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Master Controller

(auch Zentrale genannt)
für Modelleisenbahnen (Spur-Z bis 0/1)

ACAV, 2013-03-15


  1. Beschreibung:
  2. Spezifikationen:
  3. Funktion:
  4. Schaltungsbeschreibung:
  5. Betriebsmodi:
  6. Links, Auszüge und Kopien:
  7. Downloads:
  8. Nachbau:


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Diagramm:


als PDF zum Download

Beschreibung:

Dieser Master-Controller ist eine Selbstbau Zentrale um die komplette Modellbahn zu steuern.
Sie ist entstanden, weil mir kommerzielle Lösungen alle zu eingeschränkt waren.

Das Design basiert auf einem AVR ATXMEGA192 Mikrocontroller und ist daher sehr flexibel.

Spezifikationen:

- RS232 Anschluss für den PC, da keine Bedienelemente vorhanden sind.
- Bluetooth für die Steuerung per Handy (ist nun auf dem Open DCC Board gelandet, aber nur wegen Platzgründen)
- UART-Ausgang für Open-DCC Zentrale (für digitales Fahren)
- RS485 Bus (Master) zur Ansteuerung aller weiteren Peripherie
- I2C-Master zur direkten Ansteuerung von Komponenten
- Ein paar I/Os und ADC-Eingänge die nach aussen geführt sind für ...
- Ein EEPROM mit 64kx8 zur Speicherung der Einstellungen

Funktion:

Ein Grossteil der Funktionen ist Software abhängig.
Bis jetzt realisiert:
- Kommunikation mit PC-Software (siehe weiter unten)
- Steuerung über I2C der PWM-Fahrtregler für Analog-Betrieb
- Steuerung über I2C der Stromverteiler für Analog/Digital-Betrieb
- Steuerung des externen I2C-Master Bausteins über RS485
- Steuerung des externen Weichenschalter Bausteins über RS485
- Kommunikation mit Open-DCC Zentrale über UART*
- Speichern und Abrufen der Systemeinstellungen

Alles weitere in der Systembeschreibung.

*
Nach dem Einschalten stellt der XMEGA eine Direktverbindung der UARTs her, eingehende Daten werden 1:1 an die jeweils andere Schnittstelle
weitergegeben, ebenso wie die Handshake Leitungen. Erst durch ein spezielles Kommando springt der Controller in den Steuerungsmodus.
So kann man z.B. ohne Umstecken das OpenDCC mit Rocrail ausprobieren.

Schaltungsbeschreibung:

Die Schaltung an sich ist wenig spektakulär.
Schaltplan siehe unter Downloads.

Links, Auszüge und Kopien:

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Bei Abdruck oder redaktioneller Verarbeitung (z.B. in Zeitschriften oder Internetseiten)  bitte ich um Nutzungsanfrage!

Downloads:

Software (zip Archiv)
Schaltplan als PDF

Nachbau:

Der Nachbau für Privat, Vereine und zu Schulungszwecken  ist ausdrücklich gestattet und erwünscht.
Ich erbitte Rückmeldung, auch wenn alles funktioniert :-)
Der Nachbau, die Nutzung der Software oder Teile davon, ist für kommerzielle Zwecke (auch als Bausatz) nur mit schriftlicher Genehmigung erlaubt.
Zu kommerziellen Zwecken gehört auch der Betrieb/Benutzung im gewerblichen Umfeld.
[
z.B.  auf Veranstaltungen, auf Messen, wenn der Nutzer mit dem Messestand Geld erwirtschaften möchte,
zu innerbetrieblichen Test- und Schulungszwecken  oder auf Schauanlagen gewerblicher Anbieter.
Beispiele:
- ein Verein möchte eine Schauanlage betreiben oder Seminare veranstalten -> Schaltung und Software können gerne genutzt werden.
- eine Firma möchte eine Schauanlage betreiben oder Seminare veranstalten und damit Gewinn erwirtschaften -> keine Nutzungsrechte ohne Genehmigung !
- ein Einzelhändler betreibt in seinem Geschäft oder auf einer Veranstaltung eine Schauanlage -> Schaltung und Software können gerne genutzt werden.
- ein Einzelhändler verkauft diese Hard/Software -> keine Nutzungsrechte ohne Genehmigung !
- ein Hersteller von Modellbahnartikeln betreibt diese Hard- und/oder Software in seinem Geschäft, seinem Betrieb oder auf einer Veranstaltung -> keine Nutzungsrechte ohne Genehmigung !
]

Hinweis:
Diese Schaltung benutzt einen AVR Mikrocontroller. Dieser muss vor der Verwendung programmiert werden !
Einen Programmierservice kann ich leider nicht anbieten, es gibt aber genug günstige Programmer oder hilfsbereite Modellbahnfreunde die das können.

Die Software ist für den AVR-GCC 4.xx geschrieben, das makefile ist im Paket. Es wurde bewusst nicht das AVR-Studio 5.x und grösser genutzt !
Ein entsprechendes Projectfile existiert nicht. Wenn es jemand anlegt, dann bitte melden, damit ich es hier hosten kann.

Wenn diese Schaltung genutzt werden soll mit  Schnittstelle sind  Kenntnisse des AVR und der Umgang mit den Tools nötig.
Desweiteren muss dann am I2C Bus ein programmierbares Device angeschlossen sein. Alle gängigen Zenralen und anderen Fertiggeräte werden nicht auf Anhieb funktionieren
und sind wahrscheinlich nur bedingt kompatibel.

Zur Fehlersuche sollte ein Oszilloskop und ein Multimeter greifbar sein.

Der Autor übernimmt keine Gewähr für Hardware, Software oder angeschlossene Geräte !