Op deze pagina laat ik een paar circuits zien die je thuis zelf kan namaken. Ik heb natuurlijk ook verscheidene printontwerpen online staan die je zelf kan bestellen bij JLCPCB.
Verder leg ik ook ook uit hoe de kant en klare bezetmelders in elkaar steken. En hoe je wissels en seinen digitaal aanstuurt.
DIY, do it yourself
Om een arduino te gebruiken in combinatie met onze modeltrein elektronica, heb je een stukje hardware en software nodig om een interface te maken naar iets wat op onze centrales zit. Ik heb schema’s, programma’s en links naar libraries voor XpressNet, Loconet en DCC.
XpressNet kan je gebruiken om treinen en wissels digitaal aan te sturen. Denk hierbij aan handregelaren en schakelpanelen. Loconet kan dat ook, maar Loconet kan dan ook nog voor bezetmelders gebruikt worden. Met loconet kan je ook schakeldecoders maken. Je kan je wisselsdecoders dan direct via loconet schakelen. Weet wel dat de stroomoutput van deze bus enigszins beperkt is. XpressNet kan je ook prima gebruiken om schakeldecoders mee te maken. Het is alleen ongebruikelijk. De stroom output van de gemiddelde Xnet bus is ook niet erg hoog.
DCC is alleen luisteren naar instructies en niet uitdelen. Je kan er dus een stationaire of lok decoder mee maken.
Op deze github pagina vind je verscheidene PCB ontwerpen inclusief gerber files om ze zelf te bestellen en kant en klaar programma’s die je via de arduino IDE kunt uploaden.
Ik heb zelf ook het een en ander standaard op voorraad. Vaak ook met componenten. Vraag naar de mogelijkheden en de kosten
XpressNet
De XpressNet interface is tamelijk simpel. Het bestaat hoofdzakelijk uit een MAX485 IC voor de RS485 bus. Rx, Tx en dir dien je aan te sluiten op de arduino of andere uController. De weerstanden R401, R402 en R403 zijn optioneel. Als je ze niet gebruikt, kan je problemen verwachten wanneer je de arduino probeert te programmeren als de MAX485 is aangesloten. R404 is alleen nodig als je apparaat met een lange kabel is aangesloten en op het einde van de bus zit. Realistisch gezien kom je er zonder wel mee weg. Condensator C401 dient dicht op de 5V aansluiting te zitten van de MAX485.
Voor XpressNet heb ik een paar kant en klaar programma’s om schakelpanelen mee te maken. Deze programma’s heten PanelX Mk I en Mk II respectievelijk. De Mk I code is geschikt om een schakelaar te koppelen aan een wissel, sein of andere DCC accesoire. Je kan tot maximaal 16 toggle schakelaars aansluiten hier voor.
De Mk II code is geschikt om complete wisselstraten/rijwegen te koppelen aan een enkele schakelaar. Voor dit programma dien je wel momentschakelaars zoals druktoetsen te gebruiken.
Beide programma’s werken ongeveer hetzelfde. Het inleren doe je door F1 van lok 9999 aan te zetten. De on-board led van de arduino gaat dan langzaam knipperen. Vervolgens moet je een van je knopjes bedienen en daarna een wissel aansturen met je handregelaar/app/computerprogramma. In het geval van de Mk II kan je direct meerdere wissels achter elkaar inleren. Door F1 van lok 9999 weer uit te zetten verlaat je de inleer modus.
In normale modus kan je dan je wissels en overige accesoires schakelen door ze simpelweg te bedienen.
Loconet
De Loconet interface heeft iets meer componenten. De comperator werkt als Schmitt-trigger. Het doel van de comperator is om ruis te onderdrukken. De datalijn is ook stroom gestuurd. De uitgang van de comperator kan je aan de Rx pin koppelen van je arduino of andere uController.
De Tx pin is met slecht een weerstand en een transistor gekoppeld aan de datalijn.
De 6 polige kabel is tevens anders ingedeeld bij loconet. De middelste 2 polen vormen de datalijn en de twee polen daarom heen zijn beiden ground. Door deze kabel indeling en door de stroom gestuurde werking heeft de loconet bus relatief weinig last van ruis en stoorsignalen.
Bij loconet-T zijn beide buitenste aders 12V, bij loconet-B voeren deze aders het railsynch signaal. Dit zijn de baansignalen maar onversterkt en met een lagere spanning. In dit circuit wordt met 2 diodes het railsync signaal gelijk gericht om te gebruiken voor DIY apparaat.
DCC
De DCC interface kan je maken met een snelle optocoupler. Meestal wordt de 6n137 gebruikt. Dit is een DC type optocoupler, hij zorgt er voor dat de DCC signalen galvanisch gescheiden binnen komen bij de arduino met de juiste spanning. Vanwege een zgn, externe interrupt wordt meestal pin 2 van een arduino Nano of Uno gebruikt.
Als DCC_A positief is tov DCC_B raakt de optocoupler in geleiding en dat zal pin2 naar GND toe trekken. Als DCC_A negatief is tov B dan loopt de stroom door de antiparallel diode. Dit beschermt de IR led van de optocoupler.
Digitaal wissels schakelen
Wissels digitaal schakelen, werkt nagenoeg bij alle merken hetzelfde. Een wisseldecoder luistert naar de DCC of MM2 signalen van de baan. En als er een instructie binnenkomt met het juiste adres dan zet de decoder een wissel om.
De decoder moet weten naar welke adressen hij moet luisteren. Dit moet je hem vertellen en dit verschilt per merk hoe dat moet. Bij de Marklin M83 moet je dip schakelaars goed zetten. Bij de digikeijs moet je op een configuratie knopje drukken en vervolgens een wissel aansturen.
Het staat altijd in de handleidingen van de decoders hoe dit precies moet. Sommige decoders zoals de digikeijs DR4018 kunnen veel meer dan slechts wissels aansturen.
Een punt waar je wel op alert moet zijn, zijn de stromen die de decoders kunnen schakelen. Sommigen kunnen meer ‘sap’ aan dan anderen. Zo kan je bijvoorbeeld op sommige schakeldecoders 2 overloopwissels op dezelfde decoder uitgang aansluiten. Sommige aandrijvingen van PECO of SEEP zijn enorme stroomvreters die niet zullen werken op alle schakeldecoders. Kijk ook hiervoor in de handleidingen van de aandrijvingen den de decoders.
Een 2e punt van aandacht is de voeding. Meeste decoders kan je ook voeden met de baanspanning. Dit kan er echter tot leiden dat tijdens het schakelen je de verlichting van je treinen ziet flikkeren of dat de centrale een kortsluiting detecteert en de spanning afschakelt.
Dit probleem kan je oplossen door de decoders te voeden met een aparte voeding. Er bestaan ook decoders met een geïntegreerde CDU. Deze decoders kunnen vaak grote stromen schakelen terwijl ze een kleine belasting vormen voor de baanspanning.
PLAATJE NODIG VAN AANSLUITEN
Terugmelders
Van terugmelders zijn er vele soorten te vinden. Nagenoeg elk merk heeft wel zijn eigen terugmeldbus ontwikkeld. Marklin heeft de S88, Roco heeft de R-bus en CAN bus, Lenz de PB-bus, sommige centrales hebben Loconet voor terugmelding.
Het principe is echter bij allemaal hetzelfde. Je kan de terugmelder met een bijbehorende kabel aansluiten op je centrale en vervolgens kan je (meestal) 16 contacten aansluiten op 16 geïsoleerde stukjes spoor.
Tussen 3-rail en 2-rail banen zit een significant verschil. Bij 3-rail banen, kan men massadetectie gebruiken. Massadetectie is fijn omdat je er ook wagonnen met geleidende assen kan detecteren.
Voor 2-rail banen wordt er gebruik gemaakt van stroomdetectie. Alleen voertuigen met stroomafnames zoals locomotieven of rijtuigen met verlichting worden gedetecteerd. Het is mogelijk om alle wagons te voorzien van weerstandjes of weerstandslak om de assen detecteerbaar te maken.
Stroomdetectie werkt ook erg goed bij 3-rail banen, massadetectie werkt niet bij 2-rail banen.
Train Science 