Eigenbau Lokdecoder Gartenbahn

#1 von Larsonaut , 16.05.2024 23:16

Hallo zusammen,

wie man unschwer an meinen Statistiken erkennen kann, habe ich dieses Forum bisher nur als Gast besucht, was mir bis jetzt immer gut weitergeholfen hat. Nun habe ich aber selbst mal eine Frage und mich daher auch registriert.
Letztes Jahr habe ich mehrere LGB-Loks, Gleise und Weichen von meinem Opa bekommen (leider geerbt). Ich hatte vorher überhaupt nichts mit dem ganzen Thema Gartenbahn zu tun, aber habe dann schnell herausgefunden, dass das ganze eigentlich ein wirklich spannendes Hobby ist. Daher habe ich im Frühjahr letzten Jahres bei uns im Garten eine kleine Anlage installiert und fahre seitdem gerne, wenn es die Zeit und Wetter zulassen.
Anfang dieses Jahres kam mir dann die Idee, selbst einen DCC-Decoder zu bauen, aus dem einfachen Grund, mehr von der Digitaltechnik zu verstehen und einen günstigen Lokdecoder zur Hand zu haben, den ich für meine Eigenbauten (3D-Druck Experimente) verwenden kann. Also habe ich mich in den letzten Semesterferien mal rangesetzt und damit begonnen.

Das Ganze besteht aktuell noch aus einem Nucleo-Entwicklungsboard mit STM32-Microcontroller und diversen Shields, die ich über ein Steckbrett verbinde. Der Decoder ist also noch nicht fertig, aber falls Interesse besteht kann ich gerne ein paar Fotos vom aktuellen Stand machen.
Programmiert habe ich das Ganze in reinem C in der SMT32CubeIDE. Die Desktop-Software baue ich in Java mit Intellij. Sicherlich werde ich nicht mit kommerziellen Lokdecodern mithalten können, aber ich gebe natürlich mein Bestes, einen einigermaßen funktionsfähigen Decoder zubauen.

Die folgenden Eigenschaften hat der Decoder nach aktuellem Stand:
- 16 Funktionsausgänge je 5V /500mA (bzw. 1A pro Bank)
- 16 Soundfunktionen (kann aber später noch per Software erweitert werden)
- 4 Servo-Ausgänge
- 1 Ausgang für Antriebsmotor (max. 3 A)
- Programmierung über USB Kabel direkt oder auch über Programmiergleis
- Der Decoder verfügt über einen Ausgang mit I2S-Bus, an den man einen I2S-Audioverstärker anschließen kann. Man kann 2 Sounds gleichzeitig abspielen. Die Motorgeräusche werden frequenzmoduliert, sodass man bei Geschwindigkeitsänderung auch eine lastabhängige Änderung des Motorgeräusches hat.
- 128 Mbit Flash für Sounds => dafür habe ich ein kleines Tool in Java programmiert, in welches man die gewünschten Wave-Dateien hereinladen kann. Über das Tool wird der Sound dann über USB auf den Decoder geflasht.
- Kondensatoren als Pufferspeicher für max. 10 Sekunden

Bevor ich den Decoder jetzt aber als Platine konstruiere und bestelle, wäre meine Frage an euch, was ihr euch noch von einem Lokdecoder wünschen würdet.
Habt ihr Anregungen oder Ideen für mich?

Wenn ich wieder ein bisschen mehr Zeit habe werde ich mal versuchen eine ausführliche Dokumentation des aktuellen Standes auszuarbeiten und zu veröffentlichen.

Danke für eure Zeit!


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zuletzt bearbeitet 20.05.2024 | Top

RE: Eigenbau Lokdecoder Gartenbahn

#2 von andig , 18.05.2024 21:42

Hallo,

das klingt interessant, was verwendest du denn als Motortreiber? Ich entwickle eine einfache Steuerung für Gartenbahnen, aber per Funk (ESP32) da meine Loks mit Akku oder Dampf betrieben werden. Für die Akkuloks verwende ich zur Zeit noch Modellbauregler.
I2S habe ich auch im Hinterkopf aber bin noch nicht dazu gekommen. Ich möchte eigentlich nur ein Horn, auf Dieselsound kann ich verzichten.

Ich denke mit deiner Liste deckst du schon ziemlich viel ab. Eventuell wäre ein LED Treiber noch eine spannende Ergänzung zu den 16 Ausgängen. Aber vermutlich möchten die meisten die Lampen weiterbenutzen die schon eingebaut sind - ich will die Loks auf Rot/Weisse Duo Leds umbauen und dort wo es eng wird eventuell Adafruit Neopixel SMD Leds (RGBW).
Wenn du einen Stecker mit 5/3.3V, GND und 2 Pins vorsiehst, kannst du später auch mit I2C noch Erweiterungen einbauen.

Grüsse Andi


Larsonaut hat sich bedankt!
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RE: Eigenbau Lokdecoder Gartenbahn

#3 von Larsonaut , 23.05.2024 21:58

Hallo Andi,
erstmal danke für deine Tipps!

Zitat von andig im Beitrag #2
das klingt interessant, was verwendest du denn als Motortreiber?

Ich verwende einen DRV8871 von ti.
(Link zum Datenblatt darf ich hier noch nicht posten, aber findet man sicherlich schnell bei Google)

Zitat von andig im Beitrag #2
Ich entwickle eine einfache Steuerung für Gartenbahnen, aber per Funk (ESP32) da meine Loks mit Akku oder Dampf betrieben werden.

Klingt auch spannend, willst du denn den esp nur für die Datenübertragung oder auch für die Ansteuerung der Aktorik nutzen? Und willst du eine Art eigenes Protokoll zur Datenübertragung verwenden oder z.B. einfach "DCC übertragen". Dann könnte man ja auch weiterhin herkömmliche Steuerungen nutzen und ein Modul davor setzten, was die DCC Befehle über Funk an die Lok weiterleitet.


Zitat von andig im Beitrag #2
Eventuell wäre ein LED Treiber noch eine spannende Ergänzung zu den 16 Ausgängen.

Ich habe für die 16 Ausgänge erstmal einen ULN2803 vorgesehen gehabt, sodass man auf keinen Fall die Ausgänge des Microcontrollers belastet. Eventuell könnte man ja noch einen Ausgang fürs WS2812 Protokoll vorsehen, um auch Neopixel anzusteuern, aber damit habe ich mich noch nicht so viel beschäftigt (dafür würde wahrscheinlich auch noch ein Timer im STM32 benötigt werden).

Zitat von andig im Beitrag #2
Wenn du einen Stecker mit 5/3.3V, GND und 2 Pins vorsiehst, kannst du später auch mit I2C noch Erweiterungen einbauen.

Eine zusätzlicher Bus ist eine gute Idee, damit könnte man ja auch später eine Art Funk-Modus implementieren und dann selber zwischen dem normalen Betriebsmodus und Funksteuerung wählen.

Viele Grüße
Lars


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