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und Melden nicht im System vorhanden sein!


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Historisches


WeichenChef Magnet 2.1
CAN-digital-Bahn


Der WeichenChef 2.1

für Magnetantriebe

(mit oder ohne Rückmeldung)


Inhalt:


Allgemeines:

Der WeichenChef 2.1 ist zum Schalten von Verbrauchern, die mit Gleichspannung betrieben werden, gedacht. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem Schalten von Magnetantrieben.

Eine spezielle Anpassung des Schaltverhaltens der Ausgänge an die verschiedenen Arten von Verbrauchern ist durch eine sehr individuelle Programmierung des Moduls möglich.

In der Grundidee ist der WeichenChef "Magnet" 2.1 vergleichbar mit dem bekannten Decoder des Typs k83 für Magnetantriebe. Im Detail unterscheidet er sich aber dann doch erheblich von diesen Decodern durch seine sehr viel größeren Möglichkeiten und zusätzlichen Funktionen. So kann er sich durch eine entsprechende Konfiguration auch ähnlich wie ein k84 verhalten.

Der WeichenChef 2.1 verfügt natürlich über eine aktive Überwachung der Schaltstellung des Magnetantriebs, zusätzlich kann er Magnetantriebe auch langsam bewegen. Weiter kann jeder Ausgang auch einzeln zum Schalten von Verbrauchern konfiguriert werden, das heißt, ein WeichenChef 2.1 kann bis zu acht Verbraucher mit bis zu 1,3A schalten, der gesamte Strom des Moduls darf dabei aber 5A nicht übersteigen. Die Ausgänge sind gegen Überlastung und Kurzschluss geschützt, sie schalten bei einer Störung ab.

Um die Funktion der Stellungsrückmeldung zu nutzen, muss der Magnetantrieb der Weiche oder des Signals über eine funktionsfähige Endabschaltung verfügen. Dadurch ist es auch möglich, ein Verstellen des Antriebs von Hand zu erkennen und zu melden! Dies alles bedarf keiner zusätzlichen Verdrahtung oder eines weiteren Bus-Systems, alles wird im CAN-Bus abgewickelt.

Durch ein kleines Computer-Tool lässt sich der WeichenChef 2.1 auf die unterschiedlichsten Wünsche der Anwendung anpassen. Es lassen sich alle Eigenschaften konfigurieren, die Endlagenüberwachung abschalten, das Schaltverhalten bestimmen und eine automatische Abschaltung nach einer einstellbaren Zeit festlegen, sowie einiges mehr.

Eine weitere, nicht alltägliche Funktion stellt die Automatikfunktion dar. Hier können auch Schaltaktionen mit Rückmelde-Events verknüpft werden, so dass einfache automatische Abläufe auch ohne PC möglich sind.

Die Programmierung der Schaltadressen kann über eine Lern-Taste direkt am Modul erfolgen, alle anderen Einstellungen sind leider nur über das Tool zusammen mit einer CC-Schnitte vorzunehmen.

Der WeichenChef 2.1 kann am CAN-Bus der Mobile Station 2 und einer Central Station 2 von Märklin verwendet werden. Natürlich ist aber auch ein Betrieb in einem reinen CdB-System, nur mit einem CAN-StellPult, Gleisbildstellpult-Modulen oder einer CC-Schnitte möglich.


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Anschluss:


Der Daten-Anschluss des WeichenChefs 2.1 erfolgt über normales Netzwerkkabel. Auf welcher Seite ein Kabel angesteckt wird, ist dabei egal, es gibt kein vorn oder hinten. Es besteht aber eine galvanische Trennung zwischen dem System-Bus und dem eigentlichen Steuerteil des WeichenChefs, so können Kurzschlüsse oder andere elektrische Fehler nicht über die Busverbindung weiter zu anderen Modulen gelangen und diese beschädigen.

Der WeichenChef 2.1 benötigt neben dem Anschluss an das Systemkabel auch noch eine Betriebsspannung. Diese Spannung sollte zwischen 9V - 16V AC / DC liegen, der passende Wert hängt dabei von den anzusteuernden Magnetantrieben oder Verbrauchern ab.

Hier ein Beispiel:



Was noch einmal ausdrücklich betont werden soll: es ist für die Auswertung der Endlagen keine zusätzliche Verdrahtung erforderlich. Werden einfache Verbraucher mit dem WeichenChef 2.1 geschaltet, sollte die Endlagenüberwachung abgeschaltet werden.


Wer hingegen anstelle der in den Weichenantrieben eingebauten lieber andere externe Endlagenschalter verwenden möchte, der kann den WeichenChef 2.1 Magnet 'mit freien Eingängen' wählen:




Bedienung:

Bedient werden kann der WeichenChef 2.1 über die Central Station 2, die Mobile Station 2, das CAN-StellPult oder alle anderen Bedieneinheiten, die Magentadressen steuern können. Alle aufgeführten Geräte können selbstverständlich auch die aktive Rückmeldung verarbeiten und zeigen so immer die aktuelle Stellung des Antriebs an.

Die Bedienung ist 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 schaltet der am WeichenChef 2.1 angeschlossene Magnetantrieb.

Adressen:

Voreingestellt sind die vier Ausgänge des WeichenChefs 2.1 auf die Adressen 1 bis 4 im Motorola-Format.

Die fünfte Adresse ist die Adresse 5 für den Automatikbetrieb.

Um die Adresseinstellung zu ändern, muss der WeichenChef 2.1 die neue Adresse "lernen", dazu muss lediglich der Taster auf der Platine bis zu fünf Mal betätigt werden. Die Anzahl der Betätigungen entspricht dem zu "lernenden" Ausgang. Drückt man 6x die Taste, ist man wieder im normalen Betriebsmodus.

Der komfortablere Weg ist die Nutzung des Servictools über eine CC-Schnitte, was hier am Ende beschrieben wird.

Beispiel zum Lernen einer Adresse:

Betätigt man die Taste auf dem WeichenChef 2.1, fängt der angeschlossene Magnetantrieb am Ausgang 2 an, langsam hin und her zu schalten. Es kann aber schon mal einen Augenblick dauern, bis es das erste Mal klickt, denn die Weiche könnte auch schon in der Richtung stehen, in die der WeichenChef als erstes schaltet. Mit dem Schalten zeigt der WeichenChef an, dass er nun im System-Bus nach einem Magnetadressenbefehl ausschau hält. Dieser Weichenbefehl kann dabei von jedem Bediengerät aus gesendet werden. Die so empfangene Adresse 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. Selbstverständlich gehen auch alle anderen Adresskombinationen an einem WeichenChef. Der Adressraum, den der WeichenChef "lernen" kann, umfasst 16 Bit, was 65536 Adressen entspricht...

Hat man vergessen auf welche Adresse der WeichenChef eingestellt ist, kann man dies auch auslesen. Dazu muss man nur nacheinander alle vier Ausgänge einmal in den Lernmodus versetzen, denn es schalten nicht nur die Ausgänge des WeichenChefs hin und her, er sendet auch die entsprechenden Stellungsmeldungen der Adresse auf dem System-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. Märklin geht davon aus, das jede Adresse nur einmal verwendet werden darf. Das ist zwar schade, aber ich kann es leider nicht ändern. Alle CAN-digital-Bahn-Module kennen aber diesen kleinen Unterschied.

Die kleinen Besonderheiten des Moduls:

Nach einem Schaltvorgang und einer kurzen Verzögerungszeit kontrolliert der WeichenChef das Ergebnis des Schaltvorgangs, ob der Weichenantrieb eine der möglichen Endlagen erreicht hat. Das Ergebnis dieser Überprüfung der Endschalter wird dann als Rückmeldung im System-Bus veröffentlicht.

Diese Überwachung der Endlage findet aber nicht nur nach einem Schaltvorgang statt, sie wird ständig wiederholt. So kann der WeichenChef auch das Verstellen des Antriebs von Hand erkennen. Wird durch ein Verstellen von Hand eine neue Endlage erreicht, wird diese neue Stellung im System-Bus veröffentlicht. Wird hingegen durch das Schalten von Hand keine eindeutige Endlage erreicht, wird dies als Fehler interpretiert und eine entsprechende Meldung gesendet. Dadurch können alle Systemteilnehmer die Stellungsanzeige zu dieser Magnetadresse aktuell halten und Computerprogramme können Züge stoppen, um Falschfahrten zu verhindern.

Um erkannte Fehler auch optisch darstellen zu können, fängt die Schaltstellung in allen Anzeigemodulen an zu blinken. Das gilt auch für die Anzeigen in den Geräten von Märklin.

Für eine mit im System arbeitende Steuerungssoftware wird für die Fehlererkennung eine gesonderte Meldung im System-Bus veröffentlicht, an der die Software genau erkennen kann, wann eine Schaltanforderung nicht richtig ausgeführt wurde.

Damit die Fehlererkennung für eine Software möglich ist, nutzt der WeichenChef eine erweiterte Definition der Märklin CAN-Dokumentation.

In der Antwort auf den Befehl: "Zubehör schalten" wird im vierten Datenbyte die absolute Stellungsmeldung übertragen.

Wird ein Fehler in der Stellung des Antriebs erkannt, sendet der WeichenChef vor der optischen Fehlermeldung für die Bediengeräte die erweiterte Fehlermeldung bei gesetztem Responsebit.

Danach wird das Blinken für die Anzeigen gesendet.

Wird der Fehler durch Erreichen einer Endlage behoben, wird dies durch den neu erreichten Endwert bekannt gegeben. Danach erfolgt noch für die Anzeigen die Meldung, welche Richtung erreicht wurde.

...

Beschreibung
ID & Daten wie
Data4
Data5
Fehler
Zubehör
0xFF
0x00
rot
Schalten
0xFE
0x00
grün .....
0xFD
0x00

Für Anwender, die ihre Modellbahnsoftware selber erstellen, soll noch erwähnt werden, dass es auch jederzeit möglich ist, per CAN-Befehl alle WeichenChefs in einem System um die Übertragung der aktuellen Schaltstellung zu bitten. Dies gilt auch für die Stellung, die vermutlich bei abgeschalteter Endlagenüberwachung erreicht wurde.

Dazu muss lediglich das CAN-Telegramm mit der ID 442A80x DLC 2 Data 0x00 0xE0 gesendet werden, als Antwort erhält man dann vier Antworten nach der Märklin-CAN-Dokumentation.

Umbau von Märklin/Trix C-Gleis Weichen für Slowmotion:


Die C-Gleis Weichen lassen sich ohne einen Umbau wegen einer am Antrieb verbauten Feder leider nicht so schön sanft schalten, wie z.B. die K-Gleis Weichen. Ohne die besagte Feder hingegen schnurrt die C-Gleis Weiche genauso schön hin und her, so dass ein Umbau von zumindest im sichtbaren Bereich der Anlage befindlichen Weichen durchaus in Betracht kommen kann.



Ein eventuelles Problem hat sich allerdings beim Testen gezeigt: Bei einigen Weichen können die Endlagenschalter zu früh ausgelöst werden. Hier hilft dann nur noch das Entfernen der Endlagenschalter, wodurch sich der Schlitten um ca. 5mm weiter bewegt und die Weiche sicher durchgeschaltet wird. Allerdings sollte man sich bereits vor dem Wegschneiden im Klaren sein, dass durch diesen Eingriff mangels Endlagenschalter keine 'reale' Stellung der Weichen mehr vom WeichenChef zurückgemeldet werden kann, sondern es sich dann nur noch um eine 'berechnete' Stellungsrückmeldung handelt. In verdeckt gebauten Schattenbahnhöfen z.B. wäre die 'reale' Rückmeldung deshalb wohl vorzuziehen.




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Bauanleitung:


Die Bauanleitung zum WeichenChef 2.1 ist im Downloadbereich zu finden.


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Serviceoberfläche:


Die Eigenschaften des WeichenChefs 2.1 können durch das Servicetool an viele Betriebswünsche angepasst werden. Die folgende Beschreibung passt zur Programm-Version 010, die ab der Firmware 2.20 oder höher (ab Februar 2015) eingesetzt werden kann.

Das Programm erfordert eine CC-Schnitte, sowie Microsoft.NET. Getestet ist das Tool unter XP und WIN 7. Es findet keine Fehlerbehandlung statt, wie sie Windows gerne hätte. Tritt ein Fehler auf, schmiert das Tool einfach nur ab. Das passiert immer dann, wenn die ausgelesenen Werte durch das Tool nicht angezeigt werden können. Dieses Problem kann man mit dem Reset-Tool schnell beheben. Dafür muss man einfach das Modul einmal aufrufen und einen RESET auslösen, so werden alle Einstellungen zurückgesetzt und das Tool sollte nun die Meldungen des Moduls verarbeiten können. Das RESET-Tool findet man ebenfalls im Downloadbereich.

Nach dem Start des Programms muss man den COM-Port der CC-Schnitte auswählen. Steckt man diese erst nach dem Start an den Computer, kann man mit Reload die neue Schnittstelle der Auswahl hinzufügen.

Durch diese Auswahl der Schnittstelle wird der Button "scan" aktiviert. Betätigt man diesen, werden alle WeichenChefs "Magnet" 2.1 aufgefordert, sich am PC zu melden. Mit diesen Meldungen wird das Auswahlfenster gefüllt. Jeder weitere Scan aktualisiert die Auswahl, zum Beispiel wenn ein weiterer WeichenChef "Magnet" 2.1 dazu gesteckt wurde oder einer vielleicht einmal nicht gleich beim ersten Mal mit angezeigt wird.

Die entstehende Liste im Auswahlfeld enthält alle WeichenChefs "Magnet" 2.1, sortiert nach der ID der Module. Meldet sich ein Modul mit der ID 0, wird eine Meldung ausgegeben, dass für dieses Modul noch eine ID größer 0 vergeben werden muss. Diese Vergabe erfolgt durch die Eingabe einer Zahl bei der Modul-ID, diese muss bitte unbedingt mit "übernehmen" beendet werden. Danach muss ein neuer Scan des Bussystems erfolgen, da sich das Modul nun mit seiner neuen ID melden soll. Zur Zeit können so bis zu 63 WeichenChefs "Magnet" 2.1 verwaltet werden, was 252 Weichen entspricht. Sollte das einmal nicht mehr reichen, dann bitte einfach melden, denn diese Begrenzung liegt nur an der Anzahl der genutzten Bits.

Wenn man nun ein Modul aus der Liste auswählt, wird es aufgefordert, alle seine gespeicherten Einstellungen zu übermitteln. Außerdem sieht man unter "Position" die aktuelle Stellung des Antriebs. Die Positionsanzeige reagiert aber nur auf die absoluten Stellungsmeldungen der WeichenChefs. Ist kein Antrieb an dem Ausgang angeschlossen, bleibt die Anzeige grau.


Links sind die acht Adressen der vier Ausgänge aufgeführt, es wird dazu passend das Datenformat DCC oder MM mit angezeigt. Die jeweils zweite Adresse ist nur eine Option, dass beide Ausgänge (rot/grün) getrennt über zwei Adressen bedient werden könnten. Dazu muss die Option "zweite Adresse" aktiviert werden, ansonsten ist die hier eingetragene Adresse ohne Bedeutung.


Mit den verschiedenen Auswahlfeldern in der Mitte kann man nun das Verhalten des WeichenChefs einstellen:

"k84" steht dafür, dass die Ausgänge eingeschaltet bleiben, dabei schalten die Ausgänge im Wechsel je nach geforderter Stellung. In diesem Modus werden die Zeiten für die Schalteigenschaften nicht beachtet, die Ausgänge bleiben dauerhaft eingeschaltet.

Die im Screenshot eingeblendete Meldung betrifft nur WeichenChefs der ersten Generation, diese können nur 500mA liefern, WeichenChefs der Generation 2.1 betrifft diese Meldung nicht. Hier kann das Modul bis zu 5A und ein Ausgang bis zu 1,3 A dauerhaft liefern.



Ist ein Haken in "Stellungsüberwachung" gesetzt, wird versucht, über die Endschalter der Magnetantriebe deren Position zu ermitteln. Wird dabei keine eindeutige Endlage erkannt, wird eine Fehlermeldung gesendet und die Anzeigen in den Geräten zu den Adressen blinken.


"Spannung aus nach xxx ms" aktiviert für jeden Ausgang eine individuell einstellbare Zeit, nach welcher der Antrieb spätestens durch das Modul automatisch wieder abgeschaltet wird. Wenn hier eine Zeit eingetragen wurde, geschieht die Abschaltung auch, wenn kein Ausschaltbefehl über den CAN-Bus empfangen wurde. Die eingegeben Zeit muss dabei mal 10 gerechnet werden, kleinere Schritte machen hier keinen Sinn. Empfängt der WeichenChef vor dem Ablauf der Zeit einen Ausschaltbefehl, wird der Antrieb sofort abgeschaltet. Möchte man eine bestimmte Schaltzeit für einen Ausgang festlegen, muss man dies über die "feste Schaltzeit" und die "Impulszeit" machen.

Hinweis!

Drückt man zum Beispiel ständig an der CS2 im Keyboard auf eine Magnetadresse, wird der Einschaltbefehl ständig wiederholt, so dass die eingestellte Zeit erst nach dem letzten empfangenen Einschaltbefehl abgearbeitet wird!

Mit den roten und grünen Buttons im PC-Tool unter Test kann man die Hauptadresse des Ausgangs schalten, um sie zu testen.


Das langsame Schalten von Magnetartikeln (Slowmotion):

Mit der Funktion "feste Schaltzeit" kann eine Zeit festgelegt werden, die der Ausgang eingeschaltet ist und das ganz unabhängig von anderen Vorgaben. Dies wird besonders in der Verbindung mit der PWM-Funktion benötigt. Hier stellt man die Periode (= wie oft die winzigen Impulse wiederholt werden sollen) und die Impulszeit (= die Zeit, die der Ausgang eingeschaltet ist) für das langsame Schalten der Magnetantriebe ein. Da der Ablauf der Bewegung dann meist einige Sekunden benötigt, muss man hier die feste Schaltzeit benutzen, da sonst zum Beispiel beim Handbetrieb der Ausgang durch das Loslassen der Taste zu früh abschalten würde.

Es folgen einige grobe Werte für die unterschiedlichen Magnetantriebe, aber hier sollte man für jeden Antrieb die optimale Zeit besser durch Ausprobieren selbst herausfinden.

Hier die im Video verwendeten Werte:

Typ Richtung
Schaltzeit
Periode
Impulszeit
K-Steckantrieb rot
80
100
1
grün
80
100
1
K-fester Antrieb rot
70
60
4
grün
70
60
4
Trix-Expr Weiche rot
120
60
1
grün
100
80
2
C-Weiche rot
90
100
1
grün
90
100
1
Fleischmann rot
130
40
1
Vorsignal Teil1 grün
100
80
1
Vorsignal Teil2 rot
120
80
1
grün
-
-
-
Fleischmann Hp0 rot
100
40
2
Hauptsignal Hp1 grün
100
40
2
Hauptsignal Hp2 rot
120
50
1
grün
-
-
-
Märklin rot
100
80
12
Vorsignal Teil1 grün
100
80
3
Vorsignal Teil2 rot
100
80
4
grün
350
40
4
Märklin____ Hp0 rot
120
60
3
Hauptsignal Hp1 grün
80
40
2
Hauptsignal Hp2 rot
140
100
2
grün
-
-
-


Adressen einstellen:

Auf der zweiten Seite kann man komfortabel und einfach die Magnetadressen einstellen, auf die der jeweilige Ausgang hören soll. Auch der virtuelle Ausgang 5 für die Automatik-Funktion kann hier programmiert werden. Mit dieser Adresse kann die Automatik-Funktion an- und ausgeschaltet werden. Wir die Automatik nicht benötigt, sollte man die Adresse 5 in der Anlage nicht verwenden oder hier eine Adresse vergeben, die sonst nie benutzt wird. Sonst kann es eventuell zu "Geisterschaltungen" kommen!

Die zweite Adresse der Ausgänge sind nur einzustellen, wenn die entsprechende Funktion aktiviert ist, ansonsten werden die dort eingetragenen  Adressen nicht verarbeitet.


Automatikbetrieb einstellen:

Auf der dritten Seite kann man dann noch die Rückmeldeadressen einstellen, auf die der jeweilige Ausgang im Automatikbetrieb hören soll. Die Rückmelder können alternativ auch "gelernt" werden.


Das Tool ist kostenlos und kann in dem Downloadbereich der Homepage heruntergeladen werden.

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Die Automatik-Funktionen:


Das Modul hat jetzt mindestens fünf statt der üblichen vier Magnetadressen. Dabei ist die fünfte Adresse dazu da, die Automatik-Funktion an- bzw. abzuschalten. Ist die Adresse fünf auf rot, ist die Funktion nicht aktiv. Schaltet man die Adresse auf grün, werden auch Rückmeldungen ausgewertet, die eine Schaltänderung an den vier Ausgängen auslösen können.

Jedem Ausgang können zwei Rückmeldeadressen zugeordnet werden. Immer wenn diese von "frei" auf "besetzt" wechseln, schaltet der Ausgang einmal in die jeweilige Richtung.

Im Bild oben sind dem Ausgang 1 die zwei Rückmeldeadressen 1 und 2 zugeordnet. Das bedeutet, dass wenn die Automatikfunktion aktiviert ist (Adresse 5 grün), schaltet der Ausgang 1 immer auf rot, wenn ein Ereignis am Gleismelder 1 von "frei" auf "belegt" auftritt. Fährt ein Zug über den Kontakt 2, schaltet der WeichenChef den Ausgang auf grün um.

So kann man bereits einen einfachen Zugwechsel ohne Computer realisieren. Der einfahrende Zug schaltet hinter sich dabei immer die Weiche in die andere Richtung um und startet den Zug in dem Gleis und umgekehrt.

Um sich einmal eine praktische Anwendung anzusehen, kann man sich hier ein PDF herunter laden, in dem die Einrichtung einer einfachen kleinen Schattenbahnhofssteuerung beschrieben wird.


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Details zu Win-Digipet:


Bei den Einstellungen zu den Magnetartikeln kann bei Weichen gezielt als Decoder der WeichenChef ausgewählt werden, so dass Fahrstraßen erst nach Bestätigung der Schaltrichtung durch das CAN-Modul freigegeben werden. Dazu ist lediglich der Radioknopf in der Stellungsüberwachung zu setzen.



Copyright 2010 by Sven "DJeaY" Schapmann