaan altijd van pas kan komen...

Groet,
Jeroen.

PS: Als het niet lukt weet ik je te vinden! 

[Dave van der Locht]

 

Ben blij dat 't i.i.g. niet aan mij ligt als 't jou niet lukt.

Een complete zelfbouw centrale is hier reeds een tijdje in bedrijf.
Echter heb ik daar toch ook wel een tijdje over gedaan om ervan te maken wat het nu is.

Een beetje kennis op elektronicavlak is overigens bij gebruik van AVR's en het bouwen van een centrale toch ook wel handig. 

Groetjes,
Dave

[Patrick Smout]

Als ik je verhaal zo lees, zou ik gaan voor een Microcontroller met ingebouwde USB ( Atmel / PIC ) die de DCC refreshstack beheert en van daaruit het DCC signaal genereert.

Via de USB en een mini protocolletje moet je dan opdrachten aan de refreshstack kunnen toevoegen en er uit verwijderen.

Al de rest kun je dan gewoon vanuit je PC regelen.

Lijkt me de *the way to go* te zijn, echter ik zou nog één stap verder afzakken, namelijk de microcontroller enkel en alleen een zuivere bitstream laten opwekken zonder hier direct een protocol aan te koppelen. Dit laat toe om bvb. in een later stadium ook andere, niet DCC, protocollen toe te voegen (Motorola, MFX, ...). De microcontroller is dan als het ware een zuivere bitstream engine die enkel moet weten hoe lang een bepaalde bit moet duren en ook dat wordt natuurlijk meegegeven via de USB.

Hetzelfde principe pas ik toe in mijn commandstation. Weliswaar gebeurt het opwekken van het DCC signaal en Marklin/Motorola bij mij door dezelfde microcontroller maar principieel kan het genereren van de zuivere protocol onafhankelijke bitstream verplaatst worden naar een andere microcontroller

mvg,

Patrick Smout

[piksov]

Ik zou beginnen met het nabouwen van een dcc decoder.

Gebruik dat als leermoment...

Ga daarna te rade of het waard is om 3 jaar tijd te investeren in iets dat je 'gewoon kunt downloaden'.

Ik ga er zomaar van uit dat OpenDCC in de toekomst bij gewerkt wordt met de laatste mogelijkheden. Ook MR-Direct, de centrale van Dave en de centrale van Patrick zullen bij blijven. Robert Evers heeft ook nog een zelfbouw centrale.

Die 3 jaar tijd kun je ook ergens anders voor gebruiken.... een mooie baan bouwen bijvoorbeeld.