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Historisches


WeichenChef Servo
CAN-digital-Bahn


Der WeichenChef

für Servoantriebe


Inhalt:


Systemvoraussetzungen:

Diese Variante des WeichenChefs ist für die Ansteuerung von bis zu vier Servoantrieben gedacht. Für den Betrieb werden keine Endlagenschalter benötigt, die Stellungsinformationen für die Bediengeräte werden in Abhängigkeit von der Position des Servos automatisch generiert. Dieses Modul ist noch sehr einfach gehalten und stellt den Einstieg in die Servosteuerung im Rahmen des CAN-digital-Bahn-Projektes dar.

Weitere Varianten, welche um Relais für die Polarisierung von Herzstücken oder mit einer aktiven Rückmeldung erweitert werden können, folgen im Laufe der Zeit. Auch der Anschluss von Tastern vor Ort soll möglich werden. Da bei diesen Modulen die Möglichkeiten des CAN-Busses umfangreich genutzt werden sollen, werden diese Module auf einem anderen Controllertyp basieren, in den ich mich erst einarbeiten muss. So wird es noch etwas dauern, bis diese Module zur Verfügung stehen werden.

Bedient werden kann der WeichenChef von allen Geräten des CAN-digital-Bahn-Projektes aus, die zum Schalten gedacht sind. Auch eignen sich die CentralStation 2 und die MobileStation 2 dazu. Kurz gesagt, es gibt viele Wege, ihn zu bedienen. Hier ein paar Systemvorschläge:

Der Daten-Anschluss des WeichenChefs erfolgt über normales Netzwerkkabel. Auf welcher Seite ein Kabel angesteckt wird, ist dabei egal, es gibt kein Vorne und Hinten.

Neben dem Anschluss an das Systemkabel benötigt der WeichenChef noch eine Betriebsspannung, die zum Bewegen der Antriebe erforderlich ist. Diese Spannung kann zwischen 9V - 25V AC/ DC liegen. Durch den Einsatz eines modernen Spannungsreglers kommt das Modul selbst bei hohen Eingangsspannungen ohne Kühlkörper aus.

Natürlich lassen sich auch mehrere WeichenChefs unterschiedlichster Versionen in einem größeren Systemaufbau kombinieren, es gibt dabei keine adressbedingte Begrenzung. Ein WeichenChef kann sowohl auf Adressen aus dem DCC- oder auf Adressen aus dem Motorola-Bereich programmiert werden. Sollten weitere Adressbereiche dazu kommen, kann er auch diese lernen. Es stehen insgesamt rund 65000 Adressen zum Schalten zur Verfügung.

Bedienung:

Die Bedienung ist, denke ich, selbst erklärend und sie entspricht dem Vorgehen, wie bei allen bekannten Magnetartikeldecodern des Typs k83. Durch Aufrufen der Adresse an einer Zentrale oder einer anderen Bedieneinheit und dem Betätigen der Richtungstaste verfährt der am WeichenChef angeschlossene Servoantrieb.

Adressen:

Die vier Ausgänge des WeichenChefs sind automatisch auf die Adressen 1 bis 4 im Motorola-Adressraum voreingestellt.

Um die Adresseinstellung zu ändern, muss der WeichenChef die neue Adresse "lernen"

Dies ist sehr einfach, denn dazu muss lediglich der Taster auf der Platine ein bis vier Mal betätigt werden. Die Anzahl der Betätigung entspricht dem zu "lernenden" Ausgang. Drückt man 5x die Taste, ist man wieder im normalen Betriebsmodus.

Betätigt man nun zum Beispiel 2x die Taste des WeichenChefs, leuchtet nun die LED hinter dem Ausgang 2 auf. Gleichzeitig fährt der Servo in die Mittelstellung. Schaut man in das Display einer Bedieneinheit, sieht man die aktuelle Adresse des Ausganges langsam hin und her blinken. So zeigt der WeichenChef an, dass er nun im CAN-Bus nach einem Weichenbefehl ausschau hält, um die übertragene Adresse zu lernen. Dieser Weichenbefehl kann dabei von jedem Bediengerät aus gesendet werden. Die so empfangene Adresse des Schaltbefehls wird dauerhaft für diesen Ausgang abgespeichert. Dabei speichert er nicht nur die Adresse, sondern auch das dazu vereinbarte Datenformat mit ab! Das bedeutet, dass es sogar an einem WeichenChef zwei Ausgänge geben kann, die auf die Adresse 1 hören, aber einmal auf die DCC Adresse 1 und einmal auf die Motorola Adresse 1. Klar gehen auch alle anderen Adresskombinationen an einem WeichenChef.

Hat man vergessen, auf welche Adresse ein Ausgang des WeichenChef eingestellt ist, kann man dies auch auslesen. Dazu muss man nur nacheinander alle vier Ausgänge einmal in den Lernmodus versetzen, denn es leuchten ja nicht nur die LEDs des WeichenChefs auf, er sendet auch die entsprechenden Stellungsmeldungen der Adresse auf den CAN-Bus. Das bedeutet, dass auch die Anzeige zu dieser Adresse in der Zentrale blinkt. Dazu gibt es aber das kleine Handikap, dass die Märklinzentralen bei der Anzeige nicht den Adressraum mit auswerten! Hier blinkt die Anzeige der Adresse, egal ob es eine DCC- oder eine Motorola-Information war. Das ist zwar schade, aber ich kann es leider nicht ändern. Alle CAN-digital-Bahn-Anzeigemodule kennen aber diesen Unterschied.

Da das Auslesen durch das Betätigen der LernTaste nicht sehr komfortabel ist und man dazu meist unter die Anlage klettern muss, gibt es für Besitzer der CC-Schnitte demnächst auch einen komfortableren Weg. Es ist zum WeichenChef ein kleines PC-Programm entstanden, mit dem man diese Module testen, auslesen und programmieren kann. Mehr dazu weiter unten.

Auch der WeichenChef Servo verfügt auch über eine Stellungsrückmeldung, aber diese Information wird nur als Antwort auf einen erkannten Schaltbefehl gesendet. Sie wird automatisch generiert und gesendet, wenn der Servo seine Endposition erreicht haben sollte. Allerdings erfolgt keine Abfrage eines Endschalters. Es wird davon ausgegangen, dass wenn die Zielposition an den Servo gesendet wurde, er sie tatsächlich auch erreicht hat. Diese Meldung sagt aber nicht aus, dass die Schaltstellung auch wirklich erreicht wurde. Allerdings wird die Zeit, die der Servo für die Bewegung benötigt, berücksichtigt und erst, wenn der Wert für die Endstellung erreicht ist, wird die Stellungsmeldung über den CAN-Bus verbreitet.

Größter Unterschied zu allen anderen WeichenChefs ist, dass dieser nicht nur die Adresse, sondern auch die Positionen lernen muss, zwischen denen sich der Servo bewegen soll. Dazu kann man zusätzlich auch noch die Geschwindigkeit für diese Bewegung je Richtung unabhängig voneinander programmieren. Natürlich geht so etwas sehr komfortabel per PC, nur ist der Servo ja meist in der Anlage eingebaut, so dass man gerne die Positionen vor Ort programmieren möchte.

Um diesen Lernvorgang dennoch möglichst komfortabel zu gestalten, musste ein Programmiergerät gefunden werden, welches die meisten CAN-Anwender eh zur Verfügung haben. Hier fiel die Wahl auf die MobileStation 2 von Märklin. Sie kann einfach irgendwo mit an den CAN-Bus gesteckt werden und schon hat man die Möglichkeit, den WeichenChef Servo - wo auch immer er im Bus sich befindet - zu programmieren.

Zum Programmieren muss man in der MS2 eine Lokomotive mit der Motorola-Adresse 3 anlegen und aufrufen, denn dies ist die Programmieradresse für das Servomodul. Ruft man diese Lokomotive auf und versetzt den gewünschten Servoausgang, wie bereits beschrieben, in den "LernModus", muss man, um die Bewegung zu programmieren, nun die Fahrtrichtung der Lokomotive mit der Adresse 3 einmal wechseln. Hier hat sich das Anlegen einer entsprechenden Lokkarte bewährt.

Durch das Aktivieren des Programmiermodus für die Bewegung fährt der Servo nun in die Mittelstellung, im Display spring dabei die Geschwindigkeitsanzeige der Lokomotive 3 ebenfals in die Mittelstellung. Dreht man nun die Geschwindigkeit hoch oder runter, bewegt sich der Servo nach links oder rechts und entsprechend folgt die Geschwindigkeitsanzeige im Display. So sieht man auch immer die etwaige Position des Servos anhand der Geschwindigkeitanzeige. Die Anzeige ist so scaliert, dass sie den maximalen Bewegungsweg eines Standardservos darstellt.

Hat der Servo durch Verändern der Geschwindigkeit die gewünschte Position erreicht, muss man lediglich erneut die Fahrtrichtung 1x ändern, dann speichert der WeichenChef diese Position ab. Durch erneutes Verändern der Geschwindigkeit kann man die zweite gewünschte Position anfahren und auch durch eine Fahrtrichtungsänderung abspeichern. Ist dies geschehen, kann nun noch die Geschwindigkeit eingestellt werden. Dazu leuchtet die Funktion F1 der Lokomotive 3 auf, sie zeigt an, dass nun die Dämpfung der Geschwindigkeit eingestellt werden soll. Die Grundeinstellung ist die höchste Geschwindigkeit, je höher nun die Geschwindigkeit gedreht wird, desto langsamer wird sich der Servo zu seiner Position bewegen (A->B). Auch diese Eingabe wird durch Betätigen der Fahrtrichtung abgespeichert. Nun erscheint F2 im Display und die zweite Geschwindigkeit (B->A) kann eingestellt werden. Ist dies geschehen, ist dieser Ausgang des WeichenChef Servos fertig programmiert und die LED auf der Platine erlischt wieder.

Alle weiteren Funktionen lassen sich nur über den PC einstellen. Natürlich wäre dies auch über eine MS2 möglich, nur denke ich, ist dies recht unkomfortabel und auch für mich sehr schwer zu erklären.

Natürlich kann man auch jedes andere Fahrgerät zum Programmieren einsetzen, selbst mit einer Steuerungssoftware sollte es ebenfalls gehen.


Anschluss:

Zum Anschluss, denke ich, braucht es nicht vieler Worte, sondern lieber eines Bildes. Die Verbindung zum CAN-Bus erfolgt, wie bei allen Modulen, über die seitlichen RJ45 Buchsen. Die Servos werden mit ihren kleinen Steckern vorne auf die Stiftleisten gesteckt, der Masseanschluss ist auf der Platine gekennzeichnet. Was nicht fehlen darf, ist die externe Spannungsversorgung, ohne diese wird sich kein Servo bewegen.

Noch der Hinweis, das Modul hat einen zulässigen Gesamtstrom von 500mA, das sollte man beim gleichzeitigen Schalten von Servos auf einem Modul beachten. Dieser Strom wird durch den Spannungsregler begrenzt, der aber überlast- und kurzschlussgeschützt ist.

Das übliche Gezucke und der hohe Einschaltstrom bei manchen Servodecodern kennt dieses Modul nicht. Die Servos werden erst mit Spannung versorgt, wenn sie sich das erste Mal bewegen sollen. So wird die Stromaufnahme auf ein Minimum reduziert und es bewegt sich auch kein Servo, um die durch den Reset verlorene Stellung wiederzufinden. Ist in der Konfiguration das Bit gesetzt, dass die Spannung eingeschaltet bleiben soll, so wird diese durch eine von der Adresse abhängigen Zeit verzögert aktiviert. So wird auch hier der Einschaltstrom kontrolliert begrenzt.


Konfigurationsprogramm:

Das Programm ist noch nicht ganz fertig, ich bin noch am Lernen, wie man solche Dinge macht. Hier aber schon mal ein Bild von der geplanten Oberfläche. Ideen und Anregungen sind gerne willkommen.

Etwas zum Programm:

Das Programm listet nach dem Scan alle gefundenen WeichenChefs Servo in einer Tabelle auf. Dabei ist die Modulnummer nur eine Hilfe für die Sortierung. Hinter der Nummer werden die vier diesem Modul zugewiesenen Magnetadressen aufgeführt. Wird eine Adresse auf unterschiedlichen Modulen verwendet, taucht diese Adresse natürlich entsprechend oft in der Liste auf, allerdings bei unterschiedlichen Modulnummern.

Hat man sich für eine Modulnummer entschieden, wird dieses Modul ausgelesen und die aktuellen Werte werden im Display angezeigt. Nun kann man die gewünschten Tests oder Änderungen an den Eingaben machen. Einige Wertebereiche sind begrenzt, diese werden aber von der Eingabemaske abgefangen. Hat man die Änderungen eingegeben, muss nur noch einmal "schreiben" betätigt werden und schon ist alles im Modul angekommen. Im Anschluss kann man das Modul erneut auslesen, um zu sehen, dass auch wirklich alles gespeichert wurde oder man wählt ein anderen WeichenChef aus und beschäftigt sich mit diesem.

Die möglichen Eingaben sind, denke ich, durch die Überschriften selbsterklärend.

Copyright 2010 by Sven "DJeaY" Schapmann