SAnD-Ei


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SAnD-Ei - Servo Ansteuerungs-Dekoder (Ein Servo)

Diese Seite beschreibt einen Dekoder, der über digitale Befehle 1 Servo ansteuern kann.

Anschluss / Stückliste / Download / In Circuit Programmierung / Adressen lernen / Kurvenform konfigurieren

Sand-Ei Dekoder

Auf vielfachen Wunsch wurde ein Kleiner Bruder des Sand entwickelt. Wie der Name schon andeutet, kann dieser Dekoder nur 1 Servo ansteuern. Die Aktionen können durch 2 Taster (und damit auch von Analog-Bahn Fahrern) oder durch digitale Befehle ausgelöst werden.
Die Bauform wurde bewusst eher schmal gehalten. Dadurch sollte die Platine auch in den Wattenscheider Signalschacht von Fremo passen. Auch der Einsatz in Fahrzeugen ist möglich. Hierfür kann dann die Platine auf ca. 28 mm gekürzt werden. Dadurch fallen die Stecker sowie die Bauteile für die Taster-Eingänge weg (Taster machen ja in einem Fahrzeug auch nur wenig Sinn).

Hier die Eigenschaften des SAnD-Ei:

Für Motorola (Märklin) oder DCC
Digitale Ansteuerung von 1 Servo mit nahezu beliebigen Kurvenformen
Über 8 Digital-Adressen können 4 unterschiedliche Kurven abgerufen werden.
Kurven können einmalig oder wiederholt ("Loop") ablaufen
Jeder Ablauf kann bis zu 100 Schritte haben. Dabei ist eine Schritt-Breite von 20 ms bis zu 4 s möglich, d.h. ein Ablauf kann bis zu 6.6 min dauern.
Ansteuern auch durch Tasten möglich
Baugröße auch für den Einbau in Fahrzeuge geeignet
erweiterter Einstellbereich für den Servo (gängig sind 1 ms .. 2 ms). Die mininale Impulsbreite kann 0.4 ms, die maximale Impulsbreite 4 ms betragen, wobei ein maximales Delta von ca. 2 ms möglich ist (also z.B. 0.4 ms .. 2.4 ms).
Konfiguration der Kurvenform und Parameter via PC-Software
Konfigurierbar, ob nach Ablauf die Servo-Spannung und/oder die Servo-Impulse abgeschaltet werden sollen. Dadurch kann ein ständiges Nachjustieren (und damit Brummen) des Servos verhindert werden.
Anwendungsbeispiel 1: Umlegen von Weichen und Signalen inkl. "Umfassen" (das ist eine kleine Pause im Ablauf, in der ein Stellwerker den Hebel neu greifen muss)
Anwendungsbeispiel 2: Ansteuerung von Schranken (inkl. "Nachwippen")
Anwendungsbeispiel 3: Öffnen / Schliessen von Toren etc.
Anwendungsbeispiel 4: Ansteuerung von Spielplatz-Wippen etc. ("Loop"-Funktion)
Einstellen der Servo-Endpositionen durch Justage-Routine möglich
Die Adressen können beliebig vergeben werden
Address Learning Funktion: Nach dem Druck auf die Taste gelangt der Dekoder in den "Lern-Modus".
Keine DIP-Schalter notwendig, also auch keine Adress-Tabellen
Polung der Eingangssignale beliebig, keine Verpolungsmöglichkeit
Platinen-Grösse: 53 mm x 16 mm, kann auf 28 mm x 16 mm verkleinert werden

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Anschluss

Die Platine kann bei beengten Platzverhältnissen verkeinert werden. Hier die beiden typischen Varianten. Auch Mischformen sind hier möglich (z.B. Stecker für Taster, Lötpads ohne Stecker für Digital, also nur der linke Platinen-Teil abgetrennt).

In der Minimal-Ausstattung entfallen die Stecker und damit auch die Taster-Eingänge. Ein typischer Einsatz-Fall wäre hier die Ansteuerung von Servos in Fahrzeugen:

Anschluss Sand-Ei Dekoder - minimal

Wird die Platine in der maximalen Ausstattung betrieben, dann kriegt man einen Stecker für die Verbindung zur Gleisspannung sowie für 2 Taster (bzw. Schalter) dazu. Die externen Taster werden an den 3-poligen Stecker angeschlossen (Spannungszufuhr = mittlerer Kontakt, von dort dann via Taster / Schalter zu den beiden äußeren Kontakten des Steckers gehen). An 2-poligen Stecker wird die Spannungsversorgung angeschlossen. Dies ist idR. die Digital-Spannung, kann aber beim Einsatz mit Tastern auch Analog (DC) sein.

Anschluss Sand-Ei Dekoder - normal

Für den Anschluss an den Servo ist eine 3-Polige Stiftleiste im RM 2.54 ("JR-Stecker") vorgesehen.

Anschluss Sand-Ei Dekoder - Servo

Beim Einsatz in Fahrzeugen kann ein Spannungs-Einbruch zu Zuckungen des Servos führen, da dann plötzlich die Servo-Spannung einbricht und der Servo einen Reset macht. Um dies zu verhindern, kann die Versorgungs-Spannung gepuffert werden. Da es sich um die 5V-Spannung handelt (die auch die Servo Versorgungsspannung ist), können hier auch sog. GoldCap Kondensatoren eingesetzt werden.

Bitte beachten Sie: eine Verpolung beim Anschluss eines GoldCap Kondensators hat im besten Fall die Zerstörung des Kondensators zur Folge! Auch eine Explosion des Kondensators ist dann nicht unwahrscheinlich. Also bitte die Polung der Anschlüsse hier sehr gründlich kontrollieren!

Anschluss Sand-Ei Dekoder - Puffer-Kondensator

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Die Stückliste

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

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
1	IC1	Prozessor 16F684-I/SL , SOIC-14		Reichelt	PIC 16F684-I/SL	ca. 1.20 Euro
1	IC2	Spannungsregler 78M05 , D-PAK		Digital-Bahn	78M05	0.47 Euro
1	T1	Transistor PNP BC807 , SOT23		Reichelt	BC 807-40 SMD	ca. 0.05 Euro
1	T3	Transistor NPN BCX55 , SOT89		Reichelt	BCX 55 SMD	ca. 0.14 Euro
5	D1..D5	Diode SD103AW / SD103BW, SOD123		Reichelt	SD 103BW	ca. 0.05 Euro
5	D1..D5	Diode SD103AW / SD103BW, SOD123		Shop	diode_SD103	Staffelpreis lt. Shop
1	LED1	LED , 1206		Reichelt	SMD-LED 1206 xx	ca. 0.11 Euro	xx = RT/GN/GE
2	R1, R2	Widerstand 15R , 1206		Reichelt	SMD 1/4W 15	ca. 0.10 Euro
2	R5, R6	Widerstand 1 k , 1206		Reichelt	SMD 1/4W 1,0k	ca. 0.10 Euro
1	R7	Widerstand 470R , 1206		Reichelt	SMD 1/4W 470	ca. 0.10 Euro
3	R8, R20, R21	Widerstand 10k , 1206		Reichelt	SMD 1/4W 10k	ca. 0.10 Euro
1	R22	Widerstand 22k , 1206		Reichelt	SMD 1/4W 22k	ca. 0.10 Euro
1	C1	Tantal Elko 22uF/20V , D		Reichelt	SMD TAN.22/20	ca. 0.71 Euro
3	C2..C4	Keramik-Kond. 100 nF , 1206		Reichelt	X7R-G1206 100N	ca. 0.10 Euro
1	C22	Keramik-Kond. 47 pF , 0805		Reichelt	NPO-G0805 47p	ca. 0.05 Euro
1	S1	Stiftleiste 1x3-polig gerade, RM 2.54 mm		Reichelt	(SL 1x40G 2,54) = 40-polig	ca. 0.18 Euro	für Servo (JK), abschneiden
1	X20	Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mm		Reichelt	(SL 2x40G 2,54) = 2x40-polig	ca. 0.28 Euro	Programmierstecker
1	LP1	Platine, ca. 53 mm x 16 mm x 1 mm		Shop	pcb_sandei	Staffelpreis lt. Shop

Ergänzungs-Stückliste 1: Tastatur-Eingänge

Bei Verwendung der Tastatur-Eingänge (rechter optionaler Platinen-Teil) kommen diese Bauteile noch hinzu:

Dieser Artikel ist im Shop als Bausatz verfügbar unter der Artikel-Nummer
kit_sandei_erg1

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
4	R30..R33	Widerstand 22k , 1206		Reichelt	SMD 1/4W 22k	ca. 0.10 Euro
2	C30, C31	Keramik-Kond. 47 pF , 0805		Reichelt	NPO-G0805 47p	ca. 0.05 Euro
1	X5	Stecksystem 3-polig, RM 3.5 mm		Reichelt	AKL 182-03 / AKL 169-03	ca. 0.35 + 0.66 Euro

Ergänzungs-Stückliste 2: Anschluss per Stecker

Bei Anschluss der Gleisspannung via Stecker (linker optionaler Platinen-Teil) werden noch benötigt:

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kit_sandei_erg2

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
1	F1	Sicherung 500 mA, SMD	Reichelt	SMD-SF 0,5A	0.39
1	X3	Stecksystem 2-polig, RM 3.5 mm	Reichelt	AKL 182-02	0.18	mit AKL 169-02

Ergänzungs-Stückliste 4: Verbindungs-Kabel zur Justage-Platine

Bei Anschluss der Gleisspannung via Stecker (linker optionaler Platinen-Teil) werden noch benötigt:

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
1	Flachband-Kabel	6-polig RM 1.27 mm, ca. 20 bis 30 cm	Reichelt	z.B. aus AWG 28-10F 3m	2.60
2	Klemmverbinder	6-polig 2x3 RM 2.54 mm	Reichelt	PFL 6	0.43

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Download

Schaltplan, Bestückungsdruck
Layout für SAnD-Ei V1.21

Motorola Firmware Download

	Protokoll	Motorola
	Name	sand_ei_mm_352.hex
	Version	V3.52 vom 04.09.2011
	Prozessor	PIC 16F684
	ID-Value	Axxx
	Shop Bestell-Nummer	pic684-40a-m
	vordefinierte Adressen	1 - grün (Aktion 1) 2 - grün (Aktion 2) 3 - grün (Aktion 3) 4 - grün (Aktion 4)
	Änderungen	V3.52 Einlesen Taster auch bei Versorgung mit Digtal-Spannung V3.47 Vor-Eingestellte Kurven optimiert, Impuls-Widerholungen bei Kurven-Ende V3.46 vordefinierte Kurven angepasst V3.44 Korrekturen Tasterturerkennung V3.43 erste Veröffentlichung

DCC Firmware Download

	Protokoll	DCC
	Name	sand_ei_dcc_352.hex
	Version	V3.52 vom 04.09.2011
	Prozessor	PIC 16F684
	ID-Value	Axxx
	Shop Bestell-Nummer	pic684-40a-d
	vordefinierte Adressen	1 - grün (Aktion 1) 2 - grün (Aktion 2) 3 - grün (Aktion 3) 4 - grün (Aktion 4)
	Änderungen	V3.52 Einlesen Taster auch bei Versorgung mit Digtal-Spannung V3.47 Vor-Eingestellte Kurven optimiert, Impuls-Widerholungen bei Kurven-Ende V3.46 vordefinierte Kurven angepasst V3.44 Korrekturen Tasterturerkennung V3.43 erste Veröffentlichung

Zusätzlich gibt es hier einen Software-Satz als F-Dekoder Variante, wodurch die Ansteuerung der Servos durch die F-Tasten einer Lok-Adresse ermöglicht wird. Der Einbau in Fahrzeuge steht damit offen. Technisch betrachtet kann damit der Dekoder von einem Zubehör-Dekoder zum Fahrzeugdekoder mutieren. (Erläuterungen siehe hier).

Motorola Firmware Download (F-Dekoder)

	Protokoll	Motorola
	Name	fdekoder_sand_ei_mm_045.hex
	Version	V0.45 vom 17.07.2010
	Prozessor	PIC 16F684
	ID-Value	Cxxx
	Shop Bestell-Nummer	pic684-40c-m
	vordefinierte Adressen	1 - Lok 1 - F1 ein (Aktion 1) 2 - Lok 1 - F1 aus (Aktion 2) 3 - Lok 1 - F2 ein (Aktion 3) 4 - Lok 1 - F2 aus (Aktion 4)
	Änderungen	V0.45 erste Veröffentlichung

DCC Firmware Download (F-Dekoder)

	Protokoll	DCC
	Name	fdekoder_sand_ei_dcc_045.hex
	Version	V0.45 vom 17.07.2010
	Prozessor	PIC 16F684
	ID-Value	Cxxx
	Shop Bestell-Nummer	pic684-40c-m
	vordefinierte Adressen	1 - Lok 1 - F1 ein (Aktion 1) 2 - Lok 1 - F1 aus (Aktion 2) 3 - Lok 1 - F2 ein (Aktion 3) 4 - Lok 1 - F2 aus (Aktion 4)
	Änderungen	V0.45 erste Veröffentlichung

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In Circuit Programmierung

Über den 5-poligen Stecker X20 kann die
bestückte Dekoder Platine programmiert werden.

siehe

PICs programmieren
siehe

mein PIC-Programmer

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Adressen lernen (Address learning function)

Die Platine hat keinen integrierten Programmiertaster. Wer eine Justage-Platine hat, kann diese anschliessen und dann durch den SW1 (auf der Justage-Platine) den Programmier-Modus auslösen.
Eine weitere Möglichkeit ist ist ein kurzes Verbinden der Kontakte 1 und 4 am Programmier-Stecker, z.B. mit einem externen Taster oder mit einer Pinzette o.ä. Die Verbindung wird nur kurz hergestellt, also kein Kabel anlöten:

Sand-Ei Programmiermode

.. bei der Schaltdekoder-Variante

Durch den Druck auf den Programmier-Taster fängt die LED1 an zu blinken. Zuerst blinkt diese im 1er Rhythmus, jetzt wird die Adresse für den Befehl#1 abgefragt. Als nächstes (2er Blinken) möchte der Dekoder die Adresse für den Befehl#2 wissen, es folgt die Abfrage für Befehl#3 und Befehl#4. Jede Lernphase kann mit der Taste übersprungen werden, dann wird die bereits programmierte Adresse nicht verändert.

Solange die Kurven und die Zuordnung nicht über den Manipulator geändert wurden, ist die Abfolge der Adressen wie folgt definiert:

Adresse 1 = Servo hin
Adresse 2 = Servo hin
Adresse 3 = Servo hin- und her (Loop EIN)
Adresse 4 = Servo Loop AUS

.. bei der Funktionsdekoder-Variante

Um die F-Taste zuzuordnen, müssen keine CVs oder ähnliches programmiert werden und man braucht auch kein Programmier-Gleis. Das Vorgehen:

Die Zentrale sollte zunächst möglichst keine Lok mit eingeschalteter Funktion bedienen. Also am besten einen Reset der Zentrale durchführen
Programmier-Taster drücken - LED1 blinkt im 1er Takt
An der Zentrale die Lokadresse einstellen und die gewüschte Funktion einschalten. Es können hier die F-Tasten F1 bis F12 (sofern überhaupt vorhanden) verwendet werden
Die Adresse ist jetzt gespeichert
Die LED1 blinkt jetzt hektischer. Sobald die Funktion wieder abgeschaltet wird, geht die LED1 zum 2er Takt über
Jetzt die F-Taste für die 2. Funktion betätigen.
Damit ist der Lern-Modus beendet

Solange die Kurven und die Zuordnung nicht über den Manipulator geändert wurden, ist die Abfolge der Adressen wie folgt definiert:

Adresse 1 ein = Servo hin
Adresse 1 aus = Servo her
Adresse 2 ein = Servo hin- und her (Loop EIN)
Adresse 2 aus = Servo Loop AUS

Die Adressen können auch mit dem HEX-Manipulator konfiguriert werden:

Hex_Manipu - Manipulieren des HEX-Files

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Kurvenform konfigurieren

Die Parametrisierung und Justage ist hier beschrieben:

Konfiguration

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