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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#1 von Ixam97 , 13.08.2020 23:22

Hallo zusammen,

wer sich schon mal etwas umfangreicher mit dem Märklin CAN-Bus beschäftigt hat, der wird möglicherweise schon mal von meinen älteren Basteleien auf Arduino-Basis gehört haben. An diesen Komponenten habe ich allerdings schon sehr lange nicht mehr weiter gearbeitet und auch von der Arduino-IDE habe ich mich abgewandt.

In der Zwischenzeit bin ich aber nicht untätig gewesen, sondern habe immer mal wieder etwas experimentiert und Konzepte ausprobiert. Das meiste ist aber nicht über das Versuchsstadium hinaus gekommen, erwies sich als zu kompliziert oder wurde zu teuer. Getreu dem Motto "Übung macht den Meister" hat sich mein Workflow stetig weiter entwickelt und in den letzten tagen ist dabei etwas herum gekommen, das hier möglicherweise den ein oder anderen ebenfalls interessieren könnte. Ich hoffe, dass diese Entwicklung nur der Anfang eines neuen Lebens für mein MäCAN-Projekt ist und (auch durch hier gegebenes Feedback) noch weitere Ideen umgesetzt werden können.

Den Anfang macht der
16-fach MP5-Decoder

In den letzten Jahren habe ich mir immer wieder Gedanken darüber gemacht, wie ich später mal (wenn ich den Platz habe ops: ) meine Modellbahn steuern und aufbauen möchte. Bei der Frage, welche Weichenantriebe in frage kommen könnten, habe ich mir die motorischen Weichenantriebe von MTB angesehen, speziell den MP5, da dieser zwei separate Umschalter besitzt. Ideal für Herzstückpolarisierung und sichere Lagerückmeldung für das automatische fahren. Also war das Ziel schnell klar: Ein an den CAN-Bus angebundener Decoder inklusive Rückmeldung musste her. Das Ergebnis seht ihr hier:



Mittlerweile lassen sich Platinen ziemlich günstig und schnell herstellen und mit SMD-Bauteilen bestücken. Dadurch ist es sehr einfach Mikrocontroller wie den ATmega2560 zu verwenden, ohne die winzigen Beinchen von Hand zu löten. Die Kosten sind im vergleich zu dem Arbeitsaufwand, den das Handlöten macht, sehr vertretbar wie ich finde.

Derzeit besitzt der Decoder folgende Eigenschaften:

  • 16 Anschlüsse für sechspolige Leitungen zum Weichenantrieb (Steuer- und Rückmeldeleitungen). Werden mehrere Antriebe gleichzeitig angesteuert, so werden die Antriebe der reihe nach mit einer Verzögerung umgestellt.
  • Versorgung des Mikrocontrollers wahlweise über die Versorgungsspannung für die Motoren oder über den CAN-Bus.
  • Konfiguration des Protokolls, der Magnetartikeladressen sowie des Rückmeldebusses über die Oberfläche der Central Station oder des MäCAN-Servers (siehe Bild weiter unten)
  • Eigener Bootloader, mit dem der Decoder ohne zusätzliche Geräte im eingebauten Zustand mit neuer Software versorgt werden kann. Arbeitet nach dem Schema der Märklin-CAN-Dokumentation, allerdings mit eigener Befehlskennung. Bisher habe ich hierfür ein Programm für den SRSEII geschrieben, Updates über eine Netzwerkschnittstelle sind aber auch denkbar.
  • Rückmeldung über S88-Events mit frei wählbarer Bus-Kennung und Adresse (Rocrail versteht z.B bis zu 65.535 Kennungen mit jeweils 65.535 Adressen).
  • Es wird erkannt, ob ein Antrieb angeschlossen ist. Stellbefehle für leere Anschlüsse werden ignoriert.
  • Anschluss des CAN-Bus entweder über Schraubklemmen oder Netzwerkkabel (gemäß der durch das CdB-Projekt spezifizierten Pinbelegung).
  • Auf der Platine befinden sich ein DIP-Schalter mit 4 Kontakten sowie ein Anschluss für I²C. Beides noch ungenutzt, aber wer weiß, was die Zukunft bringt


Im folgenden Bild sieht man den derzeitigen Aufbau der Konfigurationskanäle, die Liste geht bist zum Buchstaben P. In dieser Form werden sie auch auf der Central Station angezeigt. Theoretisch sind auch noch weitaus mehr Kanäle möglich, irgendwann muss man dann aber sehr weit scrollen



Mit der derzeitigen Software ist ein grundlegender Betrieb schon möglich, inklusive Rückmeldung. Der Speicher des Controllers ist dabei zu grade mal etwas mehr als 10% ausgelastet. Es ist also noch jede Menge Platz für weitere Spielereien und Funktionen. Da der Decoder derzeit meine Erwartungen bereits erfüllt würde mich nun interessieren, was ihr von so einem Decoder haltet und was für Funktionen ihr noch für sinnvoll haltet oder ein absolutes muss für einen Decoder für motorische Weichenantriebe ist. Ich hoffe der Decoder ist auch für den ein oder anderen hier interessant und bleibt keine Spielerei nur für mich selber

Dieser Decoder ist tatsächlich die zweite Platine dieses Formfaktors. Zuvor habe ich eine Platine mit 64 Ein-/Ausgängen entworfen. Angedacht war der Einsatz in einem Gleisbildstellpult und die Ansteuerung kleiner Verbraucher wie Lichtsignale. In diese Platine haben sich allerdings ein paar grobe Fehler eingeschlichen. Learning by doing lässt grüßen ops: . Mit ein paar unschönen Anpassungen funktioniert diese zwar, jedoch gibt es da nichts wirklich interessantes zu sehen. Wenn ich da irgendwann mal was interessantes mit anstelle, dann wird es das hier selbst verständlich auch zu sehen geben. Außerdem auf dem Wunschzettel steht ein Rückmeldemodul auf der selben Basis.

[s]Die Schaltpläne und die Software werde ich demnächst bei Github zur Verfügung stellen. Meine Dateistruktur muss da noch etwas aufgeräumt werden [/s]

Schaltpläne, Gerberdateien und Software für den Bootloader und MP5x16-Decoder sind jetzt auf GitHub zu finden.

Ich freue mich auf jegliche Anregungen, Ideen, Fragen, Kritik und was ihr sonst noch so zu dem Projekt zu sagen habt


Viele Grüße und Clausthaler Glück Auf,

Maxi.
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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#2 von vikr , 14.08.2020 00:50

Hallo Maxi,

Zitat



Bisher habe ich hierfür ein Programm für den SRSEII geschrieben, Updates über eine Netzwerkschnittstelle sind aber auch denkbar.
...
Rückmeldung über S88-Events mit frei wählbarer Bus-Kennung und Adresse (Rocrail versteht z.B bis zu 65.535 Kennungen mit jeweils 65.535 Adressen).
...
Die Schaltpläne und die Software werde ich demnächst bei Github zur Verfügung stellen. Meine Dateistruktur muss da noch etwas aufgeräumt werden



Hört sich sehr spannend an.
Mich irritiert, dass Du von S88 sprichst.
Kann man sich nicht auf auf Rückmeldungen per CAN beschränken. Da gehen zwar nur 1000 Adressen, aber für manchen reicht das vielleicht?

MfG

vik


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#3 von Ixam97 , 14.08.2020 01:15

Hallo Vik

Zitat


Mich irritiert, dass Du von S88 sprichst.
Kann man sich nicht auf auf Rückmeldungen per CAN beschränken. Da gehen zwar nur 1000 Adressen, aber für manchen reicht das vielleicht?




Ich gebe dir Recht, aber gleichzeitig auch nicht
An den Decoder wird selbstverständlich kein S88-Bus angeschlossen. Das läuft alles über den CAN. Und die Rückmeldung der Lage ist auch parallel mit den von CdB spezifizierten Befehlen umsetzbar (allerdings noch nicht implementiert). Grundsätzlich ist es aber imho egal, ob S88-Event oder Weichenrückmeldung, am Ende des Tages sind es alles nur CAN-Datagramme und dem auswertenden Steuerprogramm sollte egal sein, in welcher Form die Rückmeldung kommt. Und hier habe ich erst mal S88 als kleinsten gemeinsamen Nenner angesehen, den Jedes Programm zur Lagerückmeldung auswerten können sollte

Falls du nicht die CdB befehle meinst, sondern die von Märklin dokumentierten Antworten auf Schaltbefehle: Ich brabbelt leider die Gleisbox dazwischen. Diese sind also für sicher Lagemeldungen nicht zu gebrauchen (werden vom Decoder aber trotzdem verschickt). Und DCC-Adressen sind im CAN-Bus offiziell 2048 möglich


Viele Grüße und Clausthaler Glück Auf,

Maxi.
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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#4 von vikr , 14.08.2020 01:35

Hallo Maxi,

Danke für die Rückmeldung

Zitat


Das läuft alles über den CAN. Und die Rückmeldung der Lage ist auch parallel mit den von CdB spezifizierten Befehlen umsetzbar (allerdings noch nicht implementiert).


OK, Danke!
Ich verstehe das richtig, dass man ohne weiteres 31 Link-S88 Module bzw. Gleisreporter-Basic anschließen kann? Aber das derzeit noch nicht implementiert ist?

MfG

vik


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#5 von Ixam97 , 14.08.2020 01:55

Hallo Vik,

Zitat


Ich verstehe das richtig, dass man ohne weiteres 31 Link-S88 Module bzw. Gleisreporter-Basic anschließen kann? Aber das derzeit noch nicht implementiert ist?




Ich glaube ich verstehe nicht genau, was du meinst. Grundsätzlich sind das ja unabhängige CAN-Module. Von daher sollte da mein Decoder nichts mit zu tun haben. Technisch gesehen sehe ich keinen Grund, warum man nicht noch mehr davon anschließen können sollte. Das CAN-Protokoll sieht eine 32-Bit Kontaktkennung vor, wovon jeweils 16 Bit für den Bus und für den Kontakt genutzt werden. Allerdings hatte ich bisher noch keines der Geräte in der Hand.


Viele Grüße und Clausthaler Glück Auf,

Maxi.
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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#6 von vikr , 14.08.2020 08:29

Hallo Mäxi,

Zitat


Ich glaube ich verstehe nicht genau, was du meinst. Grundsätzlich sind das ja unabhängige CAN-Module. Von daher sollte da mein Decoder nichts mit zu tun haben.
...
Das CAN-Protokoll sieht eine 32-Bit Kontaktkennung vor, wovon jeweils 16 Bit für den Bus und für den Kontakt genutzt werden.


Hhm, die Rückmeldevariante Deiner Platine hat einen CAN-Anschluss und 16 Anschlüsse für (32-Bit)-Kontakte und würde z.B. auch an einer CS2 funktionieren? So wie Du das früher mal für das Universalmodul auf Arduinobasis angedacht hattest?

MfG

vik


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#7 von Ixam97 , 14.08.2020 10:22

Zitat

Hhm, die Rückmeldevariante Deiner Platine hat einen CAN-Anschluss und 16 Anschlüsse für (32-Bit)-Kontakte und würde z.B. auch an einer CS2 funktionieren? So wie Du das früher mal für das Universalmodul auf Arduinobasis angedacht hattest?



Ich glaube wir haben da etwas aneinander vorbei geredet. der MP5-Decoder wird neben den Anschlüssen für die Motoren keine anderen Anschlüsse haben (CAN und I²C mal außen vor). Der Mikrocontroller steuert mit zwei Kontakten einen Treiber an, über den dann der Motor bewegt wird. Zwei weitere Anschlüsse dienen als Eingang und werten einen der Umschaltkontakte des MP5 aus, was einer Lagerückmeldung entspricht. Diese Lage wird dann als S88-Event über den CAN-Bus der Zentrale gemeldet. Zwar wäre es denkbar die Kontakte für was anderes zu verwenden (z.B. "Analoge" Weichenstellung mit Tastern o.ä.), das ist derzeit aber nicht vorgesehen. Falls für sowas Interesse besteht kann ich das aber relativ einfach implementieren. Speicher ist genug da Der Decoder ist derzeit wirklich nur dafür vorgesehen, Weichen Mit Endlagerückmeldung zu steuern. Vom Konzept des Universalmoduls habe ich mich verabschiedet, das ist mir zu unübersichtlich geworden.

Direkt an der CS2 anzeigbar ist diese Rückmeldung allerdings nicht fürchte ich. Dafür ist die art und weise, wie der S88 Link funktioniert, zu sehr Hardcoded. Da müsste ich noch etwas rumexperimentieren für einen CS2-Modus. Aber sofern die Befehle vom Interface 1:1 ans Netzwerk gesendet werden sollte jede Steuerungssoftware sie als S88-Kontakte auswerten können.

Einen Gleisbelegtmelder plane ich als separates Modul. Dieser wird dann auch an den CAN angeschlossen. Wie viele Rückmeldekontakte der dann bekommt ist aber noch offen. Das hängt etwas davon ab, wie viele Dioden ich auf die Platine gequetscht bekomme. Aber ich rechne mit irgendwas um 32


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#8 von vikr , 14.08.2020 10:47

Zitat

Vom Konzept des Universalmoduls habe ich mich verabschiedet, das ist mir zu unübersichtlich geworden.


Ok, finde ich eigentlich ein wenig schade...

Zitat

Direkt an der CS2 anzeigbar ist diese Rückmeldung allerdings nicht fürchte ich.
.....
Einen Gleisbelegtmelder plane ich als separates Modul. Dieser wird dann auch an den CAN angeschlossen. Wie viele Rückmeldekontakte der dann bekommt ist aber noch offen.


OK, das hört sich gut an, ich werde das gespannt verfolgen und lasse mich gern überraschen.

MfG

vik


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#9 von Ixam97 , 28.08.2020 11:32

Hallo zusammen,

ich habe den derzeitigen Stand des Projektes jetzt bei GitHub veröffentlicht. Eine ordentliche Dokumentation gibt es noch nicht, die wird aber im laufe der Zeit Stück für Stück dazu kommen.


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#10 von Ixam97 , 28.09.2020 18:39

Hallo zusammen,

außer zu ein paar kleinen Tweaks, die ich noch nicht veröffentlicht habe, habe ich am MP5x16 nicht wirklich weiter gearbeitet. Das ist auch etwas meiner Abschlussarbeit geschuldet, die ich grade schreibe. Da bleibt dann nicht so viel Zeit fürs basteln.

Aber etwas zeit habe ich gefunden und über die Letzte zeit immer mal wieder an dem Dx32 gearbeitet, seines Zeichens ein 32-Fach Belegtmelder, der auf dem selben Controller aufbaut. Dazu habe ich noch eine USB-Schnittstelle drauf gequetscht. Wer weiß, wann man die mal brauchen kann.

Das PCB ist noch nicht fertig geroutet, aber man bekommt schon mal einen guten Eindruck. Falls Jemand konkrete Vorschläge hat, was so ein Rückmelder können sollte, jetzt wäre die richtige Zeit für Anregungen


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#11 von Ixam97 , 06.01.2021 00:00

Hallo zusammen,

Zunächst erst mal ein Frohes neues!

Über die Feiertage und zwischen den Jahren habe ich endlich mal wieder etwas Zeit fürs "Basteln" gefunden und kann nun die erste Version des 32x Gleisbelegtmelder vorstellen. Oder zumindest die Hardware dazu





Da JLCPCB zum Zeitpunkt der Bestellung keine ATmega2560 mehr auf lager hatte sind die ersten 4 Exemplare nur mit einem ATmega1280 bestückt. Der Speicher sollte aber dennoch mehr als ausreichend sein (Seltsamer weise sind die 2560er aber etwas günstiger ...), daher ist kein Funktionsunterschied zu erwarten. Mit Ausnahme der THT-Komponenten kommen die Platinen fertig bestückt aus China. Neben der üblichen CAN-Schnittstelle habe ich zudem eine USB-Schnittstelle vorgesehen. Diese verwendet einen ATmega16u2 als USB-UART-Wandler. Leider ist mir an genau diesem Bauteil auch ein kleiner Fehler passiert: Das 16MHz-Quartz ist an einen falschen Pin angebunden, es steht also nur der interne 8MHz-Takt zur Verfügung. Blöder weise sind die Fuses des Chips Werksseitig so eingestellt, dass ein externes Quartz erwartet wird. Um diese zu ändern muss auf die XTAL-Pins durch den Programmer ein externer Takt aufgeprägt werden. Das ist bei derart kleinen Kontaktabständen ordentlich fummelig, aber mit einem Jumper-Kabel noch machbar. In zukünftigen Versionen ist dieser Fehler behoben.

Nun geht es daran die Software zu schreiben. Für eine endgültige Funktionsprüfung fehlen mir noch ein paar Klemmen und Buchsen, die kommen aber die Tage per Post. Falls jemand noch Vorschläge oder Wünsche hat, was die Software des Belegtmelders können sollte, immer her damit. Sobald die Grundfunktionen stehen werde ich dann hier wieder ein Update geben Auf dem Bild oben läuft nur der Bootloader und ein kleines Testprogramm, um mit der Helligkeitseinstellung für die Rückmelde-LEDs herum zu experimentieren. Außer nacheinander alle LEDs ein zu schalten (Helligkeit und Geschwindigkeit über CAN einstellbar) und Updates vom SRSEII anzunehmen kann die bisher noch nichts.


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#12 von bertr2d2 , 06.01.2021 00:58

Hi Maxi,

wow, was für ein Hammer ! Was kostet ein 5er Batch bei JLCPCB ?

Gruß

Gerd


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#13 von Ixam97 , 06.01.2021 01:23

Hallo Gerd,

Freut mich, dass es gefällt.

Zitat

Was kostet ein 5er Batch bei JLCPCB ?



Das kommt natürlich immer auf die Bauteile an. JLCPCB unterteilt da in Basic und Extended Parts. Bei Basic muss man nur den Stückpreis zahlen, bei Extended kommt pro Typ einmalig ein Setup-Betrag von ein paar Euro dazu. Und dann gibt's bei den Bauteilpreisen wie üblich Staffelpreise. Die Kosten pro Lötstelle sind quasi vernachlässigbar.

In diesem konkreten Fall waren das 222$ (192€ für 5 Stück inklusive DHL Express. Da sind Zoll und Einfuhrumsatzsteuer auch schon mit drin. Die Produktion hat 7 Tage gedauert, der Versand (über Silvester) 4 Tage. (Die Platinen alleine würden ohne Versand mit ENIG knapp 30€ kosten, mit bleifreiem HASL ca. 10€, ohne Versand.) Hinzu kommen noch die Klemmen und Buchsen von Reichelt, was nochmal ca 30€ sind.
Wenn man auf den Luxus ENIG und/oder Expressversand verzichtet (Standardversand wird ebenfalls mit bereits gezahlter Steuer und Zoll angeboten, ich war aber zu ungeduldig ), dann kann man auch noch ein ganzes Stück drunter kommen. Am Ende kommt man also auf ca. 50€ das Stück, bei höherer Stückzahl lässt sich das sicher noch weiter drücken.

In meinem Fall wurde ein PCB vor der Bestückung ausgemustert, da es verkratzt war. Deshalb habe ich auch nur 4 Stück erhalten Dafür habe ich 40$ als Coupon für die nächste Bestellung erhalten. An der Qualität kann ich bei meinen bisherigen Bestellungen dort nichts aussetzen. Und wenn doch mal was ist, dann ist der Service in in der Regel (trotz teils sehr gebrochenem Englisch) sehr kulant und hilfsbereit.


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#14 von bertr2d2 , 07.01.2021 17:41

Hallo Maxi,

stellst Du die nötigen Dateien um selbst bei JLCPCB zu bestellen zur freien Verfügung ?
Das wäre natürlich cool. Dann kann jeder den eigenen Bedarf direkt beim Hersteller bestellen
wenn dann die Software fertig ist. Ohne DHL Express wird das sicherlich auch ein Stück weit günstiger.

Gruß

Gerd


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#15 von Ixam97 , 07.01.2021 20:21

Hallo Gerd,

Zitat

stellst Du die nötigen Dateien um selbst bei JLCPCB zu bestellen zur freien Verfügung ?



Die notwendigen Daten habe ich bereits bei GitHub bereit gestellt (Gerber-Dateien sowie BOM und CPL).

Allerdings rate ich derzeit dringend von einer Bestellung des aktuellen Standes ab. Beim Testen heute ist mir ein schwerwiegender Fehler aufgefallen: Ich habe mich bei der Wahl der Brückengleichrichter, die Parallel zu den Optokopplern geschaltet sind, vergriffen. Deren Vorwärtsspannung ist zu gering, wodurch die Optokoppler bei angeschlossenem Verbraucher nicht schalten.

Mein Plan ist es jetzt ein "Modboard" zu entwerfen, auf dem andere Gleichrichter sitzen, die eine höhere Vorwärtsspannung haben. Nach dem entfernen der Gleichrichter auf dem Hauptboard sollte sich das recht unproblematisch auf der Unterseite an die Lötstellen der Klemmen anlöten lassen. Wenn das den gewünschten Erfolg bringt sollte sich das Problem in zukünftigen Versionen durch den Tausch der Artikelnummer in der CPL (Component Placement List) und BOM beheben lassen.

Falls jemand in dieser Hinsicht Erfahrungen bei Selbstbau-Belegtmeldern hat bin ich für jeden Rat offen.


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#16 von oliwel , 07.01.2021 21:23

Zitat

Falls jemand in dieser Hinsicht Erfahrungen bei Selbstbau-Belegtmeldern hat bin ich für jeden Rat offen.



Ich hab mir ehrlich gesagt die Schaltung nicht angeschaut - aber was willst du denn da "belegt melden", Gleichrichter? Optokoppler? Für das gute alte 3-Leiter Kontaktgleis reicht ein 2-Widerstand-Spannungsteiler am I/O PIN (siehe auch viewtopic.php?f=21&t=187448) und wenn du das als Stromfühler auslegst hast du in der Regel ja schon ein qualifiziertes Signal...

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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#17 von Ixam97 , 07.01.2021 22:00

Hallo Oli,

Zitat

Ich hab mir ehrlich gesagt die Schaltung nicht angeschaut - aber was willst du denn da "belegt melden", Gleichrichter? Optokoppler? Für das gute alte 3-Leiter Kontaktgleis reicht ein 2-Widerstand-Spannungsteiler am I/O PIN (siehe auch viewtopic.php?f=21&t=187448) und wenn du das als Stromfühler auslegst hast du in der Regel ja schon ein qualifiziertes Signal...



Meine Schaltung lehnt sich grob an die Schaltung an, die hier zu finden ist: https://www.henningvoosen.de/Site/Inside...etztmeldung.htm

Statt der antiparallelen Diodenpaare verwende ich allerdings einen Brückengleichrichter, bei dem die Ausgänge kurzgeschlossen sind. Das Resultat ist das selbe wie bei den Dioden. Es handelt sich hierbei um einen Stromfühler, der auch Zweileitertauglich ist, keinen "einfachen" Rückmelder für Dreileitergleise. (Die Anlage, die derzeit in meinem Oberstübchen formen annimmt wird in Spur N sein) Zweck dieser antiparallelen Dioden ist ja, dass darüber der Großteil des Bahnstroms fließt, gleichzeitig aber ein annähernd konstanter Spannungsabfall erzeugt wird. Parallel dazu ist dann ein Optokoppler geschaltet, der ein Digital verwertbares Signal erzeugt. Der Spannungsabfall des von mir ausgewählten Gleichrichters ist allerdings so gering, dass der Optokoppler nicht funktioniert.


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#18 von Ixam97 , 08.01.2021 01:27

So, ein wenig experimentiert habe ich schon mal...

Die Optokoppler sind auf jeden Fall in Ordnung. An einem Eingang habe ich mal einen der Gleichrichter abgeknippst und bin mit passendem Vorwiderstand an die Klemmen ran. Dann erkennt der Controller auch ein entsprechendes Signal. Wenn mein jetzt geordertes Modboard mit (hoffentlich) passenden Gleichrichtern dennoch nicht funktioniert, dann kann ich die Boards immerhin noch für andere Arten von Kontakten verwenden (z.B. für klassische Dreileiterbelegtmeldung mit galvanischer Trennung oder als Tasteneingang). I²C steht ja auch noch zur Verfügung, also sollte sich für die Boards schon eine Anwendung finden. Aber dazu kommt es hoffentlich nicht.

Mittlerweile konnte ich auch die USB-Schnittstelle ausprobieren. Die Entscheidung, den 16u2 nur über Lötpads mit einer Programmierschnittstelle zu verbinden, war allerdings nicht die beste. Da der aber sowieso nur ein mal und dann nie wieder programmiert werden soll reicht mir das erst mal. Bei der nächsten Revision werde ich mir da was anderes überlegen. So oder so steht jetzt eine serielle Schnittstelle über USB zur Verfügung, die bis zu einer Baudrate von 57600 zuverlässig funktioniert. Wenn man den Hauptcontroller mit dem Arduino-Bootloader programmiert, dann wäre sogar die Nutzung der Arduino-IDE ohne zusätzlichen Programmer möglich (mal sehen, ob ich diese Möglichkeit auch irgendwann noch in den CAN-Bootloader integriert bekomme). Und da ich in der Vergangenheit Probleme mit USB-Schnittstellen hatte ist das ganze galvanisch getrennt.

Also auch wenn die Stromfühler-Funktion nicht funktioniert, ganz nutzlos ist der Prototyp so oder so nicht


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#19 von bertr2d2 , 08.01.2021 10:17

Hallo Maxi,

Zitat

So, ein wenig experimentiert habe ich schon mal...

Die Optokoppler sind auf jeden Fall in Ordnung. An einem Eingang habe ich mal einen der Gleichrichter abgeknippst und bin mit passendem Vorwiderstand an die Klemmen ran. Dann erkennt der Controller auch ein entsprechendes Signal. Wenn mein jetzt geordertes Modboard mit (hoffentlich) passenden Gleichrichtern dennoch nicht funktioniert ...


bist Du sicher, das das mit einem Standard-Gleichrichter überhaupt funktioniert ? Hier die Anmerkung von Sven Brandt zu seinem SMS88-N:

Anmerkung zu den Sensor-Dioden:
Teilweise sieht man Lösungen für den Strom-Sensor, in denen ein normaler Brücken-Gleichrichter verwendet wird. Dann hat man nur ein Bauteil (statt der 4 Dioden), das meist auch recht billig ist. Aber: Brückengleichrichter sind in der Regel auf die 50 / 60 Hz Netzspannung dimensioniert. Wir haben als Digital-Signal mehrere Kilo-Hz, und dann kann das schief gehen. Entweder kann der Gleichrichter nicht schnell genug ausschalten und wird dann heiß, oder er kann nicht schnell genug einschalten und es liegt ein verbogenes Signal auf dem Gleis. Daher verwende ich hier extra schnelle Dioden, für die man dann leider auch etwas mehr bezahlen muss...


Gruß

Gerd


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#20 von Ixam97 , 08.01.2021 11:02

Hallo Gerd,

Zitat

bist Du sicher, das das mit einem Standard-Gleichrichter überhaupt funktioniert ? Hier die Anmerkung von Sven Brandt zu seinem SMS88-N



Sicher bin ich mir natürlich nicht. Aber das gilt es jetzt herauszufinden Wenn ich solche Prototypen baue, dann gehe ich nie davon aus, das alles auf anhieb funktioniert. Ich werde jetzt erst mal warten, bis die neuen Gleichrichter da sind und dann damit noch mal testen (Dafür muss ich dann auch erst mal schauen, in welchem Umzugskarton sich noch meine Lok befindet 🤔). Wenn der Gleichrichter nicht den gewünschten Erfolg bringt, dann habe ich noch genug unbestückte Modboards, die ich dann in Kombination mit den frei gewordenen Footprints auf dem Hauptboard mit einzelnen Dioden bestücken kann. Ist dann zwar etwas "hingewurschtelt", aber für meinen Privatgebrauch reicht mir das. Und wenn ich die Dioden separat vorlagere, dann ist das eben so. Für die "fertige" variante werde ich mir in dem Fall aber etwas mehr Arbeit machen müssen, da die einzelnen Dioden mehr Platz brauchen werden. Aber warten wir mal ab.

So oder so: Der Weg ist das Ziel, und solange das Basteln Spaß macht ist alles im Lot Und selbst wenn mich meine Prototypen dann am Ende des Tages 20€ mehr das Stück kosten, wenn man die flexibilität durch die eigene Programmierung und die Anzahl der Eingänge betrachtet wird es unterm Strich trotzdem deutlich günstiger als jedes kommerziell erhältliche Modul, das ich kenne


Viele Grüße und Clausthaler Glück Auf,

Maxi.
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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#21 von vikr , 08.01.2021 11:33

Hallo Gerd,

Zitat

bist Du sicher, das das mit einem Standard-Gleichrichter überhaupt funktioniert ? Hier die Anmerkung von Sven Brandt zu seinem SMS88-N:

Daher verwende ich hier extra schnelle Dioden, für die man dann leider auch etwas mehr bezahlen muss...



Normale Silizium Dioden sind die seit bald 40 Jahren erfolgreich eingesetzte klassische Lösung bei Stromfühlern, auch z.B in den Littfinski-Modulen. Auch Peter Giling verwendet die zu üblichen Brückengleichrichter zusammengesetzte Version in seinen GCA-Modulen:
https://wiki.rocrail.net/doku.php?id=mgv-overview-de
Wir verwenden sie in der einfachen Stromfühlervariante unserer WLANMelder https://www.vgbahn.de/downloads/dimo/202...hler-loeten.pdf für Teppichbahner.
Beim Betrieb mit allen üblichen Gleis-Protokollen einschließlich mfx und Railcom, sowie im Analogbetrieb sind mir noch nie Störungen aufgefallen.
Die Verwendung von Schottkys ist bei großen Strömen sicher unproblematisch. Es kann aber mit der Empfindlichkeit aufwändiger werden. Die Beschaltung mit Transistoren, ggf. einer Darlington-Stufe ist dann halt etwas aufwändiger.
Schließlich muss ja genug Spannung abfallen, dass die LED im Optokoppler schnell und hell genug leuchtet... Uwe Blücher verwendet allerdings z.B. BY251 und u1620g, aber er liest ja auch die Railcomnachrichten an seinem Stromfühler.

MfG

vik

PS.: würde mich freuen, wenn Du beim nächsten SRSEII-Platinenlayout prüfen könntest, ob Du mehr bedrahtete Bauteile einsetzen könntest, ggf. zumindest stehende Widerstände und Dioden.


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#22 von oliwel , 08.01.2021 12:41

Der KMBF24 hat laut Datenblatt bei 2A eine Vorwärtsspannung von 0.55 Volt, bei weniger Strom vermutlich sogar noch etwas weniger....der Optokoppler will 1.2 bis 1.4 Volt Eingangsspannung. Ich würde dir Empfehlen mal nur den Stromfühler auf einem Breadbord oder Lochraster aufzubauen und zu messen, das ist IMHO ökologisch und ökonomisch sinnvoller als gleich den nächsten Batch in China zu bestellen


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#23 von bertr2d2 , 08.01.2021 13:15

Hallo vik,

Zitat

PS.: würde mich freuen, wenn Du beim nächsten SRSEII-Platinenlayout prüfen könntest, ob Du mehr bedrahtete Bauteile einsetzen könntest, ggf. zumindest stehende Widerstände und Dioden.


wird es von mir nicht geben. Das wäre vielleicht möglich, aber bedeutet viel Arbeit.
Ich würde eher in die Richtung Auftragsfertigung, z.B. bei JLCPCB, des SMD-Teils gehen wollen, die zusätzlich noch den DCDC-Wandler berücksichtigt um den Nachbau Aufwand und Preis noch weiter zu minimieren. Ggf. würde ich den PIC auch durch einen STM32 mit USB Anbindung ersetzen.
TL;DR:
Viel Arbeit die ich (momentan) nicht machen will

Fühl Dich frei es selbst zu tun ! Die Schaltung darf jeder nachbauen und die Software ist für jedermann frei

Gruß

Gerd


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#24 von Ixam97 , 08.01.2021 13:37

Hallo Vik,

Zitat

Normale Silizium Dioden sind die seit bald 40 Jahren erfolgreich eingesetzte klassische Lösung bei Stromfühlern, auch z.B in den Littfinski-Modulen. Auch Peter Giling verwendet die zu üblichen Brückengleicrichter zusammengesetzte Version in seinen GCA-Modulen:
https://wiki.rocrail.net/doku.php?id=mgv-overview-de
Wir verwenden sie in der einfachen Stromfühlervariante unserer [url]WLAN-Melder https://www.vgbahn.de/downloads/dimo/202...hler-loeten.pdf[/url] für Teppichbahner.



Ich setze auch darauf, dass das altbewährte nach wie vor funktioniert und bin daher guter Dinge, dass ein Austausch der Gleichrichter ausreicht, damit die Belegtmeldung funktioniert. Sowas "exotisches" wie Railcom habe ich ja auch gar nicht vor auszuwerten, da der Belegtmelder ja in erster Linie mit dem Ökosystem des Märklin CAN-Bus zusammenarbeiten soll. Vielleicht ist das irgendwann in der Zukunft ja mal eine Überlegung wert.

Hallo Oli,

Zitat

Der KMBF24 hat laut Datenblatt bei 2A eine Vorwärtsspannung von 0.55 Volt, bei weniger Strom vermutlich sogar noch etwas weniger....der Optokoppler will 1.2 bis 1.4 Volt Eingangsspannung. Ich würde dir Empfehlen mal nur den Stromfühler auf einem Breadbord oder Lochraster aufzubauen und zu messen, das ist IMHO ökologisch und ökonomisch sinnvoller als gleich den nächsten Batch in China zu bestellen



Genau zu dem Schluss bin ich auch gekommen. Bei der Auswahl des Gleichrichters hab ich nicht genau hingesehen und vor der Bestellung vergessen noch mal drüber zu sehen. Naja, passiert Der neue ist zwar nur noch für 1A Dauerstrom ausgelegt, aber hat pro Diode eine Vorwärtsspannung von 1,1V bei 1A, bei 1mA sind es ca 0,6V. Bei zwei Dioden in reihe komme ich da also auf die 1,2V, die der Optokoppler haben will (Ausreichend Stromverbrauch natürlich vorausgesetzt).
Deine Empfehlung kommt allerdings etwas zu spät, die Bauteile sind schon geordert. Dieses mal habe ich es auch nicht eilig, da ich ab Montag keinen Urlaub mehr habe und die meiste Zeit wieder für meine Abschlussarbeit drauf gehen wird. Da wird das "Entwicklungstempo" dann vermutlich wieder drastisch zurück gehen. Zum anderen habe ich für die Modboards effektiv 6 Cent ausgegeben, da ich ja noch einen Gutschein aufgrund der letzten Fehlproduktion hatte. Und für ein paar Cent Bauteile das vielfache an Versand bei einem deutschen Händler zu zahlen sehe ich nicht ein. Selbst wenn die neuen Gleichrichter wider erwarten nicht funktionieren habe ich dann zumindest schon träger für Bauteile für die darauf folgenden Versuche


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RE: MäCAN Reborn - Neue Komponenten für den CAN-Bus - 32-fach Gleisbelegtmelder

#25 von Ixam97 , 21.01.2021 14:38

Hallo zusammen,

die Modboards sind nun eingetroffen und ich konnte die ersten Tests machen.



Das Modboard wird einfach auf der Unterseite der Hauptplatine an die Lötpunkte der Schraubklemmen angelötet. Die Gleichrichter auf der Oberseite der Platine werden entfernt.

Versuche mit Widerständen haben ergeben: Auch bei einem Strom von 0,35mA wird eine Belegung erkannt (dann sind mir die Widerstände ausgegangen und kleinere ströme konnte ich nicht mehr testen ), was um ein vielfaches Weniger ist, als ich es erwartet hatte. Nun muss ich mal schauen, in welchem Umzugskarton meine Lokomotive verstaut ist, damit ich demnächst versuche mit Digitalspannung machen kann.

Anschließend werde ich dann an der Software weiter schreiben. Neben einer einstellbaren Freimeldeverzögerung habe ich vor Eingänge auch als "Sense"-Eingänge verwenden zu können, die erkennen, ob die Gleisspannung ein oder aus geschaltet ist, um die Belegtmeldungen auch dann zwischenzuspeichern, sowie frei einstellbare Meldernummern für jeden Eingang und eine einstellbare Bus-Nummer.


Viele Grüße und Clausthaler Glück Auf,

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