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8-fach Weichen-Dekoder Weich88-8 mit Rückmeldung

Diese Seite beschreibt ein Modul für ein eigenes Rückmelde-System (siehe Konzept-Beschreibung).
Um dieses Modul einzusetzen, benötigen Sie
1) eine Zentrale mit S88-Bus
2) ein Power-Modul S88-P
3) Weichen mit Endabschaltung
Alternativ kann dieses Modul auch als reiner Weichendekoder ohne eine Rückmeldung für 4 Weichen eingesetzt werden. Ein Anschluss an den S88-Bus ist dann natürlich nicht notwendig, d.h. es besteht dann keine Abhängigkeit von meinem Rückmelde-Konzept.

achtung3 (1K) Dieses Modul-Reihe wurde ab 2008 ersetzt durch die Module für den S88-N Bus arrowModule für den S88-N - Konzept achtung3 (1K)

 
Anschluss / Stückliste / Download / Variations-Möglichkeiten / In Circuit Programmierung / Adressen lernen / Time Out Funktion / Abschaltzeit ändern / Fehlersuche

 
Weichendekoder mit Rückmeldung

 
Dieses Modul kann gleich 2 Dinge auf einmal: Zum einen ist dies ein Weichendekoder, zum zweiten auch gleich ein Rückmelder. Die Aufgabe: Ansteuern von Weichen und zugleich das Rückmelden, ob denn die Weiche geschaltet hat.
 

 
Bei den Weichenrückmeldungen kann man 3 Arten unterscheiden:
  1. falsche Rückmeldung: Dies sind die Lampen z.B. am Keyboard oder auch die Anzeige im Keyboard-Display der Intellibox. Diese Anzeige sagt nur aus, welche Keyboard-Taste zuletzt gedrückt wurde.
  2. halbechte Rückmeldung: Klemmt man an die Gleisspannung neben den Weichendekoder noch einen Schaltdekoder, so schaltet dieser parallel zur Weiche und kann damit z.B. LEDs im Gleisbildstellwerk schalten. Hier wird immerhin erkannt, ob der Weichenbefehl wirklich am Gleis gelegen hat.
  3. echte Rückmeldung: Diese greift das Rückmelde-Signale am Ende der Schaltkette ab - an der Weiche. Es wird hier erkannt, ob die Weiche tatsächlich geschaltet hat. Auch ein Klemmen der Weiche oder eine Verstellung per Hand wird dadurch erkannt.
Bei diesem Modul wurde die echte Rückmeldung realisiert. Hierfür ist es notwendig, dass dieser Weichendekoder auch am S88-Bus angeschlossen ist (bzw. dass dieses Rückmeldemodul auch Weichen schaltet..). Realisiert wurde dies mit 2 PICs. Der eine dekodiert die Digitalspannung und schaltet die Weichen, der zweite meldet die Weichenstellung über den S88-Bus an die Zentrale. Hierbei ist der Weichen-Teil und der S88-Teil durch Optokoppler getrennt. Dadurch ist es möglich, die Weichen mit einer beliebigen Spannung zu schalten. Es muss nicht einmal eine Digital-Spannung sein, denn die Weichenbefehle erhält der Weich88 über meinen erweiterten S88-Bus. Durch die Optokoppler können prinzipiell keine Probleme mit Masseschleifen auftreten.
Man kann diese Platine auch nur als Weichendekoder benutzen, dann allerdings muss er an die Digital-Spannung angeschlossen werden.
 
Für welche Weichenantriebe ist dieses Modul geeignet?
Auf jeden Fall ist es notwendig, dass die Weichen eine Endabschaltung besitzen. Dies ist z.B. bei Märklin C-Gleis Weichen der Fall. Teilweise gibt es mit diesen Weichen jedoch Probleme, wenn die Weichen von Hand verstellt werden. Je nach Antrieb werden die Handschaltungen nicht immer gut erkannt. Dies liegt daran, dass bei den C-Gleis Weichen die Antriebe durch eine Handverstellung teilweise nicht richtig in die Endstellung gebracht werden. Beim elektrischen Schalten der Weiche ist dies jedoch meistens der Fall (und wenn nicht, dann seien Sie bloss froh, dass mein Weichendekoder eine Time-Out Funktion besitzt und der Antrieb daher nicht durchbrennen kann, sonst wäre er in dieser Situation stark gefährdet).
Weniger problematisch ist die Sache mit Märklin K-Gleis Weichen, hier werden auch Handverstellungen gut erkannt.
Keine Chance haben Sie mit Märklin M-Gleis Weichen, da hier die Endabschaltung fehlt und eine Nachrüstung ziemlich aufwendig sein dürfte (wenn überhaupt möglich?).
 
siehe auch arrow geeignete Weichenantriebe - eine Übersicht
 
Welche PC Steuerungs-Software kann die Weichen-Rüclmeldung auswerten?
Um die Rückmeldung der Weichenstellung auch auf dem PC zu sehen, muss die verwendete Steuerungssoftware es ermöglichen, eine S88-Rückmeldung mit einer Weichenstellung zu verknüpfen.
WinDigiPet kann leider keine S88-Rückmeldung einer Weichenstellung zuordnen.

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Anschluss

Anschlussplan

 
Anschlüsse:

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Die Stückliste

QtyPartsBezeichnungBezugBestellnummerPreisAnmerkung
1IC1Prozessor PIC 16F627, SO-18ReicheltPIC 16F627-04SO2.45nur Variante 1, siehe (1)
1IC2Prozessor PIC 16F630, SO-14ReicheltPIC 16F630-I/SL1.50
2IC3, IC4Spannungsregler 78L05, SO-8ReicheltµA 78L05 SMD0.12IC3 nur Variante 1
4IC5, IC6, IC7, IC8Treiber ULN2003, SO-16ReicheltULN 2003 AD SMD0.24
4OK1, OK2, OK3, OK4Optokoppler ILD74, DIP8ReicheltILD 740.50nur Variante 1
1OK5Optokoppler 6N137, DIP8Reichelt6N 1370.49nur Variante 1
1G1Gleichrichter DF005ReicheltSMD DF 0050.17
1D1Diode LL4148, SOD80Reichelt1N 4148 SMD0.04
2LED1, LED2LED, 1206ReicheltSMD-LED 1206 xx0.11xx = RT/GN/GE
LED1 nur Variante 1
1T1Transistor NPN BC817, SOT23ReicheltBC 817-40 SMD0.05nur Variante 1
5R2..R6Widerstand 47 R, 1206ReicheltSMD 1/4W 470.10nur Variante 1
1R7Widerstand 22 kR, 1206ReicheltSMD 1/4W 22k0.10nur Variante 2
10R9, R24, R31..R38Widerstand 10 kR, 1206ReicheltSMD 1/4W 10k0.10R24, R31..R38 nur Variante 1
8R11..R18Widerstand 1.5 kR, 1206ReicheltSMD 1/4W 1,5k0.10nur Variante 1
3R10, R20, R25Widerstand 470 R, 1206ReicheltSMD 1/4W 4700.10R10, R25 nur Variante 1
1R26Widerstand 1 kR, 1206ReicheltSMD 1/4W 1,0k0.10nur Variante 1
1R99Widerstand 100 kR, 1206ReicheltSMD 1/4W 100k0.10nur Variante 1
1C1Elko 470uF, 35V, radial (stehend)ReicheltRAD 470/350.14nur Variante 1
4C3..C5, C11Keramik-C 100nF, 1206ReicheltX7R-G1206 100N0.09C5, C11 nur Variante 1
4C7Keramik-C 47pF, 0805ReicheltNPO-G0805 47pF0.05nur Variante 2, siehe (3)
2C2, C10Tantal 22uF, 20V, DReicheltSMD TAN.22/200.71C10 nur Variante 1
1F1SMD-Sicherung:
2.0 A Superflink oder kleiner
siehe hier
4X1..X4Stecksystem 3-polig, RM 3.5 mmReicheltAKL 182-030.26mit AKL 169-03
2X30, X31Westernstecker 8-8, stehendConrad7162320.39nur Variante 1, siehe (2)
1X5Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mmReichelt(SL 2x40G 2,54) = 2x40-polig0.28
1X6Stecksystem 2-polig, RM 3.5 mmReicheltAKL 182-020.18mit AKL 169-02
1SW1Taster 9313ReicheltTaster 93130.23
1Z1DIN-Schienen-HalterReicheltBOPLA TSH352.30optional
1LP1Platine, ca. 90 mm x 50 mmHinweisPlatine "Weich88"7.00

 
(1) Ich empfehle hier ausdrücklich den 16F627 und nicht den 16F627A. Der A-Type ist wesentlich kritischer in der Programmierung. Teilweise ging dies bei meinen Tests mit PBrenner gar nicht, mit IC-Prog nur bei verringerter Brenngeschwindigkeit. Der A-Type scheint sehr empfindlich gegenüber Reflexionen auf der Programmier-Leitung.
Auch ein 16F628 müsste gehen.
 
(2) Der Westernstecker 716232 in den Ladengeschäften von Conrad in der Regel nicht vorrätig, daher entweder vorher dort anrufen oder gleich eine schriftliche Bestellung aufgeben.

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Download

adobe Schaltplan, Bestückungsdruck
Layout für Weich88-8 V1.20

 
Firmware Download für 16F627
Pixel
disk Protokollerweiterter S88 Bus / S88-N Bus
Names88_320.hex
VersionV3.20 vom 14.03.2009
ProzessorPIC 16F627 / 16F627A / 16F628 / 16F628A
ID-Value0320
Änderungen V3.00 erste Veröffentlichung
V3.01 Freeze Funktion
V3.03 automatische Polaritätserkennung für den S88-Bus
V3.04 Fehler bei invertiertem S88-Bus korrigiert
V3.08 Neue Polaritäts-Erkennung (wg. ECoS-Problem)
V3.20 Bus-Timing für HSI88 und Märklin 6050 optimiert, Details

 
Hinweis: diese Firmware des 16F627 ist für MS88 / GLS88 und Weich88 (in S88 und auch in S88-N Version) identisch. Sie ist intelligent genug und erkennt, auf welchem Modul sie arbeiten darf!
 
Firmware Download für 16F630 - Motorola
Pixel
disk ProtokollMotorola
Nameweich88_351_mm.hex
VersionV3.51 vom 28.06.2011
ProzessorPIC 16F630/676
ID-Value1xxx
Shop Bestell-Nummerpic630-001-m
vordefinierte
Adressen
1 - grün / rot (Weiche #1 links / rechts)
2 - grün / rot (Weiche #2 links / rechts)
3 - grün / rot (Weiche #3 links / rechts)
4 - grün / rot (Weiche #4 links / rechts)
AnmerkungenProgrammierung über X5 (Pfostenstecker)
Änderungen V2.08 erste Veröffentlichung
V2.12 keine Änderungen
V2.19 Problem mit Sonderoption 901 der Intellibox behoben
V2.24 Abschaltzeit im EEPROM änderbar
V3.00 interne Neuorganisation
V3.02 Code ist jetzt kompatibel zum 16F676
V3.06 Learning: Signalisierung auch an LED
V3.09 Speicheroptimierung, vor allen Signalbildern jetzt Dunkelphase
V3.12 Anpassung an DDW-Timing
V3.26 ID für Manipulator hinzu
V3.38 verbesserte Time-Out Funktion
V3.51 Abschaltbefehl kann ignoriert werden, d.h. immer Abschalten nach TimeOut

 
Firmware Download für 16F630 - DCC
Pixel
disk ProtokollDCC
Nameweich88_351_dcc.hex
VersionV3.51 vom 28.06.2011
ProzessorPIC 16F630/676
ID-Value1xxx
Shop Bestell-Nummerpic630-001-d
vordefinierte
Adressen
1 - grün / rot (Weiche #1 links / rechts)
2 - grün / rot (Weiche #2 links / rechts)
3 - grün / rot (Weiche #3 links / rechts)
4 - grün / rot (Weiche #4 links / rechts)
AnmerkungenProgrammierung über X5 (Pfostenstecker)
Änderungen V2.12 erste Veröffentlichung
V2.24 Abschaltzeit im EEPROM änderbar
V2.30 DCC Abschaltbefehl wird korrekt verarbeitet
V3.00 interne Neuorganisation
V3.02 Code ist jetzt kompatibel zum 16F676
V3.06 Learning: Signalisierung auch an LED
V3.09 Speicheroptimierung, vor allen Signalbildern jetzt Dunkelphase
V3.18 Kompatibilität zu RailCom Zentralen (NOP Befehl)
V3.26 ID für Manipulator hinzu
V3.38 verbesserte Time-Out Funktion
V3.51 Abschaltbefehl kann ignoriert werden, d.h. immer Abschalten nach TimeOut

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Variationsmöglichkeiten

Variante 1
mit Rückmeldung: Weichenbefehle werden über den erweiterten S88-Bus empfangen.
variante1
Es entfallen also diese Bauteile:
R7, C7

 
Variante 2
ohne Rückmeldung: Verwendung als reiner 4-er Weichendekoder, der Rückmelde-Teil entfällt.
variante2
Es entfallen also diese Bauteile:
IC1, IC3
OK1, OK2, OK3, OK4, OK5
LED1, T1
R2, R3, R4, R5, R6, R10, R11..R18, R24, R25, R26, R31..R38, R99
C1, C5, C10, C11
X30, X31

 
Variante 3
ohne Rückmeldung, aber Befehls-Übertragung über den S88-Bus:
variante3
Es entfallen also diese Bauteile:
IC1
OK1, OK2, OK3, OK4
LED1
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R10, R11..R18, R31..R38, R99
C7
Da der 16F627 (also der "S88-PIC") entfällt, muss das Daten-Eingangssignal mit dem Daten-Ausgangssignal über eine zusätzliche Leitung verbunden werden. Die Pins 2 der beiden Westernstecker sind daher zu verbinden!

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In Circuit Programmierung


Zur Erinnerung: während des Programmierens sollte nur die Verbindung zum Programmer hergestellt sein. Es sollte weder eine Versorgungsspannung noch eine S88-Verbindung angelegt sein.
Programmierstecker

 
siehe arrow PICs programmieren
siehe arrow mein PIC-Programmer

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Adressen lernen (Address learning function)

Durch Drücken des Programmier-Tasters auf der Platine gelangt der Dekoder in den Lern-Modus. Nun fängt die erste Weiche an zu togglen (hierfür gibt es leider keinen schönen deutschen Begriff, aber die Weiche schaltet hin- und her). Jetzt kann man eine Weichenadresse senden (z.B. durch Druck einer Keyboard-Taste, eines PC-Befehls oder womit Sie auch immer gedenken, Ihre Weichen zu schalten). Hierdurch wird eben diese Adresse zur Adresse der gerade toggelnden Weiche. Nun beginnt das Spiel für die 2. Weiche...
Alternativ kann man auch den Programmier-Taster erneut drücken. Dadurch wird direkt zur 2. Weiche gesprungen, ohne die Adresse der ersten zu verändern.
Tipp: Reagiert die Weiche "falsch herum", dann einfach die Adresse noch mal mit der anderen Taste des Keyboard (z.B. Rot statt Grün) programmieren!
 
Die Adressen können auch mit dem HEX-Manipulator konfiguriert werden:
 
arrow Hex_Manipu - Manipulieren des HEX-Files

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Zur Time-Out Funktion

Diese Funktion ist sozusagen die 4. Versicherung, bevor es zu einem Schmelzen der Antriebs-Spule kommt: Zunächst gibt es die Endabschaltung der Weichen. Durch sie trennt sich die Spule i.d.R. nach dem Umschalten selbst von der Spannung. Vorher sollte die Spannung von aussen natürlich noch nicht abgeschaltet werden, da die Weiche noch nicht in der Endlage ist.
Dann greifen als nächstes die Ausschalt-Befehle der Zentrale (es werden 2 Stück gesendet). Durch sie nimmt der Dekoder die Spannung an seinem Ausgang weg.
Und sollte dies nicht funktioniert haben, da z.B. gerade in diesem Moment ein halb entgleister Zug die Abschalt-Befehle verstümmelt, greift die Time-Out Funktion: Jede Spule wird nach ca. 500 ms (konfigurierbar) ab V2.24) abgeschaltet, auch wenn der Abschalt-Befehl nicht empfangen wurde.
M-Weichen besitzen die Endabschaltung nicht. Sie würden daher bei fehlenden Abschalt-Befehlen verglühen...

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Abschaltzeit für Time-Out ändern (ab V2.24)

Die Abschaltzeit für die Time-Out Funktion kann konfiguriert werden. Dadurch ist es z.B. möglich, "langsame" Weichenantriebe wie Motorantriebe einzusetzten.
 
Konfiguration der Time-Out Abschaltzeit
Pixel
EEPROM-Zelle$20
zulässiger Wertebereich1 bis 127 (dez.)
001 (dez) = 01 (hex)ca. 0.5 sec.
002 (dez) = 02 (hex)ca. 1.0 sec.
003 (dez) = 03 (hex)ca. 1.5 sec.
usw.
127 (dez) = 7F (hex)ca. 63.5 sec.

 
Vorgehen siehe arrow Daten im EEPROM ändern
 
Die Parameter können auch mit dem HEX-Manipulator konfiguriert werden:
 
arrow Hex_Manipu - Manipulieren des HEX-Files

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Fehlersuche

Der PIC 16F630 (IC2) stürzt beim Umschalten einer Weiche oder bei der Lern-Funktion ab.

Wenn der PIC beim Weichenschalten abstürzt, so kann das daran liegen, dass die 5V-Spannung durch den Umschaltstrom einbricht. Folgende Gründe fallen mir dazu ein:
  1. C2 fehlt oder zu klein
  2. Bei eigenem Layout: C3 liegt ungünstig, evtl. direkt am PIC einen weiteren 100 nF anlöten, wenn der 78L05 sehr weit weg liegt.
  3. Pin 9 vom ULN (+) ist nicht angeschlossen.
  4. Bei eigenem Layout: Pin 9 vom ULN (+) liegt an der 5V-Spannung. Muss an der 18V-Spannung liegen.
  5. Bei eigenem Layout: 78L05 (IC4) unterdimensioniert, wird heiss und schaltet sich ab.
  6. 78L05 (IC4) / Sicherung (F1) / Gleichrichter (G1) schlecht gelötet
  7. Zuleitung des Dekoders zu hochohmig

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