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SMS88-N

s88-n_logo_100 (1K) Diese Seite beschreibt das SMS88-N Modul für den S88-N Bus (siehe Konzept). Es handelt es sich dabei um das Sensor-Modul (Verwendbar als Strom-Sensor und Masse-Sensor) und ist der Nachfolger vom arrowMS88 Modul
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Anschluss / Stückliste / Download / Variations-Möglichkeiten / In Circuit Programmierung / Archiv

 
sms88 (46K)

 
Hier die Eigenschaften:
 
Angaben gemäß arrow S88-N Spezifikation auf www.opendcc.de
 
Pinbelegung gemäß Spezifikation:ja
Timing-Anforderung eingehalten:ja
implementiertes Timing:eine minimale Clock-Periode von 15 us HIGH und 15 us LOW ist möglich
5V - 12V Betrieb:beide Spannungen können verwendet werden.
RAILDATA:das Signal ist durchgeschleift, wird aber vom SMS88-N Modul nicht verwendet

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Anschluss

Anschluss-Beispiel 1: Verwendung als Masse-Sensor (insbesondere Märklin)

Grundsätzliches hierzu siehe arrowMasse-Sensoren
 
sms88

 

Anschluss-Beispiel 2a: Verwendung als Strom-Sensor mit Freeze-Funktion

Grundsätzliches hierzu siehe arrowStrom-Sensoren
 
sms88

 

Anschluss-Beispiel 2b: Verwendung als Strom-Sensor ohne Freeze-Funktion

Grundsätzliches hierzu siehe arrowStrom-Sensoren
 
sms88

 

Anschluss-Beispiel 2c: Verwendung als Strom-Sensor mit Märklin M-Gleisen

Grundsätzliches hierzu siehe arrowStrom-Sensoren
 
Sonderfall: Märklin M-Gleise haben eine Masse-Verbindung, die nicht getrennt werden kann. Ein Einsatz als Masse-Sensor ist daher hier nicht möglich. Es können hierfür jedoch Strom-Sensoren nach Strom-Sensor mit Freeze bzw. Strom-Sensor ohne Freeze verwendet werden. Da hier jedoch der Mittelleiter zur Strom-Erkennung verwendet werden muss, ergibt sich die folgende Änderung im Gleis-Anschluss:
 
sms88

 

Anschluss-Beispiel 3: Verwendung als Masse-Sensor zum Einlesen von Tastern/Schaltern

Dieser Fall ist insbesondere interessant, wenn die SMS-Module am SePP-Modul angeschlossen werden sollen. Des Weiteren können Schaltgleise oder Reed-Kontakte derart eingelesen werden.
 
Grundsätzliches hierzu siehe arrowSchaltgleise und arrowReed-Kontakte
 
sms88

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Die Stückliste

Bestückungsvariante Masse-Sensor

shop Dieser Artikel ist im Shop als Bausatz verfügbar unter der Artikel-Nummer
kit_SMS88_001
shop

 
QtyPartsBezeichnungGehäuseBezugBestellnummerPreisAnmerkung
1IC1 Prozessor 16F627A-I/SO , SOIC-18 SO18 ReicheltPIC 16F627A-I/SO ca. 1.80 Eurosiehe (1)
1IC2 Spannungsregler 5V LM2931M-5.0 , SOIC-8 SO8 ReicheltLM2931 AD ca. 0.40 Euro
1LED1 LED , 1206 LED 1206 ReicheltSMD-LED 1206 xx ca. 0.11 Euroxx = RT/GN/GE
(Anmerkung)
1T1 Transistor NPN BC817 , SOT23 SOT23 ReicheltBC 817-40 SMD ca. 0.05 Euro
1D1 Diode BZV5.6V , SOD80 SOD80 ReicheltSMD ZF 5,6 ca. 0.06 Euro
1C1 Tantal Elko 2.2uF/20V , B ElkoB ReicheltSMD TAN.2,2/20 ca. 0.09 Euro
2C2, C3 Keramik-Kond. 100 nF , 1206 1206 ReicheltX7R-G1206 100N ca. 0.10 Euro
1C4 Tantal Elko 22uF/6.3V , C Elkoc ReicheltSMD TAN.22/6,3 ca. 0.16 Euro
1C6 Keramik-Kond. 47 pF , 0805 1206 ReicheltNPO-G0805 47p ca. 0.05 Euro
3R1, R2, R8 Widerstand 10k , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 10k ca. 0.10 EuroR8 mit ECoS siehe (2)
1R7 Widerstand 1k , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 1,0k ca. 0.10 Euro
1R9 Widerstand 47R , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 47 ca. 0.10 Euro
11R11..R18, R41..R43Widerstand 22k , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 22k ca. 0.10 Euro
0R44..R46 unbestückt , 1206 1206 Reichelt ca. 0.00 Euro
1R21 Widerstand 470R , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 470 ca. 0.10 Euro
1R99 Widerstand 100k , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 100k ca. 0.10 Euro
1RN1 Widerstands-Netz 8er 10k , SIL SIL9 ReicheltSIL9-8 10k ca. 0.12 Euro
2X1, X2 Westernstecker 8-8, stehend Westernst. Conrad 716232 ca. 0.56 Euro
1X9 Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mm stecker_prg Reichelt(SL 2x40G 2,54) = 2x40-polig ca. 0.28 EuroProgrammierstecker
1X10 Stecksystem 8-polig, RM 3.5 mm AKL182-08 ReicheltAKL 182-08 / AKL 169-08 ca. 0.96 + 1.45 Euro
1X12 Stecksystem 2-polig, RM 3.5 mm AKL182-02 ReicheltAKL 182-02 / AKL 169-02 ca. 0.35 + 0.46 Euro
1LP1 Platine, ca. 62 mm x 80 mm x 1.6 mm pcb Shop pcb_sms88 Staffelpreis lt. Shop
1Z1 DIN-Schienen-Halter TSH35 ReicheltBOPLA TSH35 ca. 2.30 Eurooptional für
Hutschienen-Montage

 
(1) siehe auch Programmier-Probleme mit dem 16F627 vs. 16F627A
 
(2) siehe auch Forum: R8 muss bei der ECoS2 ca. 2kOhm sein. Dies gilt nur für das erste SMS-Modul, das DIREKT an die ECoS2 angeschlossen wird. Werden andere S88-N Module (z.B. von Tams usw.) oder das S88-N-P zwischen SMS und ECoS2 verwendet, bleibt R8 auf 10 kOhm.
 

Ergänzung 1: Zusätzliche Bauteile für Variante Strom-Sensor-Sensor

siehe arrowVarianten
 
shop Dieser Artikel ist im Shop als Bausatz verfügbar unter der Artikel-Nummer
kit_SMS88_erg1
shop

 
QtyPartsBezeichnungGehäuseBezugBestellnummerPreisAnmerkung
2OK1, OK2 Optokoppler (AC-Eingang) ILQ620 (Siemens) , DIP16 DIL-16 Conrad 153612 ca. 2.39 Euro
Optokoppler (AC-Eingang) TLP620-4 (Toshiba) , DIP16     ca. ? Euro
Optokoppler (AC-Eingang) ACPL-844 (Avago) , DIP16 Conrad 140221 ca. 1.07 Euro
Optokoppler (AC-Eingang) PC844 (Sharp) , DIP16 Bürklin 68 S 1270 ca. 2.80 Euro
32D11..D84 Diode MURS140 , SMB SMB Reichelt MURS 140 SMD ca. 0.18 Euro (Anmerkung)
8R30..R37 Widerstand 47R , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 47 ca. 0.10 Euro
1X11 Stecksystem 3-polig, RM 3.5 mm AKL182-03 ReicheltAKL 182-03 / AKL 169-03 ca. 0.35 + 0.66 Euro

 
Anmerkung zu den Sensor-Dioden:
 
Teilweise sieht man Lösungen für den Strom-Sensor, in denen ein normaler Brücken-Gleichrichter verwendet wird. Dann hat man nur ein Bauteil (statt der 4 Dioden), das meist auch recht billig ist. Aber: Brückengleichrichter sind in der Regel auf die 50 / 60 Hz Netzspannung dimensioniert. Wir haben als Digital-Signal mehrere Kilo-Hz, und dann kann das schief gehen. Entweder kann der Gleichrichter nicht schnell genug ausschalten und wird dann heiß, oder er kann nicht schnell genug einschalten und es liegt ein verbogenes Signal auf dem Gleis. Daher verwende ich hier extra Schnelle Dioden, für die man dann leider auch etwas mehr bezahlen muss...
 
Durch die Sensor-Dioden fließt der Fahr-Strom im überwachten Gleis-Abschnitt. Die nötige Strom-Belastbarkeit ist demnach so anzusetzen, dass man mit dem strom-hungrigstem Zug (Doppeltraktion?) hier noch klar kommt. Die Sensor-Dioden vom Typ MURS140 können maximal 5A vertragen (bei Temperaturen bis 90°C). Das sollte auch für alle H0-Bahnen oder kleiner ausreichen. Genau so müsste hier die MURS160 gehen (höhere Spannungsfestigkeit von 600V statt 400V - für die Modellbahn eine unerreichbare Zahl).
 
Ebenfalle ausreichen sollte die ES1J mit 1A im SMA-Gehäuse. Achtung: Reichelt hat eine ES1JL im Programm, die mir persönlich etwas unterdimensioniert erscheint (sprich: sehr kleines SUB-SMA Gehäuse, soll aber trotzdem 1A verkraften).

Ergänzung 2: Zusätzliche Bauteile für Variante Strom-Sensor-Sensor mit Freeze-Funktion

siehe arrowVarianten - Freeze-Funktion
 
shop Dieser Artikel ist im Shop als Bausatz verfügbar unter der Artikel-Nummer
kit_SMS88_erg2
shop

 
QtyPartsBezeichnungGehäuseBezugBestellnummerPreisAnmerkung
1OK4 Optokoppler ILD74 , DIP8 DIL-8 ReicheltILD 74 ca. 0.50 Euro
1D3 Doppel-Diode BAV99 , SOT23 SOT23 ReicheltBAV 99 SMD ca. 0.04 Euro
1R3 Widerstand 1.5k , 1206 1206 ReicheltSMD 1/4W 1,5k ca. 0.10 Euro
1LED2 LED , 1206 LED 1206 ReicheltSMD-LED 1206 xx ca. 0.11 Euroxx = RT/GN/GE
ersetzt LED1
(Anmerkung)

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Download

Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für SMS88-N
Pixel
adobe PDF: Schaltplan, Bestückungsdruck
Layout für SMS88-N V1.50

 
PDF: Anleitung
 
BOM File (Stückliste Textfile)
 
XLS File (Stückliste EXCEL-File)
 
Reichelt CSV-File (Reichelt Import File)
 
Änderungen: V1.50, Okt. 2012:
  1. R2 (10k) hinzu
adobe Schaltplan, Bestückungsdruck
Layout für SMS88-N V1.42

 
Änderungen: V1.42, Okt. 2010:
  1. R3 auf 1k5 (war 1k und wurde warm)
adobe Schaltplan, Bestückungsdruck
Layout für SMS88-N V1.41

 
Änderungen: V1.41, Mar. 2009:
  1. erste Serie

 
Firmware Download für 16F627 / 628
Pixel
disk ProtokollS88-N Bus
Names88_norm_410.hex
VersionV4.10 vom 02.12.2011
ProzessorPIC 16F627 / 16F627A / 16F628 / 16F628A
ID-ValueA410
Shop Bestell-Nummerpic627-088
Änderungen V4.10 keine Änderungen
V4.00 Polaritätserkennung abgeschaltet.
V3.20 Bus-Timing für HSI88 und Märklin 6050 optimiert, Details
V3.08 Neue Polaritäts-Erkennung (wg. ECoS-Problem)
V3.04 Fehler bei invertiertem S88-Bus korrigiert
V3.03 automatische Polaritätserkennung für den S88-Bus
V3.01 Freeze Funktion
V3.00 erste Veröffentlichung

 
Hinweis: ab V4.00 ist die Polaritätserkennung abgeschaltet. Dadurch kann die Software ab V4.00 nicht mehr in Verbindung mit dem S88-P-Modul (alter Bus) eingesetzt werden!

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Variationsmöglichkeiten

Verwendung als Masse-Sensor

Das Modul kann als Strom-Sensor und als Masse-Sensor betrieben werden. Beim Betrieb als Masse-Sensor entfallen einige Bauteile:
 
sms88

 
Zusätzlich müssen 8 Lötbrücken auf der Platinen-Unterseite gesetzt werden:
 
sms88

 
Es ist auch eine Misch-Form möglich (4 Eingänge als Strom-Sensor, 4 Eingänge als Masse-Sensor), jedoch ist dann zu bedenken, dass die Freeze-Funktion für die Strom-Sensor Eingänge auch für die Masse-Sensor Eingänge wirkt.
 
der "Diodentrick"
zur Verbesserung der Fahreigenschaften bei 3-Leiter Betrieb mit Masse-Sensoren hat sich inzwischen der sog. "Diodentrick" herumgesprochen:
arrowhttp://www.moba-tipps.de/diodentrick.pdf
 
Diese Diode auch gut auf meine vorhandene SMS-Platine integriert werden. Es werden D14, D24 usw. bestückt und dann am X11 Pin1 oder 3 die Masse angeschlossen. Dann müssen noch Lötbrücken über die Plätze von D13, D23 usw. gelötet werden. Nun ist die Diode passend eingebaut.
 
Es kann im Extremfall der gesamte Boosterstrom durch die Diode fließen (bei Kurzschluss in diesem Abschnitt und keinerlei weiteren Verbrauchern auf der Anlage). Geeignete Dioden:
  1. MBRS340 (kann 4A bei Raumtemperatur), SMC, Schottky, bei Reichelt erhältlich
    Es fehlt ca. 1 mm an Länge, aber die wird man wohl verlöten können - für die Breite kann man ja über 2 "Diodenspalten" gehen. Die Diode belegt dann je Rückmelder alle 4 Landeplätze auf dem SMS
  2. MBRS140 (kann 1A, SMB, Schottky, bei Reichelt erhältlich
    Belegt einen Diodenplatz der 4 vorhandenen je Rückmelde-Eingang. Der Dioden-Landeplatz der in Reihe geschalteten Diode muss gebrückt werden, die 2. "Diodenspalten" bleibt frei.

Freeze-Funktion

Bei der Verwendung als Strom-Sensor kann man eine Freeze-Funktion konfigurieren. Der Sinn ist dieses: werden Gleise mit Hilfe von Stromsensoren überwacht, dann gilt ein Gleis als Besetzt, solange hier ein Strom fließt. Dies wird durch einen Verbraucher auf dem Gleis (Motor, Beleuchtung usw.) gewährleistet. Ist nun die Gleisspannung abgeschaltet (z.B. nach einem Kurzschluss) dann gibt es keine Spannung mehr, also auch kein Strom. Kein Strom bedeutet aber: Gleis frei. Also werden alle Gleise als "frei" erkannt. Ist nun eine Steuerungs-Software nicht so intelligent, das diese beim Abschalten von Gleisspannung den Status einfriert, so kann die Steuerung ganz schön durcheinander kommen (denn alle Züge sind ja plötzlich "weg"!).
Deshalb habe ich die Möglichkeit realisiert, dass das SMS88-N Modul die Gleisspannung überwachen kann. Fehlt die Spannung, dann wird der Status eingefroren (einfrieren in engl. = "freeze"). Leider genügt es nicht, denn "Freeze-Eingang" bei Nichtbenutzung einfach nicht anzuschließen, denn das Modul würde dann ja dort die Situation "keine Gleis-Spannung" sehen und seinen Zustand einfrieren. Deshalb muss man dem Modul mitteilen, ob denn die Freeze-Funktion genutzt werden soll. Dies wird durch die Positionierung der LED realisiert:
 
mit Freeze Funktionohne Freeze Funktion
sms88sms88

 

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In Circuit Programmierung

Über den 5-poligen Stecker X9 kann die
bestückte Dekoder Platine programmiert werden.
 
siehe arrow PICs programmieren
siehe arrow mein PIC-Programmer
SMS88 Programmierstecker X9

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Archiv für ältere Versionen

siehe arrow MS88 Modul (Masse-Sensor, keine Strom-Sensor Funktion)

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