DSD 2010


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Drehscheibendekoder 2010 - Platine Bühne

Diese Seite beschreibt ein die Bühnen-Platine des DSD2010 Systems. Für die Verwendung ist mindestens noch die Platine Platine GRUBE nötig, siehe auch Konzept!

Anschluss / Stückliste / Download / Variations-Möglichkeiten / Motage Hall-Sensor / Fehlersuche

DSD2010_Buehne

Diese Platine wird unter der Bühne montiert und ist klein genug, um in alle Fleischmann-Drehscheiben (H0, TT, N) zu passen:

Kommunikation mit der Motor-Platine
Steuerung des Motors, Lastregelung
Steuerung der Lichtsignale (weiches Überblenden mit Dunkelphase bei Bühnenbewegung auf ROT)
Steuerung der schaltbaren Hausbeleuchtung
Abfrage von (bis zu) 3 Rückmelde-Kontakten (Optokoppler-Eingänge, z.B. zum Anschluss an Reed-Kontakte, Massesensoren). Der Status der Rückmeldekontakte können via Haupt-Platine auf den Rückmeldebus gegeben werden, wodurch eine Positionierung einer Lok auf der Bühne möglich wird (nötig insbesondere bei Automatik-Betrieb durch eine Steuerungs-Software)
Ein Hall-Sensor zur Definition der Position NULL kann eingebunden werden. Dadurch kann sich die Bühne selbstständig justieren
SUSI Schnittstelle für Sound-Modul
Blinklicht-Ausgang (aktiv, solange die Bühne dreht)

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Anschluss

Die Platine wird über 5 Schleifringe mit der Gruben-Platine verbunden. 2 Kontakte dienen nur dem Anschluss des Bühnen-Gleises. Versorgungsspannung und Kommunikation erfolgt über die 3 verbleibenen Schleifringe:

Schleifringe Variante 2-Leiter

In der 2-Leiter Version wird die Gleis-Spannung passend an die Ringe 1 und 2 angeschlossen. Die Gleis-Spannung wird dabei auf der Gruben-Platine entsprechend der Bühnen-Stallung gepolt, sodass kein Kehrschleifen-Modul nötig ist.

buehne Anschluss

Schleifringe Variante 3-Leiter

In der 3-Leiter Version wird die Gleis-Spannung passend an die Ringe 1/2 und den Drehpunkt angeschlossen. Das Umpol-Relais K1 auf der Gruben-Platine wird dann nicht bestückt. Auf der Unterseite der Gruben-Platine werden dann mit 2 Lötbrücken (J1, J2) die nötigen Verbindungen wieder hergestellt. Lötbrücke J1/J2 und gleichzeitge Bestückung des Relais K1 führt jedoch zum Kurzschluss an der Gleisspannung!

buehne Anschluss

Schleifringe Variante 3-Leiter mit Kabel

Drehscheiben, die unter den Namen Märklin verkauft werden, haben als Anschluss bereits ein Kabel mit Buchse. Dieses wird nur noch richtig herum in den Stecker X11 der Gruben-Platine gesteckt, und die Verbindung zur Gruben-Platine ist bereits hergestellt.

buehne Anschluss

Signale, Lichtfunktion

Die Platine bietet direkte Löt-Anschluss Pads für bis zu 4 Lichtsignale und eine Hausbeleuchtung. Die für LEDs nötigen Vorwiderstände können direkt auf der Platine untergebracht werden.

buehne Anschluss

Motor und Sensor

Motor und Sensor werden ähnlich wie in der bisherigen Version angeschlossen, ein Aufrüsten des alten Version auf das DSD2010 System ist daher besonders einfach. Der Sensor ist der gleiche geblieben.

buehne Anschluss

3 Rückmelde-Eingänge

Die Platine bietet die Möglichkeit, 3 Rückmelde-Kontakte zu erfassen und via Haupt-Platine an die Zentrale oder den PC weiter zu geben. Dadurch kann z.B. die Lok-Position ermittelt und ein Lok-Überstand vorne / hinten erfasst werden. Ein sicherer Beetrieb ist damit auch im automatisiertem Fahrplan-Betrieb möglich.

Mittel-Leiter Fahrer haben es hier besonders einfach und können das Prinzip des Masse-Sensors nutzen. In dem Fall muss Ring 1 (oder 2) von Aussen beim Anschluss an die Gruben-Platine offen bleiben. Die Zuführung der Masse zum Gleis auf der Bühne darf dann nur auf der Seite erfolgen, die nicht für die Rückmeldung verwendet wird. Ansonsten wird ja über die Brücke 1-2 genau die Verbindung hergestellt, die sonst durch die Achsen erfolgen soll. Der Rückmelder RM2 wäre demnach durch den Schleifring-Kontakt immer besetzt.

buehne Anschluss

Schalter (z.B. Reed-Kontakte, Lichtschranke) können prinzipiell wie folgt angeschlossen werden:

buehne Anschluss

Sound-Modul (SUSI)

Die Platine besitz eine SUSI Schnittstelle, über die ein SUSI Modul eingesteckt werden kann. Der Funktions-Ablauf und die SUSI Ansteuerung ist so ausgelegt, dass die folgenden Module direkt ohne weitere Konfiguration des SUSI-Moduls verwendet werden können:

Uhlenbrock IntelliSound Modul 32400 "Drehscheibe"
Dietz DGE MICRO XS "Drehscheibe"

Die Stückliste

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
1	IC1	Prozessor PIC 16F690 , SOIC-20		Digital-Bahn Shop	pic690_000	ca. 1.90 Euro	unprogrammiert
1	IC2	Spannungsregler 78L05 , SO-8		Reichelt	µA 78L05 SMD	ca. 0.12 Euro
1	IC3	Treiber ULN2003, SOIC-16		Reichelt	ULN 2003 AD SMD	ca. 0.24 Euro
1	T1	N-Channel SIPMOS, SOT223		Digital-Bahn Shop	tran_bsp295	ca. 0.70 Euro
3	OK1, OK2, OK3	Optokoppler HCPL 354, AC-Eingang, SO-4		Conrad	140253	ca. 0.28 Euro
1	U1	Reflex-Optokoppler		Reichelt	CNY 70	ca. 0.58 Euro
2	D1, D2	Diode SD 103BW, SOD123		Reichelt	SD 103BW	ca. 0.05 Euro
1	H1	Hall-Sensor TLE4905		Reichelt	TLE4905L	ca. 0.60 Euro
1	H1	Hall-Sensor TLE4905		Digital-Bahn Shop	hall_tle4905	Staffelpreis lt. Shop
1	F1	Multifuse-Sicherung 30V, 200 mA, 1210		Digital-Bahn Shop	Polyfuse_200mA	Staffelpreis lt. Shop
1	C1	Tantal 22uF, 20V, D		Reichelt	SMD TAN.22/20	ca. 0.71 Euro
5	C2, C3, C5, C6, C30	Keramik-C 100nF, 1206		Reichelt	X7R-G1206 100N	ca. 0.09 Euro
1	C4	Keramik-C 47pF, 0805		Reichelt	NPO-G0805 47P	ca. 0.05 Euro
1	R1	Widerstand 1.0 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 1,0	ca. 0.10 Euro
2	R2, R4	Widerstand 22 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 22K	ca. 0.10 Euro
1	R3	Widerstand 220 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 220K	ca. 0.10 Euro
1	R5	Widerstand 4.7 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 4,7K	ca. 0.10 Euro
1	R6	Widerstand 100 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 100	ca. 0.10 Euro
1	R7	Widerstand 330 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 330	ca. 0.10 Euro
2	R8, R10	Widerstand 10 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 10K	ca. 0.10 Euro
1	R9	Widerstand 15 R, 2512, 1W		Digital-Bahn Shop	R_0015_1W	Staffelpreis lt. Shop
3	R11, R13, R15	Widerstand 1 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 1,0K	ca. 0.10 Euro
13	R12, R14, R16, R40, R41, R42, R43, R44, R45, R46, R47, R50, R51	Widerstand 1.5 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 1,5K	ca. 0.10 Euro
3	R20, R21, R22	Widerstand 470 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 470	ca. 0.10 Euro
1	K1	Relais Omron G6K-2F 12V, SMD		Reichelt	G6K-2F 12V	ca. 3.20 Euro
1	X1	Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mm		Reichelt	(SL 2x40G 2,54) = 2x 40pol.	ca. 0.28 Euro	Programmierstecker
1	X2	SUSI Stecker, Top Entry		Digital-Bahn Shop	stecker_susi_top	Staffelpreis lt. Shop
1	LP1	Platine, ca. 56 mm x 26 mm x 1.6 mm (inkl. Sensor-Platine)		Digital-Bahn Shop	pcb_dsd_buhne	Staffelpreis lt. Shop

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Download

Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Bühne

	PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.40 BOM File (Stückliste Textfile) CSV-File (Stückliste Bauteile Reichelt) öffentlicher Warenkorb DSD2010-Bühne V1.40 (nur Reichelt-Bauteile)	Änderungen: V1.40, Jan. 2012: R10 (Pul-Down PWM-FET) hinzu
	PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.31 BOM File (Stückliste Textfile) CSV-File (Stückliste Bauteile Reichelt) öffentlicher Warenkorb DSD2010-Bühne V1.31 (nur Reichelt-Bauteile)	Änderungen: V1.31, Mai. 2011: keine Layout-Änderung, nur Wert-Änderung in der Stückliste! R9 auf 15 Ohm (war 47 Ohm)
	PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für DSD-Buehne V1.30 BOM File (Stückliste Textfile)	Änderungen: V1.30, Dez. 2010: erste Veröffentlichung

Reflektorscheibe 4er - 3er - 6er

Firmware Download für 16F690

	Protokoll	DSD2010 Projekt
	Name	dsd2010_buehne_012.hex
	Version	V0.12 vom 20.01.2012
	Prozessor	PIC 16F690
	ID-Value	Bxxx (xxx = Version)
	Shop Bestell-Nummer	pic690_00b
	Änderungen	V0.12: Langsames Anfahren der Bühne, Verbesserte SUSI Ansteuerung "Hupe" ist jetzt als Impuls-Funktion implementiert Blink-LED kann auch 1er Blinken V0.11: Lastregelung im Funktions-Ablauf optimiert V0.10: Lastregelung optimiert, Motor-Fehler (Open Loop) korrigiert V0.09: Korrekturen: SUSI Sound-Aussetzter, Endlos-Drehen ist jetzt möglich Neu: Direct-Drive, Erkennung Motor-Strom Open-Loop / Kurzschluss V0.07: Absturz bei Bühnen-Start behoben, Drehrichtung kann invertiert werden V0.06: Hall-Sensor setzt Ist-Position zurück Laden von Ist-Positions-Wert bei Start Boost, Horn, Hupe überspringen, wenn Länge (aus EE) = ZERO Flags P1 aus EE laden und verarbeiten V0.05: erste Veröffentlichung

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Varianten

Montage des Hall-Sensors

Der Hall-Sensor TLE4905L hat die Funktion, die Null-Position zu erkennen. Dies ist im Normalfall nicht nötig. Unter ungünstigen Umständen kann es jedoch passieren, dass die Bühne die aktuelle Position nicht mehr korrekt weiss. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn während der Drehung die Betriebsspannung der Bühne abbricht. In dem Fall erhält die Bühne einen RESET, ohne vorher die aktuelle Position abspeichern zu können. Mit Hilfe des Hall-Sensors kann nun durch Überfahren der Null-Position (damit also des Magneten) wieder korrigiert werden.
Zu beachten ist bei 2-Leiter Drehscheiben, die mit dem eingebauten Kehrschleifen-Relais arbeiten: die Null-Position stellt auch die Schalt-Linie für die Ansteuerung des Kehrschleifen-Relais dar!

Im Folgenden zeige ich Beispiele für die Montage von Hall und Magnet auf. Testen lösst sich das Auslösen des Hall-Sensor sehr gut mit Hilfe der PC-Software.

Montage Hall-Sensor

Magnete: Reichelt hat auch Permanentmagnete im Angebot:

Magnet 3.0: 3x12mm
Magnet 4.0: 4x19mm
Magnet 7.6: 7.5x27mm

hier gilt: je grösser der Magnet, desto grösser kann der Abstand zum Hall-Sensor sein. Für die aufgezeigten Varianten würde ich daher den grossen "Magnet 7.5" nehmen, zumal dieser dann unter der Grube montiert wird. Allerdings ragt der Magnet bei Variante 1 dann ja die 27 mm nach unten (Konflikt mit Schatten-Bahnhof?). Sehr kräftige Magnete (d.h. kleinere Bauform bei gleicher Reichweite) bieten die sog. "Neodym Magnete" (ergibt z.B. bei Ebay über 4000 Treffer!)

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Fehlersuche

Ich empfehle, die Bühne zunächst direkt über die 3 Kabel mit der Grube zu verbinden, also bevor man einen Einbau in die Bühne vornimmt. Es werden hierfür die 3 Kabel LILA, GELB und GRAU zwischen Bühnen-Platine und Gruben-Platine verbunden. Wenn die Gruben-Platine keinen Kontakt mit der Bühne aufnehmen kann (d.h. die Rote LED auf der Grube blinkt ständig), dann muss man zunächst eine Diagnose der Bühne durchführen. Es empfielt sich auf jeden Fall die Kontrolle der Spannungen auf der Gruben-Platine:

Hier habe ich zunächst einmal das GND-Netz auf der Platinen-Oberseite hervorgehoben:

DSD2010_Buehne

Hier nun sollten ca. 18V zu messen sein. Ist dies nicht der Fall, dann D1 / R1 kontrollieren:

DSD2010_Buehne

Hier nun sollten ca. 5V zu messen sein. Ansonsten kann ein Problem mit dem IC2 (78L05) oder auch ein Kurzschluss im 5V-Netz vorliegen:

DSD2010_Buehne

Sind die 5V-Spannung und die 18V-Spannung auf der Platine zu messen, dann könnte es ein Problem mit der PIC-Programmierung geben (z.B. unprogrammierter PIC).

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