Dinamo modelbaan besturing RM51 / RM-H. Handleiding

Transcriptie

1 Dinamo modelbaan besturing RM51 / RM-H Handleiding Auteur: Leon J.A. van Perlo Versie: 2.01 Datum: 21 januari 2007

2 Release beheer Deze handleiding is van toepassing op de kit bestaande uit: Print o RM51 Rev00 Dec2000 o RM51 Rev01 Nov2002 o RM51 Rev02 Mar2004 o RM51 Rev03 Jan2006 CPU met RM51 firmware o Versie 2.2 o Versie 2.21 o Versie 3.0 Oudere firmware versies worden niet in deze handleiding beschreven. De gebruiker wordt verzocht hiervoor een oudere handleiding te raadplegen, danwel de firmware te actualiseren. In de meeste gevallen is dit gratis (mailto:dinamo.vanperlo.net voor nadere info). 2000/2007 Dit document, dan wel enige informatie hieruit, mag niet worden gekopieerd en/of verspreid, geheel of gedeeltelijk, in welke vorm dan ook zonder uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van de oorspronkelijke auteur. Het maken van kopieën en afdrukken door gebruikers van Dinamo en de RM51/RM-H module uitsluitend ten behoeve van eigen gebruik is toegestaan Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 2 van 24

3 Inhoud 1 Introductie Voorbereiding en bouwen Benodigdheden Exacte stukslijst en extra modules Bouwen Assemblage van de RM51 Rev00 (zonder soldeermasker) Montage van de RM51 Rev01/02/03 (met soldeermasker) Monteren en aansluiten Montage en voeding Aansluiten van de magneetartikelen Magneetspoelen Wisselmotoren Aansluiten van uitbreidingsmodules Communicatie Communicatie met een PC Communicatie met TM, OM32 en PM32 controllers Afregelen van de spoelstroom RM51 Rev RM51 Rev01/02/ Dipswitches en jumpers instellen Instellen van jumpers RM51 Rev00 en Rev RM51 Rev02 en Rev Instellen van dipswitches OM32 reliability optie: RM51 firmware 2.2x RM-H firmware 3.0 Beta RM-H firmware 3.0 Beta RM-H firmware 3.0 Beta Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 3 van 24

4 1 Introductie De RM51/RM-H vormt het hart van een Dinamo besturingssysteem. De RM51 kent grofweg de volgende functies: Communicatie met PC Aansturing van TM51 controllers Aansturing van OM32 controllers Aansturing van PM32 controllers 1 Rechtstreekse aansturing van magneetartikelen Rechtstreekse aansturing van maximaal 128 digitale uitgangen Autonome besturingsfuncties De capaciteit hangt mede af van de firmware release op de RM51/RM-H. De oorspronkelijke versie die beschikbaar gesteld aan de hobbyist betreft RM51 firmware versie 2.0. Deze ondersteunde een systeem tot maximaal 32 blokken, 128 wissels/armseinen en 128 digitale uitgangen. Deze capaciteit is met versie 2.2 uitgebreid tot een systeem van maximaal 64 blokken, 128 wissels/armseinen, 128 digitale uitgangen en 256 extra digitale uitgangen (OM32) met geavanceerder mogelijkheden. Het oorspronkelijk gedefinieerde communicatieprotocol tussen PC en RM51 zit daarmee vol. Verdere uitbreiding was redelijkerwijs niet mogelijk. Begin 2006 is versie 3.0 uitgebracht. Versie 3.0 hanteert een volledig nieuw protocol tussen PC en Dinamo en is NIET compatibel met voorgaande versies. Vanaf versie 3.0 heet de RM51 RM-H. De H staat voor Hybride, hetgeen betekent dat je op een spoorbaan analoge en gedigitaliseerde DCC locs door elkaar kunt laten rijden. De met versie 3.0 compatible TM51 heet TM-H. Verder is de capaciteit uitgebreid tot 128 blokken, 384 wissels/armseinen, 128 digitale uitgangen en 512 extra digitale uitgangen (OM32). De wissels/armseinen die niet door de RM-H direct worden aangestuurd worden aangestuurd door de (nieuwe) PM32 module. Versie 3.0 stelt enkele additionele eisen aan de hardware. Versie 3.0 wordt daarom alleen ondersteund door print RM51 Rev03 en later. Gelukkig kun je oudere boards met enkele simpele ingrepen aanpassen, zodat ook die boards bruikbaar zijn en kunnen worden opgewaardeerd. De instructies voor aanpassing vind je in de Dinamo gebruikersgroep. Andersom kun je op een RM51 Rev03 wel zonder aanpassingen de oude RM51-2.x firmware gebruiken. Daar waar het verschil tussen RM51(2.x) en RM-H(3.x) niet relevant is zal in deze handleiding eenvoudigweg de naam RM worden gebruikt. De print heet overigens nog steeds gewoon RM51. 1 Vanaf versie Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 4 van 24

5 2 Voorbereiding en bouwen Neem voordat je met de bouw en ingebruikname van de RM begint deze handleiding in elk geval een keer helemaal door. Bij de bouw wordt er van uitgegaan dat je beschikt over enige basis-elektronica kennis en over enige handigheid met soldeerwerk. 2.1 Benodigdheden Naast het bouwpakket, bestaande uit bovengenoemde PCB (Printed Circuit Board), de voorgeprogrammeerde microcontroller en deze handleiding heb je nodig: Een kleine soldeerbout voor elektronicawerk. Een 15Watt exemplaar voldoet prima. Een temperatuurgecontroleerde is beter, maar niet noodzakelijk. Zorg dat je een fijne soldeerpunt hebt, want de soldeereilandjes en sporen liggen vaak dicht bij elkaar. Nu is dat tegenwoordig minder problematisch, omdat alle boards voorzien zijn van soldeermaskers. Koop bij voorkeur een long-life soldeerstift. Tinzuiger (voor noodgevallen). Elektronica soldeer, bij voorkeur loodvrij, met harskern, 0.8mm of dunner. Een kleine zijkniptang voor elektronica of modelbouwtoepassingen. Kleine buigtang Klein mesje Kleine maat schroevendraaier Een universeelmeter De onderdelen van de stukslijst (let op dat je de juiste versie hanteert!!) Let op: Koop ook meteen de contrastekers van de connectoren, dan kun je ook e.e.a. aansluiten! Een handvol boutjes, moertjes en plaatjes, M3, diverse lengtes (kun je ook achteraf kopen) Handig, maar niet noodzakelijk: loep 2.2 Exacte stukslijst en extra modules Mogelijkerwijs heb je niet alle onderdelen van de stukslijst nodig. Lees, om te bepalen of dat het geval is, dit stukje even goed door. De RM kent grofweg de volgende functies: Communicatie met PC Aansturing van TM51 controllers Aansturing van OM32 controllers Aansturing van PM32 controllers Rechtstreekse aansturing van magneetartikelen Rechtstreekse aansturing van maximaal 128 digitale uitgangen De aansturing van TM, OM32 en PM32 controllers gebeurt via een enkele seriële bus. Voor de aansturing van de 128 digitale uitgangen zijn add-on modules nodig, zoals de OM16 of OM32-parallel. Als je echter andere typen uitgangen wenst zijn ze ook zelf te bouwen. Addon modules worden parallel, met een flatcable, aangesloten op de 34-polige uitbreidingsconnector K5. Voor een meer gedetailleerde beschrijving, zie de paragraaf Uitbreidingsmodules. Magneetartikelen worden gemultiplext aangesloten (zie paragraaf Aansluiten van magneetartikelen ). Dit bespaart veel elektronica en bedrading. Je kunt zowel magneetspoelen aansluiten als motoren. Bij gebruik van motoren wordt de capaciteit gehalveerd. De rechterkant van de RM51 Rev00 bevat 8 IC s op voetjes voor de aansturing, IC17 t/m 20 en IC21 t/m 24. Deze IC s zijn niet heel goedkoop (hoewel dit de laatste tijd wel meevalt), Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 5 van 24

6 dus in principe moet je alleen plaatsen wat je nodig hebt. Onderstaande tabel geeft aan welke IC s je moet plaatsen voor welke adressen van de magneetartikelen. Let op: Het maakt verschil of je de RM in magneetspoel of motor modus bedrijft: Spoelen(paar): Motor: IC19 en 20 x x x x IC17 en 18 x x x x IC24 x x IC23 x x IC22 x x IC21 x x Voorbeeld: Als je 40 magneetartikelen (à 2 spoelen elk) (0 39) moet aansturen plaats je IC19, 20, 23, 24 en 21. De door jou gebruikte adressen hoeven niet aansluitend te zijn! Bij de RM51 Rev01/02/03 Zijn IC17 en IC19 niet meer aanwezig. In de plaats hiervan tref je 16 vermogenstransistoren aan om de RM meer stroom te kunnen laten leveren en enkele andere weerstanden. Bij de RM51 Rev01 moet je in bovenstaande tabel lezen: In plaats van IC17: RB1, T3 t/m T10, R11, R12, T1, R13 en R14 In plaats van IC19: RB2, T11 t/m T18, R15, R16, T2, R17 en R18 De RM51 Rev01/02/03 is voorbereid op een battery-backup voorziening voor het on-board geheugen. Met de huidige firmware releases wordt dit nog niet ondersteund en het ziet er ook niet naar uit dat dit wel zal gebeuren. Voor configuratie van de RM lijken andere middelen beter toereikend. Je hoeft daarom K6, D4, D5, D6 en R9 NIET te plaatsen. Bij de RM51 Rev01/02/03 hangt het regelbereik van de stroom voor de magneetartikelen af van de waarde van de weerstanden R11, R12, R17 en R18. Zie hiervoor de paragraaf Afregelen van de spoelstroom verderop. Als je UITSLUITEND 74HC of 74HCT-chips gebruikt (m.u.v. de 7417 en uiteraard IC17-24) kun je besparen door de volgende ontkoppelcondensatoren weg te laten: Bij de RM51 Rev00: C10, C15, C17, C18, C20, C22 Bij de RM51 Rev01/02: C18, C20, C22 Kristal RM51 firmware 2.2x geeft je de keuze een MHz of MHz kristal te plaatsen. De MHz mogelijkheid is feitelijk bedoeld voor compatibiliteit met oudere versies. Het is vanaf RM51 rel 2.2 raadzaam om altijd een MHz kristal te plaatsen. RM-H 3.0 ondersteunt alleen MHz Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 6 van 24

7 2.3 Bouwen Als je alle onderdelen en voldoende vrije tijd hebt kun je beginnen. Identificeer de componentzijde en soldeerzijde van de print (staat er op). Leg de print zo voor je neer dat de tekst RM51 Rev 0x.. Component Side rechtsonder staat. Als je een Rev00 hebt zonder soldeermasker, maak dan een uitdraai van de file RM51_rev00_ComponentSilk.pdf. Deze geeft de plaats van de onderdelen op de print aan. Bij de RM51 Rev01/02/03 is dit niet nodig. Deze heeft een componentenopdruk. Je hoeft onderstaande volgorde niet aan te houden, maar dit maakt e.e.a wel gemakkelijker! Assemblage van de RM51 Rev00 (zonder soldeermasker) Monteer de jumpers JP1 en JP2. De zgn shorting blocks kun je er nog even af laten. Monteer de connectoren K1 t/m K5. De Sub-D connectoren moet je op de print vastschroeven met een M3. Vaak heb je een connector uitvoering, waarvan je de montagepunten moet vastsolderen. Die punten zitten er niet voor niets, dus doe dat ook om de contactpinnen van de connector te ontlasten van trekkrachten bij het insteken en verwijderen van stekkers, anders krijg je mogelijk op de duur haarscheurtjes in de verbindingen en dus last van storingen. De montagegaten zijn voorzien van koper, dus dat vastsolderen gaat goed. Laat het gat liefst rondom vollopen met soldeer. Let bij K5 op de orientatie van de connector. Pin 1 is normaliter aangegeven met een driehoekje en zit het dichtst bij de rand van de print. Monteer alle ontkoppel-condensatoren (C7 en C10 t/m C23), evt m.u.v. C10, C15, C17, C18, C20, C22. Monteer de DIPswitch en alle IC s. Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is pin 1. Als je het IC op tafel zet met de pootjes naar beneden en de inkeping naar links is pin 1 het pootje linksonder. Bij het schakelaarbankje zit pin 1 aan de kant van switch 1. Switch 4 komt dus het dichtst bij de rand van de print. IC1, IC4, IC6, IC10, IC17-20 en IC21-24 gaan op voetjes. Die IC s zelf kun je beter nog even niet in de voetjes plaatsen. Monteer de weerstanden R1 t/m R14, instelpotmeter R9, de twee condensatoren C8 en C9 en het kristal X1. Draai potmeter R9 helemaal naar links gezien van de bovenkant van de print. Let er bij de montage van X1 op dat de onderkant niet in aanraking komt met de sporen aan componentzijde van de print. Leg er liefst een stukje dun isolatiemateriaal onder. Eventueel kun je er ook speciale voetjes voor kopen. Monteer de Elco s C1 t/m C6. Let op de orientatie!. Het vierkante eilandje is de (min) pool van de condensator. Monteer Diode D1. Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is de kathode, aangegeven met een streepje op de diode. Monteer de LED s (D2 en D3). Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is de kathode, meestal het kortste pootje en een platte kant aan de LED. Monteer de transistoren T1 en T2. Platte kant rechtsboven als je de print legt zoals in het begin aangegeven. Controleer, liefst met een loep, of alle eilandjes nu goed gesoldeerd zijn en geen ongewenst contact maken met de ernaast liggende eilandjes of sporen. Een kleine kortsluiting kun je Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 7 van 24

8 wegkrassen met het mesje (pas op dat je de sporen niet beschadigt!). Anders gebruik je de tinzuiger. Druk nu de overgebleven IC s in de daarvoor bestemde voetjes. Meestal is daar enige kracht voor nodig, maar pas op dat je de poten niet krombuigt! Als het erg moeilijk gaat kun je de voetjes wat soepeler maken door een (dun en schoon!) pootje van bv een weerstand één voor één RECHT in elk gaatje van het voetje te duwen en er voorzichtig weer uit te trekken Montage van de RM51 Rev01/02/03 (met soldeermasker) Diodes D5 en D6 zitten in de opening van het voetje van IC10. Deze 2 diodes hebben met de huidige firmware releases geen nut en worden niet geplaatst. Bij RM51 Rev01/02: Als je firmware 2.x gebruikt, soldeer op de plaats van D5 en D6 een draadbrug. Gebruik je firmware RM-H 3.0, of wil je deze in de toekomst gaan gebruiken, lees dan eerst de instructies (separaat document) voor aanpassing van je TM51 print voor deze firmware. Bij RM51 Rev03: Als je een 6264 geheugenchip gaat plaatsen, soldeer dan op de plaats van D5 en D6 een draadbrug. Let op: De 6264 is NIET geschikt voor firmware RM-H 3.0 Als je een geheugenchip gaat plaatsen, soldeer dan op de plaats van D5 en U1 een draadbrug. De configuratie met een wordt ook ondersteund door firmware 2.2x Monteer de jumpers JP1 en JP2. De zgn shorting blocks kun je er nog even af laten. Monteer de connectoren K1 t/m K5. De Sub-D connectoren moet je op de print vastschroeven met een M3. Vaak heb je een connector uitvoering, waarvan je de montagepunten moet vastsolderen. Die punten zitten er niet voor niets, dus doe dat ook om de contactpinnen van de connector te ontlasten van trekkrachten bij het insteken en verwijderen van stekkers, anders krijg je mogelijk op de duur haarscheurtjes in de verbindingen en dus last van storingen. De montagegaten zijn voorzien van koper, dus dat vastsolderen gaat goed. Laat het gat liefst rondom vollopen met soldeer. Let bij K5 op de orientatie van de connector. Pin 1 is normaliter aangegeven met een driehoekje en zit het dichtst bij de rand van de print. Monteer alle ontkoppel-condensatoren (C7 en C10 t/m C23), evt m.u.v. C18, C20, C22. Monteer de DIPswitch en alle IC s. Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is pin 1. Als je het IC op tafel zet met de pootjes naar beneden en de inkeping naar links is pin 1 het pootje linksonder. Bij het schakelaarbankje zit pin 1 aan de kant van switch 1. Switch 4 komt dus het dichtst bij de rand van de print. IC1, IC4, IC6, IC10, IC17-20 en IC21-24 gaan op voetjes. Die IC s zelf kun je beter nog even niet in de voetjes plaatsen. Monteer de weerstandsbanken RB1 en RB2. Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is de gemeenschappelijke pin, aangegeven op de behuizing met een stip of een streepje. Monteer de weerstanden R1 t/m R8, R10, de twee condensatoren C8 en C9 en het kristal X1. Monteer de Elco s C1 t/m C6. Let op de orientatie!. Het vierkante eilandje is de (min) pool van de condensator Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 8 van 24

9 Monteer Diode D3. Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is de kathode, aangegeven met een streepje op de diode. Monteer de LED s (D1 en D2). Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is de kathode, meestal het kortste pootje en een platte kant aan de LED. Als de LED s aan de onderkant een brede rand hebben raken die randen elkaar en passen de LED s niet helemaal recht op de print. Daar waar de randjes van de LED s elkaar raken kun je dat (plastic) randje er gerust afknippen met een zijkniptangetje of afvijlen. Monteer de transistoren T3 t/m T18. Let op de orientatie! Het vierkante eilandje is pin 1 en dat is het pootje dat RECHTSonder zit als je de transistor met de metalen zijde op tafel legt en de pootjes naar beneden. De transistoren wijzen met de metalen zijde dus naar T2. Monteer de transistoren T1 en T2. Platte kant rechtsboven als je de print legt zoals in het begin aangegeven. Monteer R11 t/m/ R18. Draai de instelpotmeters R13 en R16 naar links gezien van de bovenkant van de print. De waarde van R11, R12, R17 en R18 hangt af van de stroom die je de RM51 wilt kunnen laten leveren. Als je dit van tevoren weet kun je die weerstanden gewoon vast solderen. Anders kun je er busjes in solderen waar je de weerstanden insteekt en later ook zo weer uit kunt trekken. Die busjes kun je maken van afbreekstrips gedraaide contacten (worden meestal SIL-sockets genoemd). Het zijn dezelfde contacten als die in de duurdere IC voeten (die voor IC1, IC6 en IC10) zitten en worden verkocht in strips van meestal 20 of 32 stuks. Onderstaand een fotootje hoe je dat kunt doen: Foto 1: Uitneembare weerstanden in SIL-busjes Controleer, liefst met een loep, of alle eilandjes nu goed gesoldeerd zijn. Vanwege het soldeermasker is de kans op kortsluiting klein. Mocht dat toch het geval zijn, weghalen met de tinzuiger Druk nu de overgebleven IC s in de daarvoor bestemde voetjes. Meestal is daar enige kracht voor nodig, maar pas op dat je de poten niet krombuigt! Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 9 van 24

10 3 Monteren en aansluiten. 3.1 Montage en voeding De RM heeft 2 voedingsspanningen nodig - 5 Volt (+/- 0,1V), ca 250mA voor de logica (stroomverbruik o.a. afhankelijk van de versie 8x51 en het aantal uitbreidingsmodules) - ca 20 Volt, 1A spanning voor de magneetartikelen (RM51 Rev01/02/03 max 1,75A) Let op! De connector voor de voedingsspanning is een computer diskdrive connector, maar heeft een andere pinbezetting. Dus NOOIT zomaar een voedingsunit van een PC aansluiten! Evenals de TM heeft de RM 4 montagegaten, waarvan de onderste 2 zijn verbonden met het 0-potentiaal op de print. Deze vormen de 0 Volt aansluiting voor de stuurspanning van de magneetartikelen. Deze stuurspanning sluit je dus aan op pin 1 van de power-connector (+20V) en de onderste montagegaten van de print (0V). 5V K1 Spoelspanning 20V Spoelspanning Fig 2: Aansluiten voedingsspanningen De spanning voor de electronica sluit je aan op pin 2 (0V) en pin 3 (+5V) van de power connector. Als je zowel de RM als de TM toepast en je alle TM/RM units bij elkaar plaatst kun je deze het best monteren op 1 gemeenschappelijke aluminium onderplaat (bv de onderplaat van de kast). Wil je ruimte besparen, dan kun je bv een aluminium hoekprofiel (20 x 20 mm) op de onderplaat monteren en vervolgens de RM rechtopstaand met een paar metalen afstandbusjes en M3 boutjes aan de zijkant van de hoekprofiel. Dit soort afstandbusjes worden bv ook gebruikt voor het monteren van moederborden in een PC kast en zijn te verkrijgen bij een behoorlijke computer onderdelen shop. Anders kun je een paar M3 moertjes opboren en gebruiken als afstandsbusjes. Zet de print ook aan de bovenkant vast, anders loop je risico dat-ie ooit afbreekt Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 10 van 24

11 18V 18V 18V 20V 5V 12V K1 5V K1 5V K1 5V K1 Fig 3: Voorbeeld opstelling meerdere TM51/RM51 units De 0V van de magneetspoel-stuurspanning schroef je vervolgens ergens stevig op de bodemplaat. Als je geen gemeenschappelijke bodemplaat gebruikt kun je ook gewoon een dikke draad (bv 2,5mm2) gebruiken, die je met een oog op een van de montagegaten zet. Elke andere methode die een goede aardverbinding maakt is eveneens goed. 3.2 Aansluiten van de magneetartikelen Magneetspoelen TM51 TM51-S TM51-S RM51 Magneetartikelen worden gemultiplext aangesloten. De stroom door de spoelen is softwarematig begrensd. Daarom en omdar er wat spanning verloren gaat in de stuurtrappen en diodes kan (moet) de spanning (20V) hoger zijn dan normaal (meestal 14V) en kun je relatief dunne bedrading gebruiken (standaard 0,22mm 2 modelbouwdraad o.i.d.). Magneetartikelen worden aangesloten volgens een matrix met een diode (1N4004 of vergelijkbaar type) in serie met elke spoel (let op de polariteit van de diode). Sluit de spoel voor rechtdoor (wissel) of rood (sein) altijd aan op een even adernummer van de PS groep, de andere spoel op het eerstvolgende oneven nummer. Bij seinen met 2 ongekoppelde armen is de meest gebruikte conventie eerste spoel (even) = rood, tweede spoel (oneven) = groen, derde spoel (eerstvolgende even nummer) = geel. Het adres van het magneetartikel wordt bepaald door de aders waartussen je de rechtdoor/rood spoel aansluit. Reken hiermee alleen met de even PS-nummers. Het direct opvolgende oneven PS-nummer wordt voor de andere stand gebruikt: Voor de lijnen PS0 PS7 is het adres: 4 * <pd> + <ps>/2 Voor de lijnen PS8 PS15 is het adres: 4 * <pd> + (<ps>-8)/ Voorbeeld 1: PD=10, PS=4: Adres = 4 * / 2 = = 42 (decimaal) Voorbeeld 2: PD=5, PS=14: Adres = 4 * 5 + (14-8)/ = = 87 (decimaal) Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 11 van 24

12 PS (+) wissel/sein 00 wissel/sein 01 wissel/sein 63 1 PS8 PS9 PS10 PS11 PS12 PS13 PS14 PS15 PS0 PS1 PS2 PS3 PS4 PS5 PS6 PS7 PD (-) wissel: armsein: rechtdoor rood afbuigen groen PD8 PD9 PD10 PD11 PD12 PD13 PD14 PD15 37 PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 Let op: getekende pin-out is die van het printdeel en niet van je stekker! Als het goed is staan de nummers er op. Fig 4: Aansluiten van magneetartikelen op de RM51 De stroombegrenzing van de RM51 vertrouwt op de zelfinductie (elektrische traagheid) van magneetartikelen. Sluit daarom NOOIT iets anders aan dan een spoel op connector K4, tenzij je zeker weet dat de ohmse weerstand van het betreffende apparaat zelf groot genoeg is om de stroom onder de 1A te houden (bij de RM51 Rev01: 1,75A). In alle andere gevallen leidt dit onherroepelijk tot schade aan de drivers! Wisselmotoren Vanaf firmware versie 2.13 kun je niet alleen magneetartikelen aansluiten met spoelaandrijving, maar ook wissels, seinen en eventueel andere artikelen met (kortstondige) motoraandrijving. Het verschil t.o.v. wissels met spoelen is dat bij motoraandrijving de motor afwisselend linksom of rechtsom moet kunnen draaien en de draairichting afhankelijk is van de richting waarin de stroom loopt. Om het apparaat in beide standen te krijgen moet je de spanning en stroom dus kunnen ompolen. Het is niet met zekerheid te zeggen of dit bij alle wisselmotoren precies zo werkt, dus dat moet je zelf even uitzoeken, te rade gaan bij de Dinamo User Group of een internet-forum. Bovendien zijn het niet alleen motoren die deze modus gebruiken: LEGO wissels werken ook op deze manier. Overigens is het af te wegen of het verstandig is zeer trage motoren op deze wijze aan te sluiten, aangezien de magneetartikelsturing van de RM sequentieel werkt (1 wissel tegelijk). Als elke motor er meerdere seconden over doet om te schakelen, kan het omleggen van een wisselstraat wel erg lang gaan duren Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 12 van 24

13 Om dit mogelijk te maken moet je de magneetartikel-stuurschakeling in een andere modus zetten (zie instellingen dipswitches verderop). Het gevolg hiervan is dat je met de standaard RM51 slechts de helft van het aantal devices aan kunt dan in de normale spoel modus het geval is. Bij het aansluiten van wisselmotoren worden zowel de PS als de PD aansluitingen steeds paarsgewijs gebruikt, waarbij PS(x) en PS(x+1) een paar zijn (x=even) en PD(y) en PD(y+1) een paar zijn (y=even). Aansluiting van de motoren geschiedt als volgt: PS0 PS1 PS2 PS3 PS4 PS5 PS6 PS M M M M PD0 PD1 Fig 5: Aansluiten van wisselmotoren op de RM Om de motor in richting R (rechtdoor) aan te sturen maakt de RM51 steeds een even PS lijn en een oneven PD lijn actief (bv voor motor 2 is dat PS4/PD1). Om de motor in de richting A (afbuigend) aan te sturen maakt de RM51 steeds een oneven PS lijn en een even PD lijn actief (voor motor 2 PS5/PD0). De 4 diodes per motor (1N400x) zijn nodig om te zorgen dat er steeds slechts 1 motor tegelijk reageert en geen lekstromen gaan lopen door andere motoren. Zorg dat de 2 diodes aan de linkerkant van de motor steeds tussen 2 even lijnen zitten en die aan de rechterkant steeds tussen 2 oneven lijnen. Het adres van de motor wordt bepaald door de aders waartussen je hem aansluit. Reken hierbij alleen met de even genummerde lijnen, de direct opvolgende oneven nummers worden voor de andere kant van de motor gebruikt: Voor de lijnen PS0 PS7 is het adres: 2 * <pd> + <ps>/2 Voor de lijnen PS8 PS15 is het adres: 2 * <pd> + (<ps>-8)/ Voorbeeld 1: PD=10, PS=4: Adres = 2 * / 2 = = 22 (decimaal) Voorbeeld 2: PD=5, PS=14: Adres = 2 * 5 + (14-8)/ = = 45 (decimaal) Stel dat je niet alleen motoren wilt aansluiten maar ook gewone spoelen, dan kan dat ook. Alleen kost het je wel meer uitgangen dan wanneer je alleen maar spoelen hebt. Als je een paar PD lijnen ALLEEN voor spoelen gebuikt kan het als volgt: PS0 PS1 PS2 PS3 PS4 PS5 PS6 PS PD2 PD3 Fig 6: Aansluiten van magneetspoelen op de RM in MotorModus Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 13 van 24

14 Als je een paar PD lijnen zowel voor motoren als voor spoelen gebruikt kan het op de volgende manier: PS0 PS1 PS2 PS3 PS4 PS5 PS6 PS M M PD4 PD5 Fig 7: Gemengd aansluiten van magneetspoelen en motoren op de RM 3.3 Aansluiten van uitbreidingsmodules De RM kan tot 128 digitale uitgangen aansturen met exta uitbreidingsmodules. Digitale uitgangen kunnen bijvoorbeeld zijn TTL uitgangen voor LED s, 500mA uitgangen voor lampjes (lichtseinen), 1,5A uitgangen voor bijvoorbeeld ontkoppelrails, Relais voor bijvoorbeeld het stroomloos maken van opstelsporen, etc. Uitgangen kunnen worden aan en uitgezet, maar er kan ook met een enkel commando een puls worden gegeven met een variabele tijdsduur of een uitgang kan op knipperen worden gezet (variabel tijdsinterval), handig voor bijvoorbeeld daglichtseinen en spoorwegovergangen. Vcc Vcc 1 Vcc Vcc A0 A1 A2 A3 RD WR OE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Er zijn universele uitgangsmodules beschikbaar waar je een diversiteit aan signalen mee kunt genereren. Als je liever zelf aan de slag wilt kan dat ook. Nevenstaand vind je de pinout van de connector K5. Uitbreidingsmodules worden aangesloten via een als flatcable uitgevoerde 15 lijns data/adresbus (8 datalijnen, 4 adreslijnen, een WRite en ReaD lijn (voor de laatste is geen functie geïmplementeerd) en een Output Enable lijn). De Output Enable dient ervoor om ongewenste effecten bij het inschakelen te voorkomen. De OE lijn is hoog bij aanzetten van het systeem. De controller initialiseert eerst alle (128) output bits op 0 en maakt dan de OE lijn laag. De uitbreidingsbus bevat een 5V voedingsspanning (Vcc). Deze is bedoeld om de adres en data-decoderchips op de uitbreidingsmodules te voeden en in principe NIET om de uitgangen zelf van energie te voorzien. Gebruik voor dit laatste een aparte voedingsspanning aansluiting op de uitbreidingsmodule zelf. Houd de flatcable zo kort mogelijk en gebruikt liefst 74HCxxx chips als decoderchips, die hebben een grotere 0V marge dan de HCT of LS versie. Fig 8: Pinbezetting van de uitbreidingsconnector K Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 14 van 24

15 4 Communicatie 4.1 Communicatie met een PC Communicatie met de PC loopt via connector K2 (de 9 polige SubD-male connector die naast de power-connector zit). De RM kun je rechtstreeks aansluiten op de RS232 poort van een PC met een standaard nulmodem kabel. Als je hem zelf wilt maken ziet-ie er als volgt uit: subD-female 9 5 9subD-female Fig 9: Nulmodemkabel De grijze verbindingen zijn voor de RM51 niet nodig. In essentie zijn 3 draadjes dus voldoende: 5 aan 5, 2 aan 3 en 3 aan Communicatie met TM, OM32 en PM32 controllers Seriële communicatie met additionele TM, (seriële) OM32 en PM32 modules loopt via connector K3 (de 9 polige SubD-female connector). Van deze connector zijn slechts 3 pinnen aangesloten: 2 (transmit), 3 (receive) en 5 (gnd). De RM kan op deze pinnen RS232 compatible signalen genereren (+12V/-12V) of 0-5V (TTL) signalen. Wat gegenereerd wordt hangt af van de instellingen van jumpers JP1 en JP2. RS232 signalen kunnen een grotere afstand overbruggen dan 0-5V signalen, maar het nadeel van RS232 is dat het feitelijk alleen punt-punt verbindingen ondersteunt. Zonder speciale maatregelen kun je derhalve slechts 1 TM aansluiten. Daarom is het gebruik van 0-5V signalen in de praktijk veel handiger, want daarmee kun je alle aangesloten TM units en eventueel de OM32 en PM32 units gewoon parallel schakelen. Een betere methode om grote afstanden te overbruggen is RS485. Dit is een multipointmultipoint protocol waarmee afstanden tot meter kunnen worden overbrugd. RS485 wordt niet gegenereerd door de RM, maar je kunt wel eenvoudig een externe RS485 transceiver toevoegen. Hoe je dat kunt doen tref je aan in een aparte notitie. RS485 wordt eigenlijk pas vanaf RM-H rel 3.0 echt goed ondersteund mits je ook de juiste TM en OM32 boards hebt. Samenvattend: Aannemend dat je de RM, TM, OM32 en eventueel PM32 units bij elkaar zit is het gebruik van TTL (0-5V) signaalniveau s verreweg het handigst. Hoe je de units aansluit tref je aan in de handleidingen van de betreffende modules. Eventueel kun je additionele OM32 modules op afstand aansluiten via RS232. Bij de OM32 werkt RS232 wel, omdat de OM32 alleen ontvangt en nooit zendt. Hoe die aansluiting dan moet vind je in de OM32 handleiding. Wil je modules gedistribueerd opstellen, dan is RS485 de aangewezen methode, maar dit werkt alleen bij de juiste revisie-niveaus van de prints. Voor RS485 is een aparte notitie beschikbaar Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 15 van 24

16 5 Afregelen van de spoelstroom Voor de daadwerkelijke ingebruikname moet de stroombegrenzing door de spoelen van de magneetartikelen op de juiste waarde worden afgesteld. Dit is nodig, zowel voor de levensduur van de betreffende magneetartikelen als voor de levensduur van de driverchips op de RM51. Om de stroom te kunnen meten moet je een wat langere puls kunnen geven. Dat kan door een wisselcommando te geven met een expliciet aangegeven pulsduur. Voor het geval dat je stuurprogramma geen pulsduur-controle ondersteunt kan het door de RM51 (rel 2.x) in afregelmodus worden gezet. In dat geval geeft de RM51 een puls van ca 4 seconden op elk wissel commando. Het instellen van de afregelmodus gaat met een commando (21 decimaal). Windows en DOS gebruikers kunnen dit doen met het initialisatieprogrammaatje DinaWin (voor Linux gebruikers: Dinamit), te downloaden van de Dinamo-UserGroup (sorry: Apple en andere gebruikers moeten zelf even iets bedenken). Als je dit programma hebt maak dan even een tekstbestandje (bv met Notepad) en zet hierin 1 regel: # 21 Geef nu vanaf de command prompt (even DOS shell starten in Windows) het commando DinaWin <tekstbestandje> <poort> Waarbij <tekstbestandje> de naam is van het bestandje met # 21 en <poort> het nummer is van de seriele poort waarop Dinamo is aangesloten. Als je <poort> niet opgeeft wordt het automatisch COM1. Kijk voor de zekerheid even in de handleiding die bij dit programma zit, want wellicht wordt dit programma nog aangepast en daarmee de startregel iets anders. RM-H 3.0 kent geen speciale afregelmodus. Hiermee zul je dus een magneetartikelcommando moeten sturen met een voldoende lange pulsduur. 5.1 RM51 Rev00 De juiste stroom stel je in met instelpotmeter R9. Draai de potmeter eerst helemaal linksom, gezien van de bovenrand van de print (de rand waar R9 zit). Voor het afregelen moet de RM aangesloten zijn op een PC met stuurprogramma. Sluit een magneetartikel ZONDER eindafschakelmechanisme (bijvoorbeeld een ontkoppelrelais) aan op een paar uitgangen PSx PDx naar keuze en schakel een ampèremeter hiermee in serie. De diode kun je weglaten. Uiteraard moet je wel een uitgang nemen waarvan je de driver IC s hebt geplaatst. Schakel, indien nodig, de spoelstroom afregelmodus in. Geef nu vanuit de PC een commando om de betreffende magneetspoel aan te sturen. De RM51 genereert nu een puls, voldoende lang om de stroom uit te lezen. Draai potmeter R9 naar rechts totdat de stroom 1A bedraagt (minder mag naar eigen keuze, meer niet!). Je kunt uiteraard zoveel pulsen geven als je nodig hebt, maar houd enige tussenpozen aan om te voorkomen dat de spoel doorbrandt. Als je de 1A niet haalt heeft het magneetartikel waarschijnlijk een te grote ohmse weerstand. Neem dan een ander exemplaar of schakel er 2 parallel. Je hoeft maar één willekeurige uitgang af te regelen. Sluit NOOIT iets anders aan dan een spoel op de uitgangen van K4. Dit leidt onherroepelijk tot schade aan de driverchips! Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 16 van 24

17 Schakel na afloop de afregelmodus weer uit (indien deze is ingeschakeld) het systeem uit en weer aan te zetten. 5.2 RM51 Rev01/02/03 Bij de RM51 Rev01/02/03 hebben de PS lijnen 0 t/m 7 en 8 t/m 15 elk hun eigen stroombegrenzing. Bovendien is de maximale stroomsterkte groter dan bij Rev00. RM51 Rev01/02/03 kan maximaal 1,75A leveren Als het per-se moet is deze stroom nog verder op te voeren. Neem in dat geval even contact op (dinamo@vanperlo.net). Het voordeel van 2 groepen met hun eigen afregeling is dat je magneetartikelen met uiteenlopende eigenschappen toch goed kunt aansturen. Zo zijn er wissels die minstens 1,5A nodig hebben, terwijl er andere spoelen zijn die bij 1,5A doorbranden. Met potmeter R16 regel je de stroom af voor de PS lijnen 0 t/m 7 (= magneetartikel 0 t/m 63). Het afregelbereik wordt bepaald door de weerstanden R17 en R18. Met potmeter R13 regel je de stroom af voor de PS lijnen 8 t/m 15 (= magneetartikel 64 t/m 127). Het afregelbereik wordt bepaald door de weerstanden R11 en R12. De juiste waarde van de weerstanden R11, R12, R17 en R18 kun je bepalen met de volgende grafiek: 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 Stroom (A) 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 Min Max 2x1,2 2x1,5 2x1,8 2x2,2 2x2,7 Grafiek 1: Weerstandswaarden voor de spoelstroombegrenzing De waarde onder de grafiek geeft de waarde van de weerstanden in Ohm aan, dus 2x2.2 betekent 2 weerstanden van 2,2Ohm. Let op: de weerstanden moeten 0,5W METAALFILM weerstanden zijn (dit is dezelfde afmeting als 1/4W koolweerstanden). Koolweerstanden branden op termijn door! De lijnen overlappen elkaar in bereik. Kies bij voorkeur een lijn waarbij je in de linkerhelft van de grafiek terecht komt. Heb je bv 1,1A nodig, dan kun je dat zowel bereiken met de blauwe als met de paarse configuratie. De blauwe heeft in dat geval de voorkeur. Let op bij de roze Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 17 van 24

18 lijn dat je de potmeter niet te ver naar rechts draait. De maximale stroom die de PD drivers kunnen verwerken is 1,75A en bij een grotere stroom verbranden je weerstanden! De juiste stroom voor magneetartikel 0 t/m 63 stel je in met instelpotmeter R16. Draai de potmeter eerst helemaal linksom, gezien van de bovenrand van de print (de rand waar R16 zit). Voor het afregelen moet de RM aangesloten zijn op een PC met stuurprogramma. Sluit een magneetartikel ZONDER eindafschakelmechanisme (bijvoorbeeld een ontkoppelrelais) aan op een paar uitgangen PSx PDy naar keuze (x < 8) en schakel een ampèremeter hiermee in serie. De diode kun je weglaten. Uiteraard moet je wel een PD uitgang nemen waarvan je de driver IC hebt geplaatst. Schakel, indien nodig, de spoelstroom afregelmodus in. Geef nu vanuit de PC een commando om de betreffende magneetspoel aan te sturen. De RM51 genereert nu een puls, voldoende lang om de stroom uit te lezen. Draai potmeter R16 naar rechts totdat de stroom de gewenste waarde heeft. Je kunt uiteraard zoveel pulsen geven als je nodig hebt, maar houd enige tussenpozen aan om te voorkomen dat de spoel doorbrandt. Als je de gewenste stroom niet haalt heeft het magneetartikel waarschijnlijk een te grote ohmse weerstand. Neem dan een ander exemplaar of schakel er 2 parallel. Herhaal de procedure met R13 voor magneetartikel 64 t/m 127 (PSx, x>7). Uiteraard is dit alleen van toepassing indien je de drivers voor deze groep hebt geplaatst. Je hoeft per groep maar één willekeurige uitgang af te regelen. De stroomregeling werkt alleen bij inductieve belastingen. Sluit NOOIT iets anders aan dan een spoel op de uitgangen van K4, tenzij je zeker weet dat de ohmse weerstand van de belasting groot genoeg is om de stroom onder de 1,75A te houden. Schakel na afloop de afregelmodus weer uit (indien deze is ingeschakeld) door het systeem uit en weer aan te zetten Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 18 van 24

19 6 Dipswitches en jumpers instellen K1 JP1 JP S1 S2 S3 S4 Fig 10: Plaats van jumper en dipswitches Met de Jumpers JP1 en JP2 kies je tussen TTL of RS232 signaalniveau s voor communicatie met TM units. Zorg dat de TM units overeenkomstig staan ingesteld! Communicatie met een PC is niet instelbaar en is altijd RS232 niveau! Zoals eerder geschreven zul je in vrijwel alle gevallen TTL communicatie gebruiken voor aansturing van andere Dinamo modules of anders RS485, maar ook in dat geval is de instelling TTL. Let op dat bij RM51 Rev02/03 JP2 bestaat uit 4 pinnen. 6.1 Instellen van jumpers RM51 Rev00 en Rev 01 Signaalniveau s JP1 JP2 TTL RS RM51 Rev02 en Rev03 Signaalniveau s JP1 JP2 TTL RS en 3-4 Let op: Bij Rev02/03 en RS232 niveau moet je in totaal dus 3 jumperblokjes plaatsen. Het blokje dat je over houdt bij TTL niveau kun je parkeren tussen de beide pinnen 4 van JP1 en JP Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 19 van 24

20 6.2 Instellen van dipswitches OM32 reliability optie: De OM32 kan alleen berichten ontvangen, niets terug zenden. Het voordeel van unidirectionele communicatie is dat het weinig belasting vormt voor de rest van het systeem. Het nadeel is dat het minder betrouwbaar is. Deze (iets) lagere betrouwbaarheid zal slechts in zeldzame gevallen een potentieel probleem zijn. Voor die situaties is in de RM firmware een reliability optie ingebouwd, die zorgt voor dubbele transmissie van de berichten aan de OM32. Omdat deze extra capaciteit vergt is het raadzaam deze alleen in te schakelen als je een hoge betrouwbaarheid nodig hebt RM51 firmware 2.2x SW Functie Off On 1 Klokfrequentie MHz MHz 2 OM32 reliability optie Uitgeschakeld Hertransmissie ingeschakeld 3 Spoelaandrijfmodus Magneetspoelen Motoren + spoelen 4 Communicatiesnelheid bps bps RM-H firmware 3.0 Beta SW Functie Off On 1 Geen functie 2 OM32 reliability optie Uitgeschakeld Hertransmissie ingeschakeld 3 Spoelaandrijfmodus Magneetspoelen Motoren + spoelen 4 Geen functie RM-H firmware 3.0 Beta 3 De mogelijkheid is toegevoegd om magneetartikelsturing volledig met PM32 modules te doen en de RM-H magneetartikeldrivers geheel uit te schakelen. Het eerste magneetartikel op de eerste PM32 krijgt dan adres 0. Dit kan worden ingesteld met switch 1 De PM32 kent 64 magneetartikelen, mits deze in dubbelspoelmodus staat. Om dit te faciliteren kun je de PM32 aansturen met 64 magneetartikelen per module (alleen als alle PM32 modules in dubbelspoelmodus staan) of met 32 magneetartikelen per module (als je een of meerdere PM s in motormodus hebt staan of als je hier om andere redenen voor kiest. SW Functie Off On 1 RM-H magneetart. drivers Ingeschakeld Uitgeschakeld 2 OM32 reliability optie Uitgeschakeld Hertransmissie ingeschakeld 3 Spoelaandrijfmodus Magneetspoelen Motoren + spoelen 4 PM32 aansturing 32 MA per PM32 64 MA per PM32 2 Let op: de communicatiesnelheid naar PC en naar aangesloten Dinamo modules is altijd gelijk bps communicatie werkt alleen bij een kristal Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 20 van 24

21 6.2.5 RM-H firmware 3.0 Beta 4 De communicatiesnelheid in een systeem met 16 TM-H s en 4 PM32 s blijkt te wensen over te laten. Om die reden is de maximale communicatiesnelheid binnen een Dinamo systeem verhoogd naar bps. De communicatiesnelheid is instelbaar met switch 1. Het in/uitschakelen van de on-board MA drivers is verhuisd naar switch 2. De OM32 reliability optie kan niet meer gekozen worden met een dipswitch, maar dit kan voortaan met een commando worden geactiveerd. Let op : SW Functie Off On 1 Communicatiesnelheid bps bps 2 RM-H magneetart. drivers Ingeschakeld Uitgeschakeld 3 Spoelaandrijfmodus Magneetspoelen Motoren + spoelen 4 PM32 aansturing 32 per PM32 64 per PM32 De communicatiesnelheid tussen PC en Dinamo is altijd bps, ongeacht de ingestelde snelheid binnen een Dinamo systeem. Om de interne communicatiesnelheid van bps te kunnen gebruiken moet de firmware van de TM-H tenminste 5b2 zijn. TM-H 5b2 is auto-baud (38k4/19k2) en kiest automatisch de snelheid waarop de RM-H zendt. Om de interne communicatiesnelheid van bps te kunnen gebruiken moet de firmware van de PM32 tenminste 1b3 zijn. PM32 1b3 is auto-baud (38k4/19k2) en kiest automatisch de snelheid waarop de RM-H zendt. Om de interne communicatiesnelheid van bps te kunnen gebruiken moet de firmware van de OM32 tenminste 1.21 zijn. OM is auto-baud (38k4/19k2/9k6) en kiest automatisch de snelheid waarop de RM-H of RM51 zendt. OM kan dus ook nog gewoon gebruikt worden in een Dinamo 2.x systeem op 9600bps. De auto-baud functie van de OM32 werkt overigens alleen als deze in een Dinamo systeem wordt toegepast. Bij directe koppeling van de OM32 aan een PC dient de OM32 vast op bps te worden ingesteld (zie handleiding OM32). De OM32 reliability optie dient voortaan met een commando worden geactiveerd. Aan de commandoset, groep «system control» is een «set options» commando toegevoegd, waarmee maximaal 7 binaire opties (aan/uit) kunnen worden ingesteld. Momenteel is er daar 1 van gedefinieerd als OM32 reliability # = OM32 reliability optie aan # = OM32 reliability optie uit (default bij aanzetten systeem) Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 21 van 24

22 Deze pagina is met opzet leeg Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 22 van 24

23 Deze pagina is met opzet leeg Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 23 van 24

24 Leon van Perlo versie januari 2007 Pag 24 van 24