Simpele Multi-/LokMaus / Roco-/LocoNet / LokPilot compatible DCC module booster

[HansQ]

Ik ben nu bezig met een aantal proef-printjes op basis van dit schema:


Als jullie fouten zien of verbeteringen hebben, hoor ik het graag!

[HansQ]

Zowwwww... na wat huisvlijt is de eerste versie van de PCB zowat klaar:


Nog een paar checks en dan gaatie de deur uit naar China voor de eerste proefversies.
De afmetingen zijn overigens 90x80mm (exclusief de uitstekende connectors en koellichaam).

[br194]

Uh  Hans....

Ziet er goed uit, maar je moet niet twee multimuizen/lokmuis2  aansluiten op de frontaansluiting.
Twee kapiteins op één schip. .... dat gaat problemen geven...... 
Maak voor allebei een aparte jumper setting, dan kun je daarmee je het probleem oplossen.
Geldt overigens ook voor de optionele aansluitingen.
Indien je namelijk twee muizen aansluit worden in het huidige schema beide gezien als "Master"omdat van beide pen 1 en 6 worden gebruikt.
De slave mag alleen gebruik maken van pen 2,3,4,en 5.

Willem

[tuurtje]

Hans,

Mag ik vragen waar het schema, printlayout in gemaakt hebt?

Groetjes

Arthur

[HansQ]

@BR194:
Hoe bedoel je? Zowel LocoNet als Xpress(Roco)Net laten meerdere devices op de bus toe, tot een stuk of 30. En standaard Digitrax frontjes hebben ook 2 aansluitingen. Volgens mij begrijp je niet helemaal wat de bedoeling is van die jumpers? Die zijn bedoeld om de booster/hub ook geschikt te maken voor LocoNet. Voor XpressNet/RocoNet worden aan de voorkant alleen maar pennen 2..5 gebruikt, zie het schema.

@Tuurtje:
Ik gebruik Eagle light, voor de schema's en de PCB layouts. Gratis maar met beperkingen; geen PCB's groter dan 10x10 cm en maar 2 layers als ik me niet vergis...

[HansQ]

Zo... de proef-PCBs zijn besteld...

Terwijl in men in China daarmee bezig is, het volgende probleem: de optimale waarden van R5 en C10 (in schema versie 0.8 )!

In de documentatie van de L6203 staat:
The following formulas can be used to calculate the snubber values:      R = Vs/Ip     C = Ip/(dV/dt)     where: Vs is the maximum Supply Voltage foreseen on the application; Ip is the peak of the load current; dv/dt is the limited rise time of the output voltage (200V/ms is generally used).

De standaard waarden "terugge-engineerd" uit het referentie ontwerp:
   Vs = 36 V     Ip = 4 A     dV/dt = 200 V/ms     levert:      
      R = 9 Ohm   (of 10 Ohm standaardwaarde)
      C = 20 nF   (of 22 nF standaardwaarde)

Als ik dit vertaal naar het mijn eigen ontwerp bij 15V en met een C van ongeveer 15nF komt de rise time rond de 100 V/ms:
   Vs = 15 V     Ip = 1,6 A     dV/dt = 100 V/ms     levert:      
      R = 9,375 Ohm   (of 10 Ohm standaardwaarde)
      C = 16 nF   (of 15 nF standaardwaarde)

De NMRA geeft voor DCC echter een rise time aan van minimaal 2,5 V/us (microseconde) dus dat is dan 2500 V/ms. Als ik voor de zekerheid 5000 V/ms neem levert dat het volgende op:
   Vs = 15 V     Ip = 1,6 A     dV/dt = 5000 V/ms     levert:      
      R = 9,375 Ohm   (of 10 Ohm standaardwaarde)
      C = 0,32 nF   (of 330 pF standaardwaarde)

Over L6203 gebaseerde ontwerpen zoals de SPAX booster werd eerder in dit draadje opgemerkt dat deze slechte DCC signaal eigenschappen hebben (zie http://fremodcc.sourceforge.net/booster/Booster_d.html). Als ik bij de SPAX booster kijk, zie ik daar een R van 100 Ohm en een C van 100nF toegepast.
Dit betekent volgens mijn berekeningen een rise time van 50 V/ms bij 5 A maximale belasting, of slechts 5 V/ms bij 1 A maximale belasting! Is dit een geval van verkeerd toegepaste waarden voor RC snubber? Het zou wel het "slechte gedrag" van de SPAX booster kunnen verklaren...

DUS: VRAAG AAN DE EXPERTS:
Klopt mijn berekening? Ik wil nu de waarden 10 Ohm / 330 pF gaan toepassen... Of kan ik ook 1 Ohm / 15 nF toepassen (levert 1000 V/ms op)?

[Servé]

@ Hans; Ik denk dat Willem (br 194) bedoelt dat je maar 1 apparaat dat een XpressNet-adres nodig heeft op de MASTER-ingang mag aansluiten van de versterker...

[HansQ]

@Serve:
Ja, dat klopt. Als je naar de PCB kijkt is de "R" (-ocoNet) ingang voor de Master, als je die uberhaupt aansluit. De rest zijn aansluitingen voor de volgende boosters aan de zijkanten en Slave aansluitingen aan de voorkant.

Zie mijn eerdere gesuggereerde gebruiksmogelijkheden:

Over de gebruiksmogelijkheden:
- Als je geen jumpers plaatst en het printspoortje bij B niet onderbreek kun je de booster "normaal" gebruiken door een "willekeurig" DCC signaal op X3 te zetten. En je kunt op de J11 connectors een RocoNet "slave" signaal zetten. Dus als je deze booster op de "slave" en "rail" uitgangen van een Roco kastje hangt, moet-ie het doen en heb je ook een "hub" voor je RocoNet apparaten. Dit lijkt me voor een grote modulebaan ook een goede manier om een hele rits "module-boosters" met RJ11-kabels achter elkaar te hangen.
- Als je het printspoortje bij B onderbreekt, de optionele 12V voeding erbij zet en jumpers RM, RN, XP1 en XP2 plaatst zou je de booster als vervanger voor een "Roco kastje" moeten kunnen gebruiken. Dus met een MM of een oude LM2tje op de R ingang zou je dan DCC moeten kunnen rijden! Dit moet ik nog wel even goed testen...
- Als je het printspoortje bij B niet onderbreekt en/of jumper B plaatst en jumpers LN1 en LN2 heb je een booster met hub voor LocoNet waarbij de op de voorkant van de hub aangesloten LocoNet apparaten door de LocoNet bus worden gevoed. Dus bijvoorbeeld voor gebruik met de ProfiBoss en/of voor Fremo modules.
- Als je het printspoortje bij B niet onderbreekt en/of jumper B plaatst, de optionele 12V voeding erbij zet en jumpers LP1 en LP2 heb je een booster met hub voor LocoNet waarbij de op de voorkant van de hub aangesloten LocoNet apparaten via een eigen 12V voeding worden gevoed. Ook weer voor de ProfiBoss en/of Fremo modules.
- Iemand met verstand van RocoNet, XpressNet, LocoNet of Digitrax kan vast nog wel meer gebruiksdoelen verzinnen...

Dus alleen als je de booster gebruikt als vervanger voor een Roco kastje, sluit je ook echt een Roco muis als Master aan...

[Servé]

Ja, ik snap het idee, maar Willem niet helemaal
Overigens: kun je de eerste optie niet vereenvoudigen (als je RocoNet gebruikt) door de R-ingang op de Master-ingang aan te sluiten, dan de Master-centrale (MultiMaus of Lokmaus 2) aan te sluiten op een willekeurige "optional"? Zo krijg je ook je DCC-signaal, hoef je het niet los met 2 draden aan te sluiten en op de "front" kun je dan je slaves aansluiten, omdat de master en slave-ingang hetzelfde zijn, alleen staat er op pin 1 en pin 6 geen DCC signaal. Of sla ik de plank nu helemaal mis?

[HansQ]

Ehh... Ja dat kan. Maar je MOET de Master-muis OOK ergens aan de Master-bus hangen. Dus met een splitter ofzo. Als ik de prototypes succesvol heb getest zal ik es een paar varianten voor aansluitingen illustreren, ik heb al wat plaatjes gemaakt, moet alleen even b"bewijzen" dat het allemaal werkt. Het komt erop neer dat als je een Roco-kastje hebt, je de Slave-muizen via de booster(s) kunt aansluiten, en als je geen Roco-kastje hebt, de booster zo'n kastje kan vervangen. En je kunt de booster ook voor LocoNet of standaard XpressNet gebruiken...

[Servé]

Jaja, klopt, dan moet de Master aan de masterbus hangen, maar als ik het schema goed bekijk zijn dat alle "optional"-in/uitgangen. Ff klein schetsje:



(Btw, ben ik blind, of mis ik de DCC-in-klemmen op de pcb?)

[HansQ]

Hoi Serve,
Dit kan werken, maar niet zoals ik het bedoeld had... Ik zal vanavond es wat plaatjes publiceren om verwarrende discussies wat voor te zijn.
Aansluiten van de DCC spanning is in het door jou getoonde voorbeeld niet nodig omdat dat al op de master bus staat. Je zou dan alleen de "RN option" erbij moeten  bouwen, die zorgt voor de juiste vertaling van de signalen (maar of dat werkt zoals je het nu getekend hebt moet ik even kijken).
Als je apart DCC wilt aansluiten, kun je een schroefblokje op een van de "option" aansluiting aan de zijkant zetten, of direct vastsolderen want op de PCB's heb ik soldeerpads aangebracht...

[gvandersel]

Hans,

Geen expert, maar wel een beetje verstand van elektronica. Ik zou je berekening met NMRA waarden aanhouden.  Dus ga voor de 10Ω en 330pF. De openDCC booster gebruikt 4R7Ω en 12nF als snubbercircuit, je middelste berekening. Wat je ook neemt het is nooit optimaal. Je belastingvariatie is te groot. Je kunt van 0 tot 3 treinen aansturen (schaal N).

Groet,

Gerard van de Sel.

PS. Wat mij betreft vraag je assistentie van de deskundigen. Deze groep is wat groter als de experts.

[HansQ]

Bedankt Gerard! ...en vanuit mijn gezichtpspunt is een "deskundige" zoals jij een expert!   

[Haradigi]

Hi Hans,

Ik volg de discussie hier al een tijdje en met lof ... heel interessant.
Ben benieuwd of het allemaal naar behoren gaat werken, een kleine opmerking dat berekende waarden in de praktijk soms anders zijn.

groet
Harald