Samengevat: De 'MiNiDiGi' Centrale

[Jeroen van Tol]

Terug van weggeweest...

Het is alweer een behoorlijk tijdje geleden dat ik een update heb geplaatst over mijn vorderingen met de minidigi centrale. Niet dat ik stil heb gezeten maar een baby op komst knaagt toch wel behoorlijk aan de vrije tijd. Even off topic: De buik groeit gestaag, kinderkamer is er zo goed als klaar voor, nog drie maandjes geduld... 

Eerst maar even het laaaaaang beloofde plaatje:

(links de STK500, boven de OpenDCC booster op eigen print en rechts de 'centrale')

Inmiddels zit de centrale, met uitzondering van de microprocessor op een experimenteerprint. De microprocessor zit nog op een ontwikkelbord (STK500) want dat werkt in deze fase toch wel het makkelijkst. Er zijn wat momenten geweest dat ik het idee kreeg dat ik het allemaal wat te hoog gegrepen had maar na veel (heeeeel veel) pogingen krijg ik toch steeds weer een stukje meer aan de praat. Een heerlijk gevoel overigens, om iets voor elkaar te krijgen waarvan velen (inclusief ikzelf op momenten ) dachten dat het nooit zou lukken. De centrale is inmiddels zover dat ik vanaf de pc opdrachten kan sturen. Dat klinkt als heel wat mooier dan de werkelijkheid. Middels een terminal programmaatje kan ik hexadecimale opdrachten intikken en versturen. De centrale pakt dat op en vertaalt het naar DCC. Niet echt werkbaar natuurlijk maar het betekent wel dat ik op de goede weg zit, met name omdat het gedeelte waar ik het minste van snapte (elektronica en microprocessors) in een werkend stadium begint te komen.

Vanaf hier wordt het langzaam uitbreiden. Het programmeerspoor is er qua hardware wel maar wordt nog niet aangestuurd. Dat moet ik dus ook nog in de communicatie bouwen zodat de centrale weet of het een opdracht voor het hoofd- of programmeerspoor is. Tevens geeft het programmeerspoor een bevestiging die afgevangen moet worden.
Vervolgens nog de controle op kortsluitingen en het aansturen van de cutout voor RailCom. Wellicht pas ik het ontwerp nog aan zodat je geen kant-en-klare ftdi kabel nodig hebt (de kabel kost alleen al meer dan alle andere onderdelen bij elkaar)
Oh, en natuurlijk nog een 'mooie' printplaat ontwerpen want dit is geen gezicht.

Is dat allemaal gelukt dan kan ik eindelijk beginnen aan het pc gedeelte, waar ik me stukken meer thuis bij voel.

Voor de beeldvorming: De kosten van de centrale zijn tot dusverre € 75, waarvan €45 voor de ftdi kabel. Het belooft dus nog steeds een heel goedkope centrale te worden.

Groet,
Jeroen.

[Sam]

En Jeroen, al nieuwe ontwikkelingen?

[Bob R.]

Jouw toekomstige machinist is verplaatst naar dit onderwerp.

[Jeroen van Tol]

Hmpf, ik ben blijkbaar niet de enige die hem niet los wil laten... Moeders heeft m te pakken.

Maar goed, heb ik mooi even de tijd om de vorderingen te vertellen.

Ik ben aan het rommelen geweest met 'zelfbouw H-bruggen' in een poging de L6206 te vervangen voor een goedkoper alternatief. Dit heeft me (met een beetje hulp van Karst) heel veel duidelijk gemaakt over de feitelijke werking van de minicentrale. Aan het eind van de rit was de conclusie echter dat het a: niet zo eenvoudig is om met name alle bijkomende functies van de L6206 na te bouwen, en b: je nauwelijks goedkoper uit bent. Oftewel, het was een leerzame actie maar ik hou het bij de L6206. Bij OpenDCC hebben ze bijna letterlijk het voorbeeld uit het datasheet gevolgd dus dat hou ik hetzelfde. Alles er omheen wordt zoals ik eerder al aangaf heel anders.

Wel heb ik inmiddels een goedkoper alternatief voor de ftdi-USB kabel. Dit ga ik met een Atmel ATMEGA32au oplossen. Deze USB chip gaat alle communicatie uitvoeren tussen PC en de overige chips op de minicentrale. Dit is echter een nogal klein gevalletje (1 bij 1 cm met 44 aansluitingen ) dus ik heb een microscoop moeten kopen om het kreng gesoldeerd te krijgen. En het was natuurlijk weer een uitzoektocht om er achter te komen hoe ik dat allemaal moest programmeren maar er zit gelukkig schot in de zaak. Bovendien kan ik door het gebruik van een 'centrale chip' vrij eenvoudig allerlei 'uitbreidingen' aan de centrale toevoegen.

Verder heb ik zitten rommelen met het hoofd- en programmeerspoor. Ik wil ze apart aansturen zodat er geprogrammeerd kan worden terwijl de hoofdbaan gewoon in bedrijf is. In mijn oude 'ontwerp' kon dat niet tegelijk waardoor je de hoofdbaan eerst stil moest zetten.

Ik zal binnenkort wat nieuwe plaatjes schieten waarop de vorderingen te zien zijn.

[Jeroen van Tol]

Het is weer ruim 10 maanden geleden dat ik een update heb gegeven. Veel van de vrije tijd gaat natuurlijk naar de kleine. Maar ik heb alles behalve stilgezeten dus er is veel nieuws...

Het ontwerp van de centrale is door "voortschrijdend inzicht" op allerlei fronten aangepast. Zoals eerder aangegeven wilde ik mikken op een centrale met "onbegrensde" mogelijkheden, hetgeen is begonnen bij het genereren van DCC signalen en is geeindigd bij het ondersteunen van zowel LocoNet en XPressNet, als een eigen bus welke ik LocoNetPlus heb genoemd.

DCC
Voor DCC heb ik vier aparte stroomkringen gemaakt. Eén stroomkring voor het hoofdspoor (zoals iedere centrale dat heeft), welke ik alleen ga gebruiken voor mobiele decoders. De tweede stroomkring is een ringleiding waarop de overige decoders aangesloten worden. Deze splitsing zorgt er voor dat je twee keer zoveel DCC opdrachten per seconde kunt versturen dan normaal, mocht je heel veel DCC decoders in gebruik hebben. De derde is het programmeerspoor en de vierde is bedoeld voor het aansturen van omgevingsverlichting (dat bij "nacht" de lampjes langzaam uit gaan dus).

Bussen
De centrale beschikt over 3 "netwerkaansluitingen". De bekabeling welke ik ga gebruiken is dan ook cat5e. Middels verloopstukken kun je zowel LocoNet (aansluiting 1,2 en 3), LocoNetPlus (aansluiting 1 en 2)  en XPressNet (aansluiting 3) aansluiten. De centrale kan de verschillende protocollen door elkaar gebruiken. (Wie had dat gedacht? LocoNet en XPressNet in één kabel?  ) Ook het signaal voor de boosters (Railsync) loopt over dezelfde kabel, waarbij iedere netwerkaansluiting een aparte stroomkring aanstuurt. (de vierde is het programmeerspoor, welke middels een tweeaderige kabel, zonder booster aangesloten kan worden)
Tot slot is er een aansluiting om uitbreidingsmodules op aan te kunnen sluiten. Dit is feitelijk een aansluiting op de communicatiebus tussen de verschillende microcontrollers van de centrale.

PC
In eerste instantie was ik een centrale aan het maken welke alleen werkte als de PC ook aan stond. (de logica van de centrale is feitelijk een stukje software op de PC) Vervolgens kreeg ik hier te horen dat het toch wel erg prettig zou zijn om snel even iets te kunnen testen, zonder eerst de PC op te moeten starten. Ik was overtuigd en daarom kan de centrale straks ook (zij het met enige beperkingen) stand-alone werken.

Modulaire opbouw?
Het moge duidelijk zijn dat mijn plan om het allemaal onder de 75 euri te houden niet gaat lukken. Tenminste, dat is een beetje aan de gebruiker. De centrale bestaat uit twee printplaten (10 x 8 cm) welke boven elkaar gemonteerd worden. De hoofdprint bevat de communicatie met de PC, de dcc-generator voor het hoofdspoor, de tweede dcc-generator voor (bv.) het programmeerspoor, en de XPressNet module. De tweede print bevat wederom twee DCC-generatoren en de aansluitingen voor LocoNet en LocoNetPlus. Je hoeft niet alles in één keer op de print(s) te zetten. Je kunt beginnen met alleen één DCC-generator. De treinen bedien je dan middels de (virtuele) handregelaar op de pc. In dat geval moet 75 euro best haalbaar zijn.
Vervolgens kun je steeds verder uitbouwen. (tweede stroomkring met XPressNet, derde stroomkring met LocoNet, vierde stroomkring met LocoNetPlus, eigen uitbreidingsmodules, enz.)

Stand van zaken
Het klinkt misschien allemaal mooi (of niet  ), maar om heel eerlijk te zijn weet ik nog niet of dat echt zo is omdat ik nog niet voor alle onderdelen een "proof of concept" heb... De stand van zaken is als volgt:
- Elektronische schema's en printontwerpen gereed (concept)
- Software microcontrollers gereed (concept)
- Schema H-bruggen werkend en getest
- Communicatie microcontrollers onderling werkend en getest
- LocoNet(Plus) en XPressNet communicatie (testfase)
- Koppeling met PC (nog te programmeren USB)
- Software op de PC (centrale) nog te ontwerpen
- Software treinbesturing nog te ontwerpen

Al met al moet er dus nog een hoop gebeuren! Na het (elektronisch) testen van de laatste onderdelen kan het printontwerp definitief worden gemaakt en kan ik een paar printen laten maken. Daarna wordt het volop aan de slag met het (verder) programmeren van met name het PC gedeelte.

Binnenkort zal ik de schema's uploaden zodat er op geschoten kan worden.

Groet,
Jeroen.

[Jeroen van Tol]

Bij deze de (concept) schema's van de centrale. Alle op- / aanmerkingen zijn welkom aangezien ik tot de start van dit project nog niet eens wist wat een H-brug was.  


***edit
De plaatjes zijn helaas niet goed leesbaar en het lukt me niet om een grotere versie te uploaden. Het plaatje eerst opslaan op je computer geeft een beter resultaat dan het via de browser bekijken maar het is niet ideaal... Wie interesse heeft kan me een pb'tje sturen, dan mail ik ze wel.

Groet,
Jeroen.

[Automatic-rock]

Je bent flink bezig!! 

[Jeroen van Tol]

Met dank aan Peter v/d Leek hier dan de grote plaatjes.  




*** edit
Mijn fout, nu doen ze het wel!

Groet,
Jeroen.

[Menno]

Uhm... mijn pc loopt bijna vast op een script dat hier uitgevoerd wordt (dat opzich vind ik al heel vreemd)

Tweede punt: Je weet dat er in Eagle een optie 'Smash all' zit? Daarmee kun je namen en waardes van onderdelen op een mooiere/logischer plek zetten, zodat het niet tussen verbindingslijnen en dergelijke zit.

Daarnaast vraag ik me af of een busschema niet handiger was geweest.

Begrijp me niet verkeerd, zelf ben ik niet in staat zoiets te bedenken en te programmeren, maar ik weet wel weer het nodige van het schema-programma

[Jeroen van Tol]

@menno
Ook Eagle had ik tot voor kort nog nooit gezien/gebruikt (uberhaupt nog nooit schema's getekent) dus ik zal ongetwijfeld iets gedaan hebben wat "not done" is in schemaland. Dus ook die tips zijn welkom...
Ik zal de door jou genoemde opties eens bekijken. Bedankt!

[Menno]

Even voor de duidelijkheid: 'smash all' is een scriptje dat via 'File > Run' en dan 'smash' intypen alle onderdelen de mogelijkheid geeft de naam en waardes op een andere plek te zetten via Move.

Nog 1 vraagje uit nieuwsgierigheid: past dit op een eurokaart? (Het maximale formaat van Eagle Light en ik geloof ook een paar betaalde versies)

[Jeroen van Tol]

Ja, de grootste print is 10 x 8 cm. Ik heb nl. ook alleen de gratis Light versie.
Was wel een beetje passen en meten...

[Jeroen van Tol]

Ik had van de 'elektronica specialisten' op dit forum eigenlijk wel wat reacties verwacht... Zijn er wel mensen die er naar gekeken hebben? Ik snap uiteraard dat niet iedereen daar zin in (of tijd voor) heeft maar ik ben zo benieuwd of ik nog (grove) dingen over het hoofd heb gezien. 

Alvast bedankt! 

Groet,
Jeroen.

[piksov]

... Ik nog niet, maar ik heb nu vakantie!

[Harry H. Arends]

Ja, de grootste print is 10 x 8 cm. Ik heb nl. ook alleen de gratis Light versie.
Was wel een beetje passen en meten...

Dit is een halve Eurokaart. De voledige is 160x100 mm.
Knap dat je alles op dat formaat krijgt.
Waarschijnlijk alles in SMD?