Übersicht:

Funktion:

Bevor ich auf die Funktion des Enkoders eingehe, hier erst einmal ein Foto/Layouts. Abgebildet sind der 8fach und 24fach Enkoder.

PM_ENC8

PM_ENC24

Nun noch eine Übersicht der im weiteren Text erläuterten Punkte:

   

Der Enkoder dient zur Rückmeldung von Schaltzuständen. Diese Schaltzustände können durch ein Ereignis des fahrenden Zuges (Zug überfährt Kontaktmelder) oder aber auch durch das Betätigen eines Tasters oder Schalters ausgelöst werden (Stichwort Gleiksbildstellpult). Gerade letzteres ist eine Interessante Variante, um z.B. Einfluss auf Betriebsabläufe zu nehmen.

An den Enkoder können Schaltelemente angeschlossen werden, die nach Masse hin schalten. So z.B. die in der Abbildung gezeigten Elemente.

Aufbauhinweise:

Aufgebaut habe ich derzeit einen 8fach und einen 24fach Enkoder. Der 8fach Enkoder verwendet als Microkontroller einen ATTiny2313, der 24fach Enkoder einen ATMega162. Der 24fach Enkoder wird über 3 aufeinanderfolgende Adressen angesprochen. Es braucht aber lediglich seine Startadresse definiert zu werden.

Die R-C-Kombination am Eingang jedes Rückmeldekontaktes bildet einen Tiefpass 1. Ordnung. Damit werden Frequenzen bis ca 340Hz weitergeleitet. Höhere Frequenzen werden unterdrückt.

Sonstiges:

• Enkoderadresse:
  • Die Enkoderadresse wird wie bei allen Modulen im EEPROM des uCs abgelegt. Die Zählweise beginnt bei 0. Durch die Unterstützung der MoBaSbS durch TrainController^TM mit einem eigenen Treiber, kann der volle Adressumfang der Enkoder im Bereich von 0 bis 255 ausgenutzt werden.

• Entprellzeit:
  • Für jeden Eingang getrennt, läßt sich eine Zeit zwischen 10ms und 2,5sec definieren, über die ein aufgetretenes Ereignis gehalten wird, auch wenn bereits wieder der Eingang inaktiv geworden ist. Außerdem wird der Zeitgeber mit jedem aktiven Ereignis neu gestartet. Mit dieser Option wird schon im Enkoder verhindert, daß eine Vielzahl von Ereignissen an den PMC und von dort weiter über den IFC an den PC geleitet werden, die lediglich durch z.B. einen schlechten Rad-Schiene-Kontakt hervorgerufen werden. Die nachstehende Grafik veranschaulicht nochmals die Funktion:
    
    

• Rückmeldung (1)
  • Wie man dem Bild entnehmen kann, fragt der PMC den Zustand des PMs in zyklischen Abständen (symbolisiert ducrh die Pfeile) ab. Da vor dem ersten Rückmeldeereignis offensichtlich ein inaktiver Zustand anlag, wird bei der ersten Abfrage des PMCs eine '1' an diesen zurückgemeldet. Obwohl der aktive Zustand am Eingang des PMs bei der zweiten Abfrage durch den PMC nicht mehr anliegt, wird durch den Timer verhindert, daß der inaktive Zustand weitergeleitet wird. Da zwischen der 2ten und 3ten Abfrage erneut ein aktiver Zustand am Eingang des Enkoders aufgetreten ist, wurde der Timer zurückgesetzt. Damit erfolgt weder bei der dritten, noch bei der vierten Abfrage eine Meldung über eine Zustandsänderung. Erst zur letzten Abfrage - hier ist der Zähler nun komplett abgelaufen - erfolgt die Rückmeldung des inaktiven Zustands.
    Ein besonderer Fall wird im nächsten Bild behandelt. Die Zeit bis zum Senden eines inaktiven Zustands ist hier extrem kurz eingestellt. Alternativ kann man sich auch ein Scenario mit sehr vielen Enkodern an einem PMC vorstellen, so dass der einzelne Enkoder in größeren zeitlichen Abständen abgefragt wird. Es kann sich dann folgendes Scenario ergeben:
    
    

• Rückmeldung (2)
  • Bei der ersten Abfrage durch den PMC wird eine '1' zurückgemeldet. Bei der zweiten Abfrage ist der Zähler bereits abgelaufen und deshalb wird nun eine '0' weitergegeben. Bis hierhin entspricht der Ablauf dem schon Gezeigten der ersten Darstellung. Nun tritt aber ein kurzer Impuls zwischen der zweiten und dritten Abfrage auf. Er ist gerade lang genug, um erkannt zu werden. Obwohl der Zähler bis zur nächsten Abfrage bis auf 0 herunterlaufen könnte, wird er aber jetzt beim Stand von 1 festgehalten, da der Enkoder 'weiß', daß er noch einen '1' Zustand melden muß! Genau der wird nun auch bei der dritten Abfrage gemeldet und erst jetzt kann der Zähler bis auf 0 zurückgehen. Dies führt dann in der vierten Abfrage zu der Zustandsmeldung '0'. Bei der fünften Abfrage liegt keine Änderung vor und so wird nichts gemeldet.
    Anhand dieses Beispiels wird deutlich, daß auch ein nur sehr kurzes aufgetretenes Ereigniss unter allen Umständen weitergegeben wird!
    

• Spannungsversorgung der Verbraucher (im Falle von z.B. Hallsensoren oder Lichtschranken):
  
  • Wie auf allen anderen Peripheriemodulen auch, kann die Spannungsversorgung als DC oder AC Versorgung erfolgen. Wird eine DC-Versorgung gewählt, so kann der Gleichrichter an den gekennzeichneten Stellen (innerhalb der mit A bezeichneten gelben Markierungen) gebrückt werden. Es wird eine AC-Spannung von ca. 9V oder eine DC-Spannung von 12V empfohlen. Gleichrichter, Festspannungsregler und Kondensatoren können entfallen, wenn keine zusätzliche Spannung benötigt wird. Alle Bauteile in den gelben Markierungen A und B brauchen dann nicht bestueckt zu werden.
    

• Spannungsversorgung des uCs:
  • Prinzipiell wird der uC über das Datenkabel mit Spannung versorgt. Diese liegt bei ca. 9V-12V DC und wird auf jeder der Platinen auf 5V stabilisiert. Bei sehr vielen Peripheriemodulen oder sehr langen Verbindungskabeln, kann der Spannungsabfall über die Versorgungsleitung zu gross werden. In diesem Fall kann eine DC-Spannung von 9V-12V auf jedem Peripheriemodul neu zugeführt werden.
    Achtung! Wird nicht die selbe Versorgungsquelle, wie für die anderen P-Module am selben Verwalter verwendet, muss eine der kurzen Drahtbrücken (siehe Hinweispfeile im oben abgebildeten Layout - bei Buchstabe C) an der RJ45-Buchse entfernt werden, an der das Datenkabel vom vorherigen Modul ankommt. Über die andere Drahtbrücke an der 2ten RJ45 Buchse wird dann die Versorgungsspannung 'frisch' weitergegeben. Siehe auch den Hinweis zur Spannungsversorgung der Peripheriemodule an anderer Stelle. Lässt man die Platinen als doppelseitige Platinen fertigen, so muss die Leiterbahn auf der Oberseite der Platine entsprechend unterbrochen werden.
    

• Hinweise zur Inbetriebnahme:
  • An den beiden 2poligen Pfostenleisten können zu Testzwecken LEDs aufgesteckt werden. Die obere LED dient zur Überprüfung des X-Bus und muß während des korrekten Betriebs leuchten. Die untere LED zeigt lediglich an, ob die Spannungsversorgung korrekt anliegt. Ich habe mir 2 Stecker mit LED und Vorwiderstand hergestellt, die ich verpolungssicher (die bei mir verwendeten Pfostenstecker haben eine kleine Lasche - im Bild des 8fach Enkoders angedeutet) auf die Pfostenleiste stecken kann.
  • Auf den aktuellen Enkodern und Dekodern sind noch weitere Pfostenleisten vorhanden. Diese werden aber derzeit nicht benutzt und dienen lediglich eventuellen zukünftigen Erweiterungen.
    

Stromfühlerenkoder:

Zweileiterfahrer benötigen zur Besetztmeldung von Gleisabschnitten sogenannte Stromfühler. Die folgende Schaltung zeigt einen 8fach Stromfühlerenkoder. Eigentlich ist der 8fach Stromfühler eine Kombination eines 8fach Enkoders, wie oben bechrieben, mit dazugehörigen Stromfühlern auf einer Platine.

Zunächst zwei Bilder.

Stromfühlerenkoder von oben

Stromfühlerenkoder von unten

Die zu überwachenden Gleisabschnitte werden durch selbstrückstellende Sicherungen bei auftretenden Kurzschlüssen geschützt. Dieses bietet neben der Kurzschlusserkennung des Boosters zusätzliche Sicherheit. Die Sicherungen können entsprechend der eigenen Modellbahn angepasst werden. Bei der Bemessung der Sicherungen sind Wagenbeleuchtungen mit zu berücksichtigen.

Loks lösen die Belegtmeldung sicher aus. Zusätzlich müssen die Radachsen der Wagen mit Widerständen ausgerüstet werden. Werte von 15K- bis 22KOhm haben sich als zuverlässig erwiesen. Alle Trennstellen müssen sich auf der gesamten Modellbahn immer in der gleichen Schiene befinden. Bei Kehrschleifen ist der Stromfühlerenkoder in der Boosterzuleitung des Trennstellenmoduls zu installieren. Nicht wie unten am Gleis.

Auch wenn Traincontroller^TM für seine grundsätzliche Funktion keine Belegtmeldung von Weichen benötigt sei diese hier jedoch empfohlen, weil die Betriebssicherheit dadurch erhöht wird und der Preis vergleichbar niedrig ist. Es ist also wichtig, sich schon bei der Planung der Modellbahn Gedanken über Trennstellen und Blöcke zu machen. Das Kapitel über Blöcke im Traincontrollerhandbuch gibt die entsprechenden Antworten. Ansonsten gilt die Regel "lieber ein Rückmelder zuviel als einer zuwenig".

Auf die Pine Spannugsswitch muss ein Jumper aufgesetzt werden. Er bestimmt, ob die Versorgungsspannung separat oder über das XBus-Kabel das Modul versorgt.
Zum Aufbau gibt es keine Ergänzungen.

Anschlussschema

Der Stromfühlerenkoder wird mit dem selben uC Code betrieben wie der 8fach Enkoder.

Download:

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