LDEC - Lichtsignaldekoder

Der Lichtsignaldekoder, kurz LDEC genannt, wurde speziell entwickelt um mit der MoBaSbS Lichtsignale vorbildgerecht zu schalten.
Das Konzept des LDEC wurde in der hier vorgestellten Version komplett überarbeitet.
Bisher waren Signalbilder fest im LDEC hinterlegt. Seit dieser Version kann der Anwender seine Signalbilder selbst festlegen. Somit ist fast jedes Signalsystem darstellbar.

Zur Beschreibung der vorhergehenden Version, bitte diesem Link folgen

Funktionen:

• Dekoder für Signale mit gemeinsamer Anode oder Kathode verwendbar
• 12 Augänge frei konfigurierbar
• einstellbare Zeit für das Abdimmen und Aufdimmen
• einstellbare Zeit zwischen den Dimmvorgängen (Dunkelzeit)
• einstellbare Blinkfrequenz
• Helligkeit jeder LED veränderbar
• interne oder externe Spannungsversorgung der Signale über Jumper wählbar
• bis zu 8 Signalbilder einstellbar mit einem Modul
• Spezialmodus mit bis zu 16 Signalbildern pro Modul wählbar
• NEU - zuschaltbarer Taktgenerator

Beschreibung:

Zuerst ein wichtiger Hinweis. Es gibt jetzt sehr viele Einstellmöglichkeiten im LDEC. Somit erhöht sich die Gefahr, das falsche Werte verwendet werden. Wenn sich das gewünschte Ergebnis nicht einstellt, so sollten alle gemachten Einstellungen nochmals überprüft werden.
Zur Erleichterung der Einstellarbeiten gibt es die MoBaSbS eigene Konfigurationssoftware.
Im folgenden werde ich anhand dieser Software die Konfiguration des LDEC beschreiben.
Auf einer eigenen Seite sind Beispieldateien für unterschiedliche Signalsysteme und Signalkombinationen beschrieben und diese können von dort heruntergeladen werden.

Konfigurationssoftware:

Eine ausfürliche Beschreibung der Konfigurationssoftware findet man auf den Seiten von Karsten. Hier werden nur die relevanten Masken besprochen.
Zum Einstellen des LDEC stehen in der Konfigurationssoftware zwei Masken zur Verfügung. In der Startmaske Lichtsignal-Dekoder Universal werden die Einstellungen für die LED vorgenommen. Dies sind im einzelnen die Helligkeit der LED und die Auf- und Abdimmgeschwindigkeit (Dimmwert).Bei dem voreingestellten Defaultwert von 5 beträgt die Zeit bis zum Aufdimmen 650 ms. Eine Verkleinerung des Wertes erhöht die Zeit bis maximal 3,3 s.
Außerdem können hier die Beispieldateien geladen und gespeichert werden.

Die zweite Maske Lichtsignal-Dekoder Universal- Programmierung dient der Zuordnung der Signale zu den einzelnen Adressen, welches im folgenden beschrieben wird.

Maskierung:

Alle LED's, welche zum selben Signal gehören, bekommen einen Haken bei Maske. Diese Maskierung muss bei allen verwendeten Adressen (Signalbildern) des Signales gleich sein. Bei dem Beispiel ist auf Adresse 1 <— und auf Adresse 1 —> ein zweibegriffiges Signal maskiert. Ab Adresse 2 <— folgt dann das nächste Signal, mit einer neuen Maskierung.

Signalbilder:

Durch Auswahl der gewünschten LED's bei jeder Adresse die zum Signal gehören, werden die unterschiedlichen Signalbilder erzeugt. In unserem obigen Beispiel werden bei Adresse 1 <— die LED A1 auf- und die LED A2 abgedimmt. Beim Schalten der Adresse 1 —> ist es genau umgekehrt. Dieses Beispiel ist im aktuellen Code im Eeprom hinterlegt. Es werden dort zweibegriffige Signale jeweils an den Ausgängen A 1 - 2, A 3 - 4, A 7 - 8 und A 9 - 10 gesteuert.

Blinken:

Setzt man zusätzlich in der unteren Zeile bei Blinken ein Häkchen bei dem gewünschten Ausgang, so blinkt diese LED mit der einstellbaren Blinkzeit.
Das Verhältnis zwischen Hell- und Dunkelphase ist dabei gleich. Durch Veränderung der Blinkzeit (Hell- und Dunkelphase) bei der jeweiligen Adresse und /oder des Dimmwertes der jeweiligen LED in der Maske Lichtsignal-Dekoder Universal ist eine individuelle Blinkfreuenz einstellbar.

Wechselblinken:

Möchte man ein Wechselblinken erzeugen, so setzt man bei allen beteiligten LED's bei Blinken ein Häkchen. Um das Wechselblinken zu erreichen, wird bei allen LED's, welche zuerst mit der Dunkelphase beginnen sollen, das Häkchen bei "LED an" entfernt.

Dunkelschaltung:

Die bisherige Dunkelschaltung eines Vorsignales am selben Mast des Hauptsignales, wird durch die Auswertung der Maskierung erreicht. Setzt man das Häkchen bei Dunkelschaltung, so wird bei der Ansteuereung dieser Adresse das nachfolgende Signal dunkel geschaltet. Es können auch mehrere Adressen eines Signales die Dunkelschaltung auslösen z.B. Hp0 und Sh1.
Der LDEC erkennt das nachfolgende Signal an der Veränderung der Maskierung. Daher muss das Signal, welches dunkel geschaltet werden soll, in der Adressierungsreihenfolge dem Hauptsignal folgen. Belegt als Beispiel das Hauptsignal die Adressen 1 bis 2, so muss das Vorsignal bei Adresse 3 <— beginnen.

Startadresse:

Um dem LDEC mitzuteilen, welche Signalbilder nach dem Einschalten aufgedimmmt werden sollen, setzt man bei der gewünschten Adresse ein Häkchen bei Start. Es wird immer nur eine Startadresse pro Signal ausgewertet. Wird die Auswahl der Startadresse vergessen, so wird immer die erste Adresse des Signales aufgedimmt.

16-Signalmodus:

In diesem Spezialmodus ist es möglich mit den 4 Adressen des Peripherimodules, bis zu 16 Signalbilder zu schalten.
Dies ist einerseits erforderlich bei Signalsystemen mit mehr als 8 möglichen Signalbegriffen z.B. dem HL-System oder wenn die 12 LED-Anschlüsse optimal ausgenutzt werden sollen (Anschluss von 4 dreibegriffigen Signalen).
Um dies zu erreichen, werden die 4 Adressen als eine Einheit betrachtet. Dies wird erreicht durch die Auswertung von zwei Schaltbefehlen an dieses Modul.
In der Steuerungssoftware, wie Traincontroller™, sind dazu zwei Signale notwendig. Dabei muss bei beiden Signalen die Anzahl der Kontakte auf 3/4 stehen und beide Signale müssen die selbe Moduladresse besitzen. Dem ersten Signal werden dabei die Ausgänge 1 und 2 und dem zweiten Signal die Ausgänge 3 und 4 zugewiesen. Steuert man das Modul in diesem Modus über den HDC an, so muss immer ein Schaltbefehl an Ausgang 1 oder 2 und ein Schaltbefehl an Ausgang 3 oder 4 folgen.
Diese beiden Schaltbefehle müssen innerhalb von 3 Sekunden gesendet werden, sonst werden diese nicht ausgewertet. Dies ist erforderlich, damit nicht durch einen älteren Schaltbefehl ein falsches Signalbild aufgedimmt wird. Diese 3 Sekunden sind auch mit einer Steuerungssoftware nicht zu überschreiten.
Beim Testen der eingestellten Werte im Konfigurationstool werden diese beiden Befehle bereits automatisch gesendet.

Taktgenerator:

Mit der Codeversion 4.02 (LDEC_T) ist es möglich einen Taktgenerator einzuschalten.
In diesem Modus arbeitet der LDEC eigenständig und er braucht keine Schaltbefehle von außerhalb, um das Signalbild zu wechseln.
Damit können automatisch gesteuerte Häuserbeleuchtungen, Verkehrsampeln oder auch einfache Ablaufsteuerungen realisiert werden. In Kombination mit den vielen Einstellmöglichkeiten am LDEC, werden der Phantasie fast keine Grenzen gesetzt.

Eingeschaltet wird der Taktgenerator in der Maske Lichsignal-Dekoder Universal. Dabei besteht zusätzlich die Möglichkeit den Taktgenerator beim Einschalten der Spannung automatisch starten zu lassen. Ansonsten wird der Taktgenerator mit einem Schaltbefehl nach
links ein- und nach
rechts ausgeschaltet.
Mit dem Auswahlmenü 8- oder 16 Signalbild-Modus wird die Anzahl der möglichen Takte (Signalbilder) ausgewählt. Die wirklich benötigten Takte werden dann durch die Zeitstufen in der Maske Lichtsignal-Dekoder Universal Programmierung festgelegt. Wird dabei in allen drei Zeitwerten (Minuten - Sekunden- Millisekunden) der Wert 0 geschrieben, so wird dieser Takt übersprungen. Somit ist es möglich nur die benötigten Takte festzulegen.

Die Zeitdauer, wie lange das Signalbild gezeigt wird, wird durch die drei Zeitwerte festgelegt. Es sind Zeitwerte von 100 Milisekunden bis 255 Minuten auswählbar. Eine 1 in Millisekunde bedeutet 100 Millisekunden.
Diese eingestellte Zeitdauer berücksichtigt noch nicht den gewählten Dimmwert und die Dunkelzeit. Möchte man z.B. ein Lauflicht mit kurzen Zeiten verwirklichen, so ist der Dimmwert auf einen hohen Wert und die Dunkelzeit auf 1 zu stellen. Damit wird die Dimm- und die Dunkelzeit fast ausgeschaltet und wirkt sich nicht auf den eingestellten Zeitwert aus.

Mit dem Link hier, kann eine Beispieldatei zum Ausprobieren mit Lauflicht und eine mit Wechsellauflicht heruntergeladen und mit dem Konfigtool in den LDEC geladen werden.

Bootladerfunktion:

Der neue Code LDEC_T (Version 4.02) ist mit einer Bootladerfunktion ausgestattet. Somit ist es möglich, evtl Updates des Programmcodes ohne Ausbau des Modules aus der Anlage durchzuführen.
Desweiteren kann ohne Neuprogrammierung des Prozessors, der Universalcode bei z.B. bei der Verwendung der Universalplatine als LDEC eingespielt werden. Auch der Universalcode Code kann ohne Neuprogrammierung mit dem Bootlader wieder mit dem LDEC-Code überschrieben werden.
Einzelheiten sind in der Beschreibung des Konfigurationstools nachzulesen.

ACHTUNG - Die Nutzung der Bootladerfunktion ist nur mit dem neuen LDEC-T Code und dem Universalcode möglich.
                      Alle bisherigen Codeversionen mit Bootladerfunktion funktionieren nicht.

ACHTUNG - Im Gegensatz zur bisherigen Bootladerfunktion, darf das Fusebit
                      BOOTRST - nicht gesetzt sein.

Dies ist bedingt durch die Neuprogrammierung der Bootladerfunktion, da die bisher verwendete Version nicht kompatibel zur Größe des neuen Codes ist.

ACHTUNG - Nach der Programmierung muss kurz die Spannung zum LDEC getrennt werden.

Anschlussbelegung:

Der LDEC besitzt verschiedene Anschlussmöglichkeiten, welche durch Verwendung der jeweilgen Anschlüsse oder durch Stecken von Jumpern umgesetzt werden können.
Im Normalfall wird über die RJ45 Buchse ca. 12V von der MoBaSbS eingespeist. Diese wird durch den Spannungsregler auf der linken Platinenhälfte auf 5V stabilisiert.
Da der Querschnitt der Leitungen im Netzwerkkabel nicht sehr groß ist, erhalten die LED's der Lichtsignale eine seperate Einspeisung über den Anschluss X10 auf der rechten Platinenhälfte.
Möchte man trotzdem mit den interen 5V des LDEC die Signale betreiben, so können die rot eingezeichneten Bauteile auf der Platine weggelassen werden und der Jumper J2 muss gesetzt werden. Ist dieser Jumper gesteckt darf keine Spannung am Eingang X10 angelegt werden.
Sinkt die Versorgungsspannung am Eingang der RJ45 Buchse durch sehr lange Kabel oder durch viele Peripheriemodule zu weit ab, so kann am Eingang X9 eine seperate Gleichspannung von ca. 9V eingespeist werden. Dabei auf die richtige Polung achten! In diesem Fall dürfen die beiden Drahtbrücken, welche mit dem Blitzpfeil gekennzeichnet sind, nicht bestückt werden.

Die beiden Anschlüsse PWR und P-BUS dienen zu Testzwecken. Dort können über Vorwiderstände LED's angeschalten werden, um einerseits die 5V Spannungsversorgung und andererseits die Aktivitäten auf dem P-Net Bus anzuzeigen.

Die Vorwiderstände für die LED's R2 - R13 sind für 5V Spannung und der Verwendung von low-current LED's berechnet und können bei Bedarf angepasst werden.

Es ist möglich das PM so zu konfigurieren, dass sowohl Lichtsignale mit gemeinsamer Kathode (Minuspol) oder gemeinsamer Anode (Pluspol) angeschlossen werden können.

Gemeinsame Kathode:

Hierzu muss für die Treiberbausteine IC 1 und IC 2 jeweils ein UDN 2981 eingesetzt werden und die Jumper wie in obigen Bild gesetzt werden. Alternativ können diese beiden IC auch weggelassen werden und die Anschlüsse 1-6 mit den jeweils gegenüberliegenden Anschlüssen verbunden werden (Drahtbrücke). Die Lichtsignale werden dann direkt vom Prozessor angesteuert, so dass keine weitere Spannungsversorgung notwendig ist.
Ist die Leuchtkraft der LED zu niedrig und müssen deshalb die Vorwiderstände verkleinert werden (wenn keine low current LED, dann 220 Ohm Vorwiderstand), so ist diese Variante nicht empfehlenswert.

Gemeinsame Anode:

Hier werden die IC 1 und IC 2 mit dem Treiberbaustein ULN 2803 bestückt und die Jumper wie im obigen Bild gesetzt.

Anschlussbelegung der Ausgänge:

Programmierung des Atmega8:

Bei diesem Prozessor müssen vor der ersten Programmierung des Speichers die Fusebits richtig gesetzt werden. Mit den ausgelieferten Defaulteinstellungen lässt sich der Prozessor nach der ersten Programmierung nur noch über einen extern angelegten Takt wiederbeleben.
Bei Atmega8 aus neuerer Produktion, tritt dieses Problem nicht mehr auf.
Wichtig sind dabei die Einstellungen CKSEL = 1111 und SUT = 01. Dies bedeutet, dass in Ponyprog in den Kästchen CKSEL 0-3 und in SUT 0 keine Häkchen gesetzt werden dürfen.
Die anderen Fusebits können so gelassen oder nach Bedarf verändert werden.

Der Lichtsignaldekoder ist auf die Moduladresse 255 voreingestellt. Diese kann wie bei den anderen Modulen auf die gewünschte Adresse über das Konfigtool oder den HDC umprogrammiert werden.
Diese Moduladresse ist intern aufgeteilt auf vier Adressen.

Download:

Platinenlayout und Code