[Karsten42]

Moin Moin,

Damit ich irgendwann mal einen externen Booster an die 60113 anschließen kann ohne nun auch noch den ganzen CAN kram nachzuprogrammieren, habe ich mir die Mühe gemacht die Schaltung der 60113 zu ermitteln. Hier ist das Ergebnis und natürlich ohne jegliche Gewähr.
Viel Spass damit

Karsten

!! Neue und korrigierte Version !! 27.03.2013 V1.04
ChangeLog:
Mini DIN Pinout war spiegelverkehrt
Entfernen Xtal vom C8051
T2 ist in HW5 ein S3NV04


!! Neue und korrigierte Version !! 8.03.2013
ChangeLog:
Korrektes IC zur RDS Signale detektierung ( IC1 )
RDS Signalweg komplett ausgezeichnet
Wert und Schaltzeichen von D1 korrigiert
Schaltzeichen Ferrit Spulen im CAN bus korrigiert

[DeMorpheus]

Hallo Karsten,

sauber Arbeit, danke!

Wenn ich das richtig sehe, braucht man ja bloß drei Bauteile, um einen weiteren CAN-Bus-Anschluss zu basteln:
C1, L1 und L2. Mit C1 und L1 habe ich ja kein Problem (außer dass ich den Wert nicht kenne), aber was ist L2? Zwei (gekoppelte) Induktivitäten in einem Gehäuse?

Schöne Grüße,
Moritz

[Karsten42]

Moin DeMorpheus,

Es sind nur Ferrit Induktivitäten. Ich sollte wohl das Schaltbild dahingehend etwas deutlicher machen. Es sind sehr kleine SMD Teile, Vielleicht einfach nur eine Durchführung für die Zulassungstelle im Sinne vom EMV.
Problematischer finde ich den zwangsweise abgeschlossenen CAN-Bus durch R5. Eigentlich nicht ganz Regelkonform wenn zwei MS2 angeschlossen werden. Ich gehe davon aus, dass die MS2 jeweils ebenso ein 120Ohm Wirderstand für den Bus Abschluss besitzt.

Wenn du nur den CAN-Bus haben möchtest, reichen eigentlich zwei Leitungen aus. C1 und L1 sind ja nur für die Entkoppelung der Stromversorgung für die MS2. Aber inziwschen kann man ja auch die 10 Poligen DIN-Stecker kaufen...

Gruß
Karsten

Hier die ferrit Teile

[higi01]

Hallo Karsten,
mit welchem Programm hast Du den Schaltplan erstellt?

Gruß Thomas

[DeMorpheus]

Hallo Karsten,

da hätte ich wohl ein wenig präziser fragen sollen

Ich hatte mich mit der Beschaltung des CAN-Bus bisher nicht beschäftigt, da ich dies für (zu) kompliziert hielt. Erst dein Schaltplan hat mich auf die Idee gebracht, da evtl. mal selbst was zu basteln.
Die Spannungsversorgung ist ja unkritisch, mir waren bloß die Induktivitäten mit vier Anschlüssen bisher unbekannt. Könnte ja sein dass die Dinger eine besondere Funktion haben, die mit zwei einzelnen Induktivitäten nicht erreicht wird. Hatte auch gleich mal meine Gleisbox aufgeschraubt und die Teile begutachtet, aber da auch keinen Geistesblitz gehabt.

Schöne Grüße,
Moritz

[Karsten42]

Moin Thomas,
Das Schaltbild ist mit Eagle ( Cadsoft.de ) gezeichnet.

@DeMorpheus
Die Induktivitäten sind im wesentlichen nur zum EMV-Schutz. Die Physik des CAN-Bus ist recht einfach. Schau mal hier:http://www.ipsta.de/download/freies/CAN.pdf

Controller (MCP2515) und Treiber (MCP2551) machen z.B. die Protokollarbeit. Um dann Daten zu lesen/schreiben musst du "nur" noch etwas programmieren. Das ist aber dann aber schon eine Herausforderung. Es gibt aber auch schon Mikrocontroller ( z.B. von Atmel ) die eine CAN Schnittstelle beinhalten. Märklin hat ja ein paar wichtige CAN Befehle veröffentlicht. Nur die ganze Funktionalität rund um die Updates sind noch "geheim".
Hier kannst du mal nachlesen: http://medienpdb.maerklin.de/produkte/pd...otokoll_1-0.pdf

Sicher hat der Eine oder Andere schon mal angefangen das Protokoll zu implementieren. Als freie Software habe ich das aber noch nirgends gesehen. Schade eigentlich...

Gruß
Karsten

[MTB-Ontour]

Hi Karsten, Moritz und Thomas!

Habt Ihr an den CAN der Box schon mal einen Booster drangehängt?
In den Boostern findet sich ja meines Wissens eine recht ähnliche Schaltung um den Gleisprozessor herum. Nur der Leistungsteil ist etwas üppiger. Wenn man jetzt an eine Gleisbox mit MS2 eine weitere Gleisbox ohne MS2 hängt, wird der dortige Gleisprozessor zum Booster?!? Warum frage ich so? Beim letzten Update hat meine CS2 nacheinander die Gleisprozessoren der Booster aktualisiert. Die MS2 dann später den der Gleisbox. Alles die gleiche Version. Oder hat Märklin da doch verschiedene Firmwareversionen im Einsatz?

LG

Micha

[Karsten42]

Moin Micha,

Laut Märklin ist das nicht möglich. Zwischen Gleisbox und MS2 wird sicher eniges hin und her gehen. Die MS2 wird sicher nicht ausgelegt sein mit zwei Gleisboxen gleichzeitig zu kommunizieren.

Venünftig wäre ein Booster auf CAN basis als passives Teil. Jedoch sind solche Sachen wie Kurzschlusskennung und so noch etwas herausfordernd. Es gibt da dieses CAN digital Bahn Projekt das diesen Ansatz verfolgt. Dann kannst du aber die Gleisbox nicht mehr als Booster verwenden. MMX ist dann wohl auch nicht mehr möglich obwohl ich auch eher DCC bevorzuge. Alles "Geheime" ist mir einfach etwas zu doof. Obwohl es da die Überfreaks gibt die sich die Mühe gemacht haben das MMX protokoll "abzuhören": fetter Hut Ab!!

Gruß
Karsten

[bertr2d2]

Vielen Dank Karsten für den Schaltplan ! Astreine Arbeit !
Ein Frage hätte ich: Wie bekommt der RDS Dekoder SAA6579T (Pin 4 -> MUX)
das Gleissignal, um die mfx Rückmeldungen zu dekodieren ?

Gruß

Gerd

[MasterGollom]

Hallo Karsten,

Seit letztem Jahr gibts von Märklin eine neue Version der Protokollbeschreibung:

http://medienpdb.maerklin.de/digital2200...otokoll-2_0.pdf

[Karsten42]

Hallo Gerd,

das ist eine sehr gute und begründete Frage! Mein Problem besteht in dem Bauteil Q2 das als SMD nur mit der Aufschrift "109" im SOT23 vorliegt. Ich habe angenommen es sei ein SST109 weil der SMD code dazu J109 ist. Das Codierte Signal muss "irgendwie" über dieses Bauteil, D1 an den Port P.25 und über R16 an P1.3 gelangen. Diese Leitung ist mit dem Label "MUX" belegt und geht somit über R32 und C23 and Pin4 des SAA6579.
Wahrscheinlich ist es gar kein SST109 Ich habe dahingehend noch keine große Aufmerksamkeit geschenkt weil ich ja eigentlich nur die "richtigen" Abgriffe zur Ansteuereung eines externen Boosters gesucht habe.
Ich gelobe Besserung und werde versuchen das Rätzel um dieses Bauteil und damit den RDS Signalweg zu lösen.
Ich muss aber gestehen: Schande Schande: Ich habe keine mfx-Lok...

@Yannik
Ohh, Herzlichen Dank für den Link! Ich war versucht eine entsprechende CAN-Lib zu schreiben. Die notwendige HW habe ich, und "C" kann ich auch . Allein es fehlt mir die wirkliche Motivation denn das haben sicher schon gute Leute vor mir gemacht und ich erfinde das Rad äusserst ungern ein zweites mal.


Gruß
Karsten

[Sandblech]

Hallo Karsten,

warum nimmst du nicht für den Booster das Gleissignal am braunen und roten Kabel von der Gleisbox.
Es muss doch nur dieses Gleissignal verstärkt werden. Das könnte man über einen Optokoppler für einen
Booster abgreifen. Dafür benötigt man doch kein CAN.
Oder noch einfach wie hier:
viewtopic.php?f=5&t=59031&p=838385#p837641

Anders sieht es aus, wenn der Booster bei einer Kurzschlusserkennung usw. z.B. ein STOP an die Gleisbox
senden soll. Aber auch das kann über den 10pol. CAN-Anschluss der Gleisbox geregelt werden und man muss nicht
an das Innenleben.

Erzähl doch mal, was du genau vor hast.

Der Schaltplan der Gleisbox ist ne saubere Arbeit.

Gruß
Michael

[Karsten42]

Moin Sandblech,

Die Sache ist die, dass bei einem Abgriff des Gleissignals drei Dinge nicht nett sind:
1) Bei einer Kurzschlusserkennung in dem von der Gleisbox versorgtem Bereich ist die gesammte Analge tot.
2) Störungen jeglicher Art wirken sich immer auf die gesammte Anlage aus.
3) MFX wird nicht über den direckt versorgten Bereich hinaus funktionieren.

Punkt 3) ist relativ einfach zu lösen wenn das mfx Austast-signal synchron in allen boostern mit erzeugt wird und das RDS Signal auf alle Bereiche "durchgeschleift" wird. TAMS hat ja dafür schon eine kleine Schaltung veröffentlicht ( Daaanke! ).
Punkt 2) ist durch den Abgriff der Ansteuerung vor der H-Brücke zu lösen.
Punkt 1) bleibt aber bestehen solange man sich auf das "fertige" Signal der Gleisbox stützt.

Wirklich lösen lässt sich das Problem also nur mit der Erzeugung der Signale aus dem CAN-Bus heraus. Aber ehrlich: Das ist eine ziemliche Herausforderung. Allein "nur" die CAN-Meldungen decodieren und das gesammte protokoll "fahren". Mal abgesehen von einer mfx implementierung....

Meine Intention zum obigen Schaltbild war primär eine rein technische Neugier und die Möglichkeit an das saubere Steuersignal für eine H-Brücke heran zu kommen.

Natürlich könnte man die Gleisbox einfach als Dummy liegen lassen und damit nur z.B. ein Programmiergleis versorgen. Die Signale greift man dann freundlich von aussen ab und verteilt diese dann auf n-Booster. MFX leitet man dann mit der TAMS-Schaltung zurück zum Programmiergleis. Dann wären die Probleme gelöst. Nur kostet das dann mind. zwei Booster in der Annahme, dass wenn schon eine Leistungssteigerung notwendig ist und die Gleisbox wegfällt, die Leistung der Gleisbox ja ersetzt werden muss.

Die Welt ist eben doch Asynchron!

Gruß
Karsten

[Karsten42]

Hallo Gerd,

Oben im Thread kannst du nun die richtige RDS Signalverarbeitung ansehen. Mit Hilfe aus einem anderen Forum konnte das richtige IC entdect werden. Herzlichen Dank an Arno!! Es ist ein sog. High-Side current monitor. Es wird also der Strom über R7 gemessen und in einen proportionalen Strom umgewandelt. Dieser wird dann von R15 in eine Spannung "ungewandelt". Weiter gehts dann an den MUX (pin4) vom RDS Decoder.

Jetzt sollte alles soweit im Kasten sein hoffe ich.

beste Grüße
Karsten

[hampton]

Hallo,

mal eine Frage an die Elektronik-Experten.
Kann folgendes funktionieren:

So wie ich den Schaltplan lese, wird der Strom über R7 (0R1) und den ZXCT1009 gemessen. Wenn man auf die Widerstände R6, R7 und R28, R29 noch jeweils einen 0R1 lötet, dann sollte doch die max. Stromstärke bzw. Abschaltschwelle auf etwa das doppelte (knapp 4A) ansteigen. Welche Baugrößen haben denn die Widerstände?
Der IRF7316 hält das aus und der VNS1NV04DP (max. 2,7A) müsste durch einen VNS3NV04DP-E (max. 5A) ersetzt werden.
Stärkeres Schaltnetzteil und fertig ist die Power-MS2. Das SO8-Package sollte sich ja noch ganz gut von Hand löten lassen.

Grüße
Florian

[Karsten42]

Moin Florian,

Pimp my Gleisbox? Gute Idee eigentlich ... Wo aber nun genau die Abschaltschwelle liegt weiss ich nicht. Sicher nicht bei 2A sondern eher etwas drunter das das Netzteil ja nur 2A liefern kann. Bei deiner Dimensionierung liegst du aber bei Fakto 1.5 höheren Strom.
Solange die Signale noch steil genug sind müsste dein Umbau klappen. Du wirst dir eventuell gedanken über die Wärmeabfuhr machen müssen.
Anbei ein Detailbild dieses Bereiches.

Gruß
Karsten

[hampton]

Zitat

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Bei deiner Dimensionierung liegst du aber bei Fakto 1.5 höheren Strom

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Zitat

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auf die Widerstände R6, R7 und R28, R29 noch jeweils einen 0R1 lötet

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Der Spannungsabfall am Widerstand ist doch proportional zum Strom. Halber Widerstand, halbes U_R oder ist da ein Denkfehler

Zitat

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Du wirst dir eventuell gedanken über die Wärmeabfuhr machen müssen.

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Das stimmt aber ich denke, dass das beherrschbar ist. Sollte so in der Größenordnung von 1W pro MOSFET liegen.

Die Iduktivitäten sollte man sicherheitshalber auch noch tauschen.

Grüße
Florian

edit:
wenn ich das richtig sehe, dann ist der rechte MOSFET doch schon ein VNS3NV04DP und nicht wie im Schaltplan eingezeichnet ein VNS1NV04DP.
Das würde bedeuten, dass die Transitoren für höhere Ströme taugen würden

[bertr2d2]

Zitat von Karsten42

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Hallo Gerd,

Oben im Thread kannst du nun die richtige RDS Signalverarbeitung ansehen. Mit Hilfe aus einem anderen Forum konnte das richtige IC entdect werden. Herzlichen Dank an Arno!! Es ist ein sog. High-Side current monitor. Es wird also der Strom über R7 gemessen und in einen proportionalen Strom umgewandelt. Dieser wird dann von R15 in eine Spannung "ungewandelt". Weiter gehts dann an den MUX (pin4) vom RDS Decoder.

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Vielen Dank Karsten ! So wird ein Schuh draus. Ich vermute mal, das über P2.5 des C8051F502 die Spannung gemessen und darüber der Bahnstrom berechnet wird. Was ich aber nicht verstehe, ist der Wert des R15 dann, denn:

Max. Bahnstrom 2A -> Vsense = .1 Ohm * 2A = 200mV -> Iout = 2mA
Über R15 ergibt das 2mA * 6.8 kOhm = 13.6 V. Ich denke mal, zu hoch für den Eingang am Controller.

Wo liegt denn da mein Denkfehler ?

Gruß

Gerd

P.S.: Das Pimpen auf eine höheren Strom ist schon verlockend ...

[Karsten42]

Moin Florian,

0.1 || 01 sind ja 0.05. Dann noch ein 0.01 Parallel sind 0.033. In der Annahme, dass bei 1.7A vom µP abgeschaltet wird ( eher früher weil sonst ja die interne Strombegrenzung der Low-Side OMNIFET greift )bedeutet das eine Schaltspannung von 85mV and den 0.05 Ohm. Wenn du nun auf 0.033 verringerst kann der Strom maximal I=U/R I=0.085/0.033 I=2.58A sein. Dann wird abgeschlatet weil der µP ja immer noch die 85mV abarbeitet. Das ist dann bummelig Fakto 1.52 größer als vorher.

Ich habe an mehreren Gleisboxen gearbeitet. Mag sein, das ein ältere dabei war die nur einen 1.7A OMNIFET eingebaut hatte. Macht auch Sinn den 3A Typ einzubauen, wenn man die Strombegrenzung selber bei 1.7A machen möchte. Ansonsten funkt der OMNIFET dazwischen. Laut Datenblatt wird dem MOSFET dann heiß und die Übertemperatursicherung spricht an. Dies wird durch einschlaten einer Stromsenke am INPUT signalisiert. Hierfür ist aber nichts in der Hardware implementiert weshalb ich davon ausgehe, dass der Strom durch die Brücke über R28/R29 proportional als Spannung abgegriffen und an Port 2.6 gemessen wird.

Wenn du also eine Gleisbox hast die einen S3NV04 eingebaut hat solltest du sicherheitshalber unter den 3A bleiben. Mit deinem Vorschlag 0.1 Ohm parallel zu schalten liegst du recht gut.
Natürlich mus das externe Netzteil das auch mitmachen und eine einigermaßen stabile 18V Spannung bei 2.8 A liefern. Im Ruhezustand benötigt die Box mit einer angeschlossenen MS2 ca.70mA. Gehen wir davon aus, dass der Maximale Strom dann 2.58A ist, kommst du in etwas auf 1.7W Verlustleistung ( RDsON 250mOhm). Das ist noch passabel. Eine Zusätzliche Kühlung wäre aber betriebssicherer.

Was bezweckst du damit die Ferrit Induktivitäten zu erhöhen? Den etwas höheren Strom können die sicher ab.

Gruß
Karsten

[hampton]

Hallo Gerd,

Zitat

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Max. Bahnstrom 2A -> Vsense = .1 Ohm * 2A = 200mV -> Iout = 2mA

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Es sind zwei .1Ohm parallel --> 0.05 Ohm

Das Datenblatt (Seite 4) sagt dazu folgendes:
V_out = R_out x V_sense x 0,01 --> 6k8 x 100mV x 0,01 = 6,8V

zusammen mit der Zener-Diode liegt doch dann erst HIGH am Pin des uC wenn die Zener-Spannung überschritten wird.


@Karsten

Zitat

---

Dann noch ein 0.01 Parallel sind 0.033.

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Einverstanden. Ich gedanklich war ich schon immer bei 4x 0.1Ohm parallel - habe ich evtl. etwas ungünstig formuliert

Zitat

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RDsON 250mOhm

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Die 3,5A-Variante hat sogar nur knapp die Hälfte.

Klar ist, dass das Netzteil passen muss.
Ich werde das auf jedenfall einmal ausprobieren und dann berichten - kann aber noch ein bißchen dauern. Habe gerande wenig Zeit für Basteleien und das Equipment ist nicht da wo ich bin.

Grüße
Florian

[Karsten42]

Hallo gerd,

Sorry, ich hatte gerade Florian geantwortet..

Hummm. ich habe ja nicht den Source code vom 8051 und so kann ich nur Schätzen..

Der Bahnstrom wird sicher über R28/R29 und dann Port 2.6 erfasst. Das macht mehr Sinn.
Alles was über das ZXCT1009 geht wird zur Rückmeldung benutzt. Das RDS Signal mit ca.53KhZ sowie die kurzen DCC impulse für Quittungen. MM weiss ich jetzt nich.

Wie ich schon Florian schrieb haben wir 2x0.1 Ohm paralle sind also 0.05Ohm. Dann haben wir maximal 1.7A wobei ich hier vertrete das dies niedriger sein wird solange der S1NV04 eingebaut ist.
1.7A * 0.05 Ohm = 0.085V
Für das ZXCT1009 gilt:
Vout = 0.01 * Vsense * Rout
Vout = 0.01 * 0.085V * 6800 Ohm
VOut = 5.78 V

Jetzt kommt noch D1 hinzu. Das ist mir jetzt auf die schnelle aber nicht ganz klar. Sie dient eigentlich nur dazu, die "Supply Range" zu erweitern. Mit max 20V ist das IC sonst wohl zu dicht an den 18V.

Ich habe aber im Augenblick... keine Lok! Ich kann also nicht richtig messen was über den Stromsensor am Prozessor ankommt. Oder ich besorge mir einen einfachen DCC decoder mit einem Widerstand als Motordummy

Gute nacht

Karsten

[bertr2d2]

Vielen Dank Karsten. Jetzt wird es klarer.

[MasterGollom]

Hallo Karsten,

Du kannst dir ja mal die RocRail-Sourcen anschauen, dann brauchst das Rad nicht komplett neu zu erfinden. Die Märklin Doku trägt aber wesentlich zum Verstehen des Codes bei

[Karsten42]

Moin MasterGollom,

Danke für den Tipp. RocRail habe ich mir mal wegen der DCC implementierung angesehen. Ist aber schon lange her. In mcs2.c und mcs2-const.h kann man ja recht gut erkennen wie die CAN messages zusammengebaut werden. Schon mal ein guter Schritt
Das ist aber natürlich kein kleines Projekt mehr ein halbwegs kompletten Märklin CAN-Stack in einem AVR zu implementieren. Aber es reizt natürlich ungemein
Wenn also all die anderen kleinen und großen Projekte mal wieder idle sind, mache ich ein weiteres auf.

Have a lot of fun!

karsten

[hampton]

Hallo,
ich habe mal ein bisschen mit meiner Gleisbox gespielt. Für meine Experimente habe ich die Gleichrichterdioden gegen 5A-Typen getauscht, die Last mit einer Halogenlampe simuliert und die Versorgung an ein Labornetzteil gehängt. Die unterschiedlichen Lasten habe ich durch das Verstellen der Versorgungsspannung simuliert, da die Lampe je nach Spannung einen bestimmten Strom zieht. Die Sense-Widerstände habe ich (noch) nicht modifiziert.
Bei Versorgungsspannungen unter 10-11V zeigt die MS2 sowohl für die Spannung als auch für die Stromwerte blödsinn an.
Ich habe durch langsames Steigern der Last 2,3-2,4A dauerhaft aus der Gleisbox kitzeln können. Die Stromanzeige der MS2 passt bis auf ca. 150mA mit der Stomanzeige des Labornetzteils überein. Das Delta wird von der MS2 und den Druchgrangwiderständen verbraucht. Bei höheren Strömen oder beim Einschalten mit den o.g. Lasten geht die MS2 sofort auf "Stopp"
Die gesamte Platine der Gleisbox wurde schon bei den genannten Stömen ordentlich warm, obwohl fast die gesamte Platinenober- und Unterseite als Kühlkörper dient - länger anfassen ist nicht mehr möglich.

@Karsten
Dein verdacht mit

Zitat

---

Du wirst dir eventuell gedanken über die Wärmeabfuhr machen müssen.

---

ist offensichtlich richtig.

Für höhere Ströme müsste man wohl die MOSFETS tauschen. Evtl. werde ich das bei Gelegenheit einmal ausprobieren. Es scheint also so zu sein, dass sich mit der Gleisbox nicht ohne weiteres mehr Strom bereitstellen lässt.

Grüße
Florian