12.1 Input/output-kaart IOK. Informatieblad 12 input/output-kaart versie 1.0. Beperking aansprakelijkheid

Transcriptie

1 Beperking aansprakelijkheid De aansprakelijkheid van het bestuur van de HCCM is beperkt als omschreven in informatieblad 1 12 Input/output-kaarten De uitgangen van de input/output-kaart (IOK) hebben dezelfde functie als die van een latch-kaart (EVL, zie info-blad 92). Hij wordt echter in het rek geplaatst, net als de latch-keuzekaart (LKK, zie infoblad 91). Het is mogelijk bij een kleinere baan eerst gebruik te maken van een IOK en deze, als latere uitbreidingen dat nodig maken, te vervangen door een combinatie van een LKK met een of meerdere EVL. De IOK heeft naast 16 uitgangen ook 16 ingangen, daardoor kan via de IOK ook binaire informatie aan het systeem worden geleverd, bij voorbeeld van (een) handregelaar(s), zie info-blad 13. Met een combinatie LKK/EVL is dat niet mogelijk. De 16 in - en uitgangen worden niet gelijktijdig in- en uitgelezen maar in groepen van vier bits, dat worden nibbles genoemd. Dat is gedaan omdat op de databus vier lijnen (A0 A3) voor het ontvangen (terugmelding) ter beschikking staan. Voor het versturen van informatie naar de kaarten heeft de databus zes lijnen (D0 D5), D0 D3 bevatten de informatie voor één outputnibble. D4 en D5 bepalen in welke outputnibble de informatie terecht komt en tegelijkertijd van welke inputnibble de informatie wordt ingelezen. Zie voor de samenhang van bits, nibbles en bytes info-blad 91. In het geheugen van de computer zijn twee bytes gereserveerd waarin de te versturen toestand van de uitgangen (0 of 1) is opgeslagen, outputbytes genaamd. De laatst ingelezen toestand van de ingangen wordt eveneens in twee bytes opgeslagen die logischerwijze inputbytes worden genoemd. De informatie die de bytes bevatten wordt als volgt verdeeld: byte 0 bit 0 3 pen 10, 12, 14 en 16 bit 4 7 pen 9, 11, 13 en 15 byte 1 bit 0 3 pen 2, 4, 6 en 8 bit 4 7 pen 1, 3, 5 en 7 Bij gebruik van de vroegere Forth-software was deze informatie nodig omdat voor het verzenden van informatie naar een pen tevens het adres van de betreffende byte moest worden ingevoerd. Tegenwoordig is echter software voorhanden waarmede elke gewenste pen eenvoudig kan worden aangestuurd Input/output-kaart IOK Afbeelding 1 toont de opstelling van de componenten, voor de in- en de output is voorzien in gescheiden 16-polige connectoren voor het aansluiten van bandkabel. Het bouwpakket bevat alle nodige onderdelen, zie tabel 1. In schema 1 is de scheiding tussen output (boven) de input (onder) duidelijk te herkennen. De vier outputbits (D0 D3) worden aan de vier latches IC2, 3, 5 en 6 aangeboden. De zestien inputbits worden in IC7 en 8 gemultiplexed tot acht bits en door IC4 nogmaals. Zodoende blijven vier bits over die op de inputlijnen A0 A3 worden gezet. De dioden beschermen IC4 tegen een hoog signaal dat op de databus aanwezig kan zijn als de IOK niet is geselecteerd. Tijdens het adresseren wordt de adresstrobe KS laag, led H1 brandt dan. Tevens krijgt IC4 een laag signaal op zijn enable-ingang, daardoor wordt de output op de datalijnen A0 A3 gezet, tijdens het adresseren reageert de computer daar niet op, de inputbits worden pas ingelezen als de outputbits worden verzonden. Welke vier bits dan worden ingelezen wordt bepaald door de buslijnen D4 en D5. IC4, 7 en 8 zijn in feite vierpolige omschakelaars, als de ingang G1 een laag (0) signaal heeft worden de A-ingangen doorgegeven en bij een hoog (1) signaal de B-ingangen. Door de vier signaalcombinaties 00, 01, 10 en 11 van D4 en D5 worden dus telkens vier van de zestien ingangen op de databus gezet. De weerstanden R2 en R3 zijn pull-up weerstanden, de HCC Modelbaanautomatisering, uitgave mei

2 ingangen die niet worden gebruikt hebben daardoor een hoog signaal. De condensatoren C3 C18 onderdrukken eventuele stoorpulsen op de ingangen. IC1 omvat twee 1-uit-4 decoders, op de A-kant zijn de signalen KS en DS aangesloten. Als de IOK is geselecteerd is KS laag en DS hoog, de uitgang Q0 is dan hoog, daardoor krijgt IC1B geen enable-signaal en blijven zijn uitgangen hoog. De latches zijn dan vergrendeld en de op D0 D3 aanwezige input wordt niet aan de uitgangen doorgegeven. Na de adresgegevens worden data op de bus gezet. De datastrobe DS wordt ook laag en dat resulteert via IC1A in een enable-signaal op IC1B. Door de daarop aanwezige input die bestaat uit D4 en D5, wordt nu een van de uitgangen laag en daardoor wordt een van de latches ontgrendeld en de op de data-lijnen D0 D3 wordt aan de daarop aangesloten pennen doorgegeven. De drie andere latches blijven vergrendeld en de daarop aangesloten pennen houden het al aanwezige signaal (0 of 1). Omdat op de buslijnen afwisselend adresinformatie en data voor dat adres aanwezig zijn vergt een wijziging in de toestand van alle uitgangen het viermaal aansturen van de IOK. Omdat nooit alle pennen tegelijk van toestand hoeven te veranderen vormt dat geen probleem. Wel moet rekening worden gehouden met de aan te sturen apparatuur. Een sein moet veelal op meerdere uitgangen (pennen) worden aangesloten, die moeten dan in een groep van vier liggen die door één nibble wordt aangestuurd. Als dat niet het geval zou zijn veranderen de uitgangen niet tegelijk van toestand, van 0 naar 1 of omgekeerd, daardoor zou het sein een onjuist beeld kunnen tonen Bouwaanwijzingen Algemene aanwijzingen zijn opgenomen in het HCCM-handboek hoofdstuk 4. De connectoren voor de bandkabel dienen vlak op de print te worden gemonteerd met de contacten van X1 af gericht. (De bandkabels worden aangebracht nadat de IOK in het rek is geplaatst, zij komen dus aan de voorzijde uit het rek.) Voor een betere zichtbaarheid kan led H1 aan de voorzijde van de print worden gemonteerd. De aansluitdraden moeten daarvoor op de juiste lengte haaks worden omgebogen. De anode van de led, dat is de lange aansluitdraad, komt aan R Testen Als na visuele controle het soldeerwerk in orde is bevonden moet voordat de IC's worden geplaatst worden gecontroleerd of overal de voedingsspanning aanwezig is. Daarvoor moet de print met twee draden op de voeding 12 V = van het interface-rek worden aangesloten, +12 V op pen 18 en 0 V (GND) op pen 31 van de 31-polige connector X1. Uiteraard mag de ondergrond waarop de print tijdens het meten ligt niet geleidend zijn! De voedingspunten van de IC s en de aansluiting van +12 V en GND op de connectoren zijn weergeven in schema 2. Als de spanning ergens ontbreekt is veelal sprake van onvoldoende doorvloeiing van een soldering. Door zorgvuldig controleren en eventueel opnieuw solderen van verdachte punten moet de fout worden hersteld. Als de spanning volgens schema overal aanwezig is kunnen, na het uitschakelen van de voedingsspanning, de IC s worden geplaatst. Voor het verdere testen is software voorhanden om de IOK simpel via de computer te testen. Het programma KAARTTESTER van Gerard van der Sel, home.hccnet.nl/g.vd.sel en het programma KOPLOPER van Paul Haagsma, bevatten beide testprogramma s voor dat doel. Daarvoor moet de IOK in het interface-rek worden geplaatst en de verbinding met de computer tot stand worden gebracht. Nadat het adres (= rekpositie) is HCC Modelbaanautomatisering, uitgave mei

3 ingevoerd kunnen de 16 uitgangen naar believen worden aangestuurd. De goede werking kan met een multimeter worden gecontroleerd door de spanning tegen GND te meten, 0 V is laag (0) en 12 V is hoog (1). Een tweede mogelijkheid is het doorverbinden van de uitgangen met de ingangen met behulp van een stukje bandkabel voorzien van connectoren. Het hoog maken van een uitgang moet dan resulteren in het hoog worden van de ermede verbonden ingang. Of dat inderdaad gebeurt kan met de genoemde testprogramma s worden gecontroleerd. Let op! 12.4 Installatie Als de test succesvol is verlopen kan de randapparatuur worden aangesloten. Hiervoor moeten 16-adrige bandkabels worden gebruikt waarop aan de zijde van de IOK opzetconnectoren moeten worden geklemd, zie info-blad 92 van de EVL, 3. De opzetconnectoren worden bij de IOK geleverd, bandkabel is bij de HCCM en in elektronicazaken per meter verkrijgbaar Uitgangen Hierop zullen meestal wisselkaarten of seinbuffers worden aangesloten. Deze kaarten moeten apart op +12 V en GND (0 V) worden aangesloten. Voor de feitelijke besturing is per wissel slechts één verbinding nodig en twee voor een eenvoudig sein met twee lichten. Complexe seinen hebben meer verbindingen nodig, daarvoor is een IOK met maar 16 uitgangen minder geschikt. Aan de kant van de baan kan de bandkabel worden gesplitst in enkele aders die van een opsteekschoentje worden voorzien. Om de bandkabel mechanisch niet te verzwakken moet de complete kabel van de IOK eerst naar de treinbaan worden gevoerd en daar van een trekontlasting worden voorzien. Daarna kunnen de nodige aantallen adres naar de wissel- en/of seinkaarten worden gevoerd. Om later eenvoudig wijzigen in de bedrading aan te kunnen brengen kan onder de treintafel een connectorkuip worden gemonteerd. Die moet daarvoor met 16 soldeerstiften op een stukje printplaat met geleidebanen worden gesoldeerd zoals weergegeven in afbeelding 2. Door dit printje op een strategische plaats onder de treintafel te schroeven kan beschadiging van de bandkabel door een plotselinge trekbelasting worden voorkomen. De bandkabel tussen IOK en baan wordt aan beide zijden van een opzetconnector voorzien en het ergste wat kan gebeuren is het tijdens bedrijf lostrekken van de bandkabel. De bedrading onder de treintafel wordt aan beide zijden van opsteekschoentjes voorzien. Op deze wijze kan de bedrading onder de treintafel op dezelfde manier worden gerealiseerd als vanaf een EVL, zie info-blad Ingangen De ingangen kunnen worden gebruikt voor het aansluiten van een handregelaar, zie info-blad 13. Daarvoor is als referentie ook een aansluiting op 0 V nodig, die is op de IOK niet aanwezig. In info-blad 13 wordt duidelijk omschreven hoe daarin kan worden voorzien. HCC Modelbaanautomatisering, uitgave mei

4 tabel 1 componentenlijst Positienummer Omschrijving Type/waarde HCCM-printkaart (leeg) IOK IC1 2-voudige 1-uit-4 decoder IC2, IC3, IC5, IC6 IC4, IC7, IC8 IC-voet (bustype) DIL 16 1 quad. D-type latch IC-voet (bustype) DIL 16 4 quad. 2>1 omschakelaar IC-voet (bustype) DIL 16 3 H1 led 3 mm groen 1 D1 D4 diode 1N R1 weerstand 2k2 1 R2, R3 weerstandsnetwerk 8*10k 2 C1, C2 condensator 100 nf 2 Aanta l C3 C18 condensator 10 nf 16 X1 connector DIN pol.man. haaks 1 X2, X3 connectorkuip DIN pol. man. haaks 2 opzetconnctor DIN pol. vrl. 2 *) *) voor montage aan de separaat te bestellen bandkabel afbeelding 1 opstelling componenten HCC Modelbaanautomatisering, uitgave mei

5 schema 1 IOK HCC Modelbaanautomatisering, uitgave mei

6 schema 2 aansluitingen +12 V en GND afbeelding 2 printplaat met kuip en stiften HCC Modelbaanautomatisering, uitgave mei