CAN-digital-Bahn
Die PC-Schnitte - nicht mehr lieferbar -
Inhalt:
Allgemeines
Die Spannungsversorgung
Die PC-Seite
Die CAN-Seite
Einstellungen des Hyperterminals
Der Terminalbetrieb
Der erweiterte Befehlssatz
CV-Werte bearbeiten
Die Bedeutung der LEDs
Die Bedeutung der Lötpads
Treiber
Allgemeines:
Die PC-Schnitte ermöglicht unabhängig von der verwendeten Zentrale den Aufbau eines sehr leistungsstarken und störsicheren Rückmeldesystems, sie ist mit jedem Gleissystem und Datenformat einsetzbar. Dabei bietet die PC-Schnitte zwei verschiedene Betriebsarten, um mit möglichst vielen auf dem Markt befindlichen Modellbahnsteuerungsprogrammen kompatibel zu sein. Diese Betriebsartenauswahl erfolgt automatisch, abhängig von dem verwendeten Steuerungsprogramm.
Das Konzept wurde erstmals in der Monatsausgabe 3/2009 der MIBA vorgestellt.
Natürlich stellt die PC-Schnitte auch die Anbindung zum Programmieren der verschiedenen Rückmeldemodule dar. Über diesen Weg können verschiedene Eigenschaften der Module vom Anwender beliebig beeinflusst und auf seine Wünsche eingestellt werden.
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Als erstes soll hier noch einmal ausdrücklich erwähnt werden, dass die PC-Schnitte von zwei Seiten mit einer Spannung versorgt werden muss!
Zu einem über das USB-Kabel, für den USB-Chip, womit sich dieser am PC anmelden kann. Diese Spannung bewirkt aber nur, dass sich die USB-Seite bei Windows als „USB Serial Port (COMxx)“ anmeldet.
Die PC-Schnitte selber ist dadurch noch nicht funktionsfähig und kein Programm kann mit ihr kommunizieren!
Um die PC-Schnitte selbst zum Leben zu erwecken, muss diese mit einer weiteren Spannung versorgt werden.
Ein normaler Modellbahntrafo ist dazu leider nicht geeignet, da er eine zu hohe Spannung liefert. Die Spannung sollte sich in dem Bereich von 7V - 12V bewegen. Dabei darf es sich um Gleich- oder Wechselspannung handeln.
Eine einfache Lösung ist zum Beispiel ein alter Fahrtrafo, bei dem der Regler nicht ganz bis zur Mitte aufgedreht wird.
Eine gute Alternative ist ansonsten auch ein einfaches Steckernetzteil, welches meist günstig bei den üblichen "Bekannten" erhätlich ist.
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Die PC-Seite:
Der Anschluss der PC-Schnitte ist durch den vorhandenen USB Anschluss an jeden modernen PC sehr einfach möglich.
Außer der Treiber installation, die weiter unten genauer beschrieben wird, sind keine Einstellungen an dem PC zu tätigen.
Lediglich die immer anfallenden Einstellungen in der verwendeten Steuerungssoftware sind nötig.
Hierbei muss dann nur beachtet werden, das die Übertragungsrate auf 9600 Bit/s eingestellt wird.
Hinweis
Ein Verbindungsaufbau vom PC zur PC-Schnitte ist nur möglich, wenn nach dem Einschalten der Scan des CAN-Busses erfolgreich war und die vierte (die LED neben dem Controller), also die grüne Leuchtdiode leuchtet.
Diese LED signalisiert nach dem Einschalten, dass der CAN-Bus erfolgreich gescannt und mindestens ein Modul im CAN-Bus gefunden wurde. Diese Meldung ist zwingend für einen Betrieb mit dem PC erforderlich. Wird kein Modul gefunden und die LED bleibt nach dem Einschalten dunkel, ist kein Verbindungsaufbau vom PC zur PC-Schnitte möglich!
Allerdings erlischt diese LED, sobald das erste Mal erfolgreich Meldungen an den PC weitergereicht worden sind. Danach blinkt sie in dem Rhythmus, in dem Meldungen an den PC übertragen werden. Daran kann man auch gut erkennen, ob die Verbindung zum PC steht.
Blinkt diese LED und man hat keine Rückmeldung auf dem PC, sind die Einstellungen in der Steuerungssoftware zu prüfen.
Betrieb als HSI-Interface
Diese Betriebsart ist die Grundeinstellung. So ist sicher gestellt, dass die PC-Schnitte ohne zusätzliche Einstellungen mit den meisten Modellbahnsteuerunsprogrammen zusammen arbeiten kann.
Um diese Betriebsart zu nutzen, muss im verwendeten Steuerungsprogramm das HSI-s88 (RS232) der Firma Littfinski Datentechnik als Rückmeldesystem ausgewählt werden.
In dieser Betriebsart können aber nur lediglich 31 16-polige Rückmeldemodule verwaltet werden.
Beachtet werden muss dabei, dass die Anzahl der Module im PC-Programm immer! mit 31 angegeben werden muss. Dies ist unabhängig von der tatsächlichen Anzahl der angeschlossenen Module an der PC-Schnitte. Alle anderen Einstellungen, die vom PC an die PC-Schnitte gemeldet werden, werden von der PC-Schnitte nicht angenommen. Wird dies nicht beachtet, so kann es zu Fehlern bei der Anmeldung und im Betrieb mit der PC-Software führen.
Diese Einstellung der Anzahl der Module hat keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit, mit der die Meldungen an den PC übertragen werden!
Betrieb als CAN-digital-Bahn Rückmeldesystem
Bei der Verwendung der aktuellen Versionen von WinDigipet 2009, ModellStw oder iTrain sollte als Digitalsystem „CAN-digital-Bahn“ für die PC-Schnitte ausgewählt werden. So können dann bis zu 99 GleisReporter mit je 16 Eingängen an den PC gemeldet werden. Es sind keine gesonderten Einstellungen für diesen erweiterten Betrieb nötig, der Abgleich zwischen PC-Schnitte und den Programmen erfolgt automatisch
Wie die PC-Schnitte, abhängig von der gewählten Betriebsart, in das jeweilige Steuerungsprogramm eingebunden wird, ist in der entsprechenden Anleitung der Softwarehersteller nachzulesen.
Einige Beispiele finden sich dazu auch in dem Kapitel „Anwendungen“.
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Die CAN-Seite:
Die CAN-Seite der PC-Schnitte: Hier finden sich die Rückmeldemodule vom ModulBooster über StromSniffer bis zum GleisReporter wieder.
Beachtet werden müssen hier nicht viele Dinge. Wichtigster Punkt ist, dass keine zwei Rückmeldemodule der gleichen Typenklasse auf die selbe Adresse eingestellt sind. Als Typenklassen gibt es dabei zur Zeit nur die zwei Varianten von 8- oder 16-poligen Rückmeldemodulen.
Als Regel sollte gelten, dass man erst alle 8-poligen Module adressiert. Dabei ergibt die hier vergebene höchste Adresse geteilt durch zwei die kleinste mögliche Startadresse der 16-poligen Module. Da die Adressen ja aber nicht aufeinander folgen müssen, bietet es sich an, den zur Verfügung stehenden Adressraum von vornherein in zwei Bereiche zu teilen. So kann man dann bei Bedarf jederzeit das System um 8- oder 16-polige Module erweitern.
Als zweites muss noch beachtet werden, das alle angeschlossenen Rückmeldemodule die Sprache der PC-Schnitte sprechen und dementsprechend codiert sind.
Sollten sich für Anzeigezwecke in Stellpulten oder Ähnlichem ebenfalls GleisMonitore im Bus-System befinden, muss beachtet werden, dass sie ebenfalls auf die Sprache der PC-Schnitte codiert sind.
Diese Codierung erfolgt in manchen Modulen automatisch oder durch Einstellung als CV-Wert oder über eine Lötbrücke.
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Einstellungen zum Hyperterminal:
Dies lässt sich am leichtesten mit drei Bilder darstellen, die mehr als viele Worte sagen...
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Der Terminalbetrieb:
Sein Verhalten entspricht der Beschreibung in der Anleitung zum HSI-s88 von der Firma Litfinski. Diese „Befehle“ setzt die PC-Schnitte (bis auf die Angabe der Anzahl der Module) genauso um, wie das HSI-s88. Die PC-Schnitte kennt nur die zwei Angaben von 31 oder 99 Modulen
Die HSI kompatiblen Befehle:
v = Auslesen des Modulnamens und der Version. (Die Darstellung ist abhängig von t & k)
m = fragt die Eingangszustände an. (Die Darstellung ist abhängig von t oder k)
t = Terminalmode, es werden die gespeicherten Belegtmeldungen etwas lesbarer für den Anwender an den PC übertragen
s = Auslesen der aktuellen Meldungen, sowie Starten des automatischen Meldebetriebs.
Hinweis:
Wird kein „s“ gesendet, werden keine Meldungen automatisch an den PC übertragen!
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Der erweiterte Befehlssatz:
-k-:
Klartextmode, alle Ergebnisse werden ausführlicher dargestellt.
Die Anzeige wird immer auf die wirklich vorhandenen Module begrenzt.
Durch eine erneute Eingabe von „k“ wird der Modus wieder deaktiviert.
Um einmal den Unterschied zu zeigen, folgt hier die Darstellung als Bild bei der Eingabe eines „M“. Zuerst zeigt es, wenn der „Klartextmode 1“ aktiv ist.
In dem Beispiel gibt es nur einen GleisReporter im System und dieser hat die Adresse 25. Wäre ein Eingang des Reporters belegt, würde statt einer „0“ dort eine „1“ stehen. Die Zählweise der Pins entspricht der Draufsicht auf die Reporter von der Anschlussseite aus gesehen.
Dann als zweites sieht man das Ergebnis der Eingabe „M“, wenn nur der Terminal-Mode aktiv ist und der „Klartextmode 0“ abgeschaltet wurde.
Bei der dritten vorhandenen Darstellung, dem Terminal-Mode, lassen sich die Daten nur noch von einem PC interpretieren.
Einzelheiten über den Terminal-Mode kann man der Anleitung des HSI-s88 entnehmen.
Hinweis
Ist zum Testen per Hyperterminal der Klartextmode gestartet worden, muss dieser erst wieder beendet werden, bevor ein Modellbahnsteuerungsprogramm mit der PC-Schnitte im HSI-Modus in Verbindung treten kann.
-e- :
Steht für ENDE und beendet den automatischen Meldebetrieb an den PC.
Es wird keine Antwort an den PC zurück geliefert.
Die Belegtmeldungen, die über den CAN-Bus an die PC-Schnitte übertragen werden, werden weiter verarbeitet und im Speicher der PC-Schnitte abgelegt.
Das automatische Senden an den PC kann durch eine erneute Eingabe des Zeichen -s- wieder gestartet werden. Dadurch wird gleich der aktuelle Status aller Rückmeldemodule übertragen.
-r- :
Resettet die PC-Schnitte.
Alle Speicher werden gelöscht und die Abarbeitung der Software in der PC-Schnitte beginnt ganz von vorne.
Es wird keine Antwort an den PC zurück geliefert.
Diese Funktion hat keinen Einfluss auf den Speicher auf der PC-Seite im USB-Chip. Um diesen Speicher zu löschen, muss einmal der USB-Stecker gezogen werden!
-i- :
Dieser Befehl führt zu einem CAN-Bus-Scan, der etwas länger dauert. Während dieser Zeit geht die rote LED auf der Platine an und die PC-Schnitte nimmt keine weiteren Befehle vom Computer entgegen.
Bei diesem Scan wird der Bus auf seine Teilnehmer untersucht. Auf dem PC-Monitor werden dann alle gefundenen CAN-Module mit ihrer Beschreibung, dem Softwarestand und dem verbauten Controller-Typ aufgelistet.
Nach Beenden des Vorgangs erlischt die rote LED wieder.
Ist der automatische Meldebetrieb durch „s“ aktiviert, wird dieser weiter ausgeführt.
-w- :
Das Zeichen dient als Anmeldungserkennung, dass sich ein Modellbahnsteuerungsprogramm mit der PC-Schnitte im CAN-digital-Bahn Modus verbinden möchte. Es bewirkt, dass eine Grundstellung geladen wird:
Die Grundstellung sieht so aus:
Automatisches senden AUS
Terminal Mode AUS
KlartextMode AUS
Die Anzahl der Module wird auf 99 gesetzt
Ist die PC-Schnitte dann bereit, sendet sie die Zeichen „OK“ an den PC.
-p- :
Dieses Zeichen startet den Programmiermodus der PC-Schnitte zum Verändern der CV-Werte der Rückmeldemodule.
Alle folgenden Eingaben müssen mit der Entertaste abgeschlossen werden. Nach Eingabe des „p“ erscheint dann ein durch den Programmiermodus führender Text auf dem PC-Monitor und erklärt, was als nächstes gemacht werden muss. Hier einmal ein Durchlauf mit den entsprechenden Bildern als Beispiel
Als Modulnummer muss eine Eingabe zwischen 1 und 99 erfolgen, es wird dabei aber nur die Eingabe geprüft und nicht, ob das Modul auch wirklich im Bus ist.
Ist als Modulnummer zum Beispiel die 1 eingegeben worden, dann erscheint daraufhin sofort die nächste Zeile auf dem PC-Monitor.
Im nächsten Schritt muss dann der Eingang, der bearbeitet werden soll angegeben werden.
Dabei ist eine Eingabe zwischen 0 und 16 erlaubt.
Die Eingabe des Einganges 0, der ja auf keiner Platine vorhanden ist, hat dabei eine Sonderfunktion. Er bewirkt, dass alle CV-Werte von allen Eingängen in die Grundstellungen zurück gesetzt werden. Es werden zwar noch alle weiteren Schritte abgefragt, aber sie haben keinen Einfluss auf die Programmierung der Eingänge.
Dagegen spricht jede Zahl zwischen 1 und 16 den genannten Eingang an. Die Zählweise der Eingänge ist dabei wie beim Lesen üblich, von links nach rechts.
Wurde der Eingang angegeben, kann nun die Eingabe für die Einschaltverzögerung erfolgen.
Mit der Einschaltverzögerung gibt man die Zeit an, die eine Meldung mindestens am Eingang des Rückmeldemoduls ununterbrochen anstehen muss, bis diese als "WAHR" akzeptiert und an die PC-Schnitte gesendet wird.
Dabei sind Zahlen zwischen 0 und 255 erlaubt, wobei die eingegebene Zahl für die resultierende Zeit etwa mit 1,8ms multipliziert werden muss.
Wird an dieser Stelle die Eingabe nur mit der Entertaste fortgesetzt, wird der voreingestellte Wert von 32 geladen.
Als nächstes kann die Ausschaltverzögerung angegeben werden. Es gelten hier die gleichen Bedingungen, wie vorher für die Einschaltverzögerung beschrieben.
Übergeht man an dieser Stelle die Eingabe und schließt die Eingabe gleich ab, wird hier der voreingestellte Wert von 64 für den Eingang geladen.
Als letzte Eingabe wird noch nach der gewünschten Signalrichtung gefragt.
Hier ist lediglich die Eingabe einer 0 oder 1 erlaubt.
Ist diese Eingabe auch erfolgt und abgeschlossen worden, werden die Daten an den angebenen GleisReporter übertragen.
Dieser Vorgang kann nun für jeden einzelnen Eingang aller im Bus befindlichen GleisReporter individuell wiederholt werden.
Zum erneuten Starten der Eingabe muss zwei Mal die Entertaste betätigt werden.
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Die Bedeutung der LEDs:
Die Leuchtdioden von links nach rechts:
Die ganz linke LED (gelb) zeigt an, dass die Betriebsspannung anliegt. Sie wird direkt aus den 5V versorgt.
An zweiter Stelle befindet sich die LED „Service“ (rot). Sie leuchtet immer dann, wenn die PC-Schnitte neben dem normalen Meldebetrieb auch gezielt Informationen bei den GleisReportern anfragt und an den PC weiterleitet. Da bei diesen Anfragen viele Zeichen gesendet werden, kann es passieren, dass Meldungen von den Reportern erst verzögert an den PC übertragen werden.
Auch fängt die LED langsam an zu leuchten, wenn die Anzahl der Befehle auf dem CAN-Bus sehr stark ansteigt. Sie ist so auch ein Indikator für die Auslastung des CAN-Busses.
Die dritte LED (gelb) blinkt nach dem Einschalten schnell, wenn der CAN-Bus auf vorhandene Teilnehmer untersucht wird. Ist dieser Vorgang beendet, blinkt sie langsam als ‚Lebenszeichen’ weiter. Fällt dieses Blinken aus, ist die PC-Schnitte nicht mehr betriebsbereit.
Die vierte und letzte LED (grün) geht sofort nach dem Einschalten an, erlischt aber nach einer kurzen Wartezeit wieder. Diese Zeit ist dazu da, auf die Bereitschaft der CAN-Module auf dem Bus zu warten.
Danach wird der CAN-Bus gescannt. Wird kein Modul gefunden, bleibt sie dunkel. Wird beim Scannen mindesten ein Modul gefunden, leuchtet sie wieder. Sie erlischt aber sofort wieder sobald Daten an den PC übertragen worden.
Im Betrieb dient diese LED als Anzeige für die Zeit, in der die PC-Schnitte Daten an den PC übermittelt. So kann an dieser LED gut die Auslastung der Schnittstelle zum PC abgelesen werden.
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Die Bedeutung der Lötpads
Die auf der rechten Seite im Bild zu erkennenden Lötpads haben aktuelle keine Bedeutung. Es müssen an der PC-Schnitte keine Einstellungen vorgenommen werden.
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Treiber:
Da die PC-Schnitte über einen USB-Anschluss mit einem PC verbunden wird, ist ein Treiber für den Betrieb der PC-Schnitte erforderlich
Um einen größt möglichen sicheren Betrieb zu gewährleisten, wird ein Industriechip verwendet, dessen Hersteller einen passenden Treiber bereitstellt und diesen auch ständigt aktuallisiert. So ist sicher gestellt, dass auch zu kommenden Betriebssystemen oder bei Updates zu Windows der Treiber stets weiter geflegt wird.
Wird eine PC-Schnitte das erste Mal mit dem Computer verbunden, sollte dieser melden, dass eine neue Hardware erkannt wurde und ein Treiber installiert werden muss. Diesen kann man, wenn man vorher den Treiber auf die Festplatte gespielt hat, automatisch suchen lassen, so dass die Installation von alleine abläuft. Dabei bitte darauf achten, dass sich zwei Teile installieren!
Ist der Treiber installiert, findet man in der Systemsteuerung einen „USB Serial Port (COMxx)“
Die so entstandende Serielelle Schnittstelle muss dann immer mit der dahinter stehenden Nummer in der verwendeten Steuerungssoftware als Port eingetragen werden.
In diesem Beispiel COM 3
Getestet wurden die PC-Schnitte mit dem Treiber bis jetzt unter Windows XP und VISTA, sowie Windows 7.
Mit allen Betriebssystemen hat es problemlos funktioniert.
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