Loconet en de toepassing daarvan. We kennen het allemaal, onder de treintafel is het door de grote hoeveelheid aansluitingen en randapparatuur ( bezetmelders, wisseldecoders, wisselmotoren enz. enz.) is er soms een behoorlijke hoeveelheid, al dan niet netjes gelegde, bedrading. Daar heeft de fa. Uhlenbrock wat op gevonden, de Loconet bus structuur. Fig. 1 Loconet heeft een busstructuur, dat wil zeggen dat er in het gehele loconet één bekabeling loopt waar doormiddel van aftakkingen (hubs) een randapparaat kan worden aangesloten. Links zien we de bekende trafo en de centrale(met Loconet interface) daarboven zien we de blauwe lijn (de Loconet bus), dit is te vergelijken met een Ethernet busstructuur, die jaren geleden erg in zwang was in computer netwerken. Ieder commando dat op de centrale gegeven wordt zal over de gehele bus aanwezig zijn, maar alleen op het bestemde randapparaat tot een actie leiden. De Loconetbus is een bi-directionele communicatie bus. Dat wil zeggen dat de signalen in beide richtingen kunnen lopen. Van PC naar Centrale en van Centrale naar PC, maar ook van Centrale naar de baan componenten en retour. http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 1
Voor de eenvoud van dit document beperken wij ons tot de simpele maar adequate uitvoering van een Loconet baan. Van links naar rechts de centrale met stroomvoorziening (Trafo) en de aansluiting naar de baan (Gleis) eventueel met een trafo en booster, als we een opgedeelde baan hebben. Op de baan (Gleis) zijn traditionele wissel en schakel decoders (DCC of MM) aangesloten. Aan de Loconet bus zijn de terugmelders (Ruckmelder) aangesloten. In dit geval zijn dat speciale Loconet terugmelders, maar voor de mensen die S88 melders hebben is er een speciale adapter te koop de S88LN S88LN Rosoft Dit is een slim dingetje dat er voor zorgt dat we niet al onze reeds in gebruik zijnde S88 modules hoeven weg te gooien. Op een van de RJ12 connectoren sluiten we de loconetkabel van de centrale aan en de rechter steker (er zitten pinnen aan, niet op de foto zichtbaar) prikken we in de bestaande S88 bus. Aansluiten van de PC. De besturings software (Koploper, Itrain of WinDigipet) kan via een USB of RS232 verbinding met de Loconetbus verbonden worden. Daar is deze (of soort gelijke) interface voor nodig: Rosoft http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 2
Het totaal plaatje (voorbeeld) www.modelbaan.ath.cx Uit eindelijk krijgen we dan in de meest simpele uitvoering deze opstelling Van onder naar boven: De RS232-loconet adapter met hier een USB converter er op geprikt. Deze adapter is via de S88LN verbonden met de centrale( hier een Märklin 6021 met UH63 350 loconet interface voor de 6021. De S88LN is aangesloten op de S88 bus via RJ45 kabels met drie S88n melders van Rosoft. De S88n is een verbeterde uitvoering van de klassieke S88 deze had nog wel eens timing problemen. Die zodanig ernstig waren dat de eerste uitvoering van de Intellibox een spontane reset uitvoerde. Een andere kenmerkende eigenschap van Loconet is dat er kabellengtes tot 100m gebruikt mogen worden. Nu is dat een argument dat niet voor iedere hobbyist van doorslaggevende betekenis zal zijn. Maar het is goed te weten dat er niet op een metertje meer of minder gelet hoeft te worden. In principe kunnen we de volgende conclusie trekken: De PC (software) bestuurt de baan met een Loconet signaal. De loconet bus is een bi-directionele bus. De rol van de Centrale is: 1- Een loconet signaal wordt omgezet naar een DCC of MM signaal voor wissels seinen en loks. 2- Het loconet terugmeld signaal gaat via de centrale (monitorfunctie) naar de PC. http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 3
De Architectuur van het LocoNetsysteem. Het meest in het oog lopende verschil onder de diverse trein besturings systemen is de architectuur. Alhoewel ze voor de eindgebruiker transparant dienen te zijn, nu en in de toekomst, is dit waar de diverse systemen zullen worden onderscheiden. Voor de modeltreinliefhebber is er altijd een behoefte aan boosters, regelaars, decoders en toetsenborden, (apparaten) die doorelkaar en onafhankelijk van elkaar gebruikt kunnen worden. We kennen eigenlijk twee typen van systemen. DCC = Direct Client to Client en LocoNet = een op een LAN lijkend Peer to Peer (P2P) system. Er is een groot verschil in de technologie, implementatie en filosofie van LocoNet,in vergelijking met aan de eenvoudige busarchitectuur die door andere bedrijven DCC wordt gebruikt. De meeste DCC toepassingen gebruiken een bus in plaats van een echt netwerk. Eén toepassing is een RS485 "lineaire bus" met maximaal 32 apparaten die door de centrale gestuurd worden (die door RS485 grenzen wordt beperkt, enz.). Dit type van implementatie gebruikt architectuur technisch een tweerichtings gegevens bus, er wordt éérst een verbinding tussen twee apparaten opgezet en daarna pas is er een gegevens uitwisseling, dit is geen echt computernetwerk (LAN). Dit type van systeem kan problemen met latentie (filevorming) tijdens hoge verkeerdrukte ervaren, d.w.z., wanneer men aan het maximale aantal aangesloten apparaten komt. Een implementatie is "polled" het systeem van de type bus, maar bij ongeveer 1/7 de van de maximale de snelheid. Onder pollen wordt verstaan dat binnen een zekere tijdspanne ieder aangesloten apparaat even wordt uitgevraagd of er een verandering in de situatie is, als dat het geval is wordt dit door de centrale verwerkt en eventuele opdrachten voor dit apparaat gestuurd. Hierna is het volgende apparaat aan de beurt, zijn alle apparaten op deze manier aan de beurt geweest, dan gaat de hele cyclus overnieuw. Ook hier kunnen weer ongewenste vertragingen optreden. Wat is het verschil tussen deze systemen en Loconet? Loconet is een echt Peer to Peer 1) Local Area Network(LAN), ontworpen om hoge snelheden in de dataoverdracht te bereiken, gemaakt voor de toekomst en altijd uitbreidbaar. Voor de mensen die technisch het naadje van de kous willen weten het transmissieprotocol is vergelijkbaar met dat van Ethernet, iets dat we allemaal gebruiken voor onze internetverbinding, de naam van dit protocol is (CSMA/CD) 2), in dit geval geoptimaliseerd voor model treinbanen. In vergelijking met het Ethernet protocol is hier de routing informatie 3) niet aanwezig. Samenvatting: Het aller grootste verschil met andere busstructuren is, er wordt door ieder aangesloten apparaat in korte berichten een broadcast over het netwerk gedaan. Als de beoogde ontvanger er tijd voor heeft zal deze het bericht verwerken, zo niet dan krijgt de verzender géén confirmatie (handshake). In dat geval zal de verzender op een later tijdstip zijn bericht nog een keer aan het netwerk aanbieden, net zo lang totdat er een handshake wordt gegeven. We praten hier over berichten met een lengte van een paar milliseconden. Een milliseconde is 1 / 1000 seconde in theorie kunnen er dus 1000 berichten per seconde worden verstuurd. http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 4
Een praktijk voorbeeld: Een modelbaan bezitter heeft zijn baan uitgerust met meld contacten van het gangbare type S88 (maakt in dit voorbeeld niet uit of het stroom of massa detectie is). En bezit een klassieke Marklin 6021 controller. Voor deze controller is een 63820 van Uhlenbrock beschikbaar om de centrale met het loconet protocol aan te sturen. Opm: Er zijn ok centrales die een Loconet-T aansluiting hebben die feitelijk het zelfde doet. Om nu de controller( en dus de baan met de PC te besturen zijn nog twee loconet componenten nodig een (RS232 of USB) Loconet interface en een S88LN adapter. Het een en ander wordt dan aangesloten zoals in het bvenstaande schema. Dit is in essentie zeer eenvoudig en transparant. Er zijn een paar dingen waar goed op gelet moet worden: 1- deze opstelling gebruikt als digitale baan protocol het Marklin Motorola I protocol. 2- Het loconet deel van de opstelling ziet maar één S88 melder, waarover later meer. Het baan protocol, de Marklin 6021 kan alleen maar het MM I protocol uitzenden. Gebruikt men ipv een 6021 - UH63820 combinatie een Multiprotocol Centrale met loconet interface dan is het wel mogelijk om de keuze voor MM of DCC te maken. De kabel die van de S88LN naar de UH63820 loopt gaat in dat geval in de Loconet-T aansluiting op de centrale. Er is een fysieke beperking aan het aantal S88 melders die de S88LN kan bedienen. Dat zijn er 16 met 16 meldcontacten of 32 met 8 meldcontacten. In zijn totaliteit kunnen er op een S88LN dus 256 meldcontacten geconfigureerd worden. Meer dan voldoende voor de gemiddelde hobbybaan. Mocht er behoefte zijn aan meer melders dan kan er zeer eenvoudig een tweede S88LN in de Loconet bus worden geplaats met daar ook weer de mogelijkheid om 16 stuks S88 melders te koppelen. http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 5
Het programmeren/configureren van de S88LN. Nog even voor alle duidelijkheid dit is de S88LN module. Tussen de elco en de condensator (rechter pijl) zit de programmeerknop en links van de elco (linker pijl) is de LED geplaatst. Het instellen van de S88LN is zeer eenvoudig. De s88ln bezit een aan en uitschakelbare spanningsmonitor. Bij een ingeschakelde spanningsmonitor, onthoud de s88ln contactstatus na een kortsluiting, en geeft na een power-on gelijk weer de juiste en actuele informatie door aan de centrale. De s88ln wordt aangesloten via een LocoNet kabel op de LocoNet-T aansluiting. Bij aflevering staat de S88LN ingesteld op start adres 1 en een bereik van 16 contacten. De spanningsmonitor staat aan. Voor eenvoudig instellen is er een configuratie programma te downloaden. Welke alleen werkt via het LocoNetprotocol. Rechtstreeks via de Intellibox of Twin-Center kan alleen als deze is ingesteld als LocoNet-centrale. Via een LocoNet-interface zijn er geen verdere instellingen noodzakelijk in de Centrale zelf. Om de module te programmeren, drukt men op het knopje op de module waarna de led in een hoger tempo gaat knipperen. Nadat het start bereik is opgegeven bijvoorbeeld (1) heeft men hier de keus om de spanningsmonitor aan of uit te zetten. Kiest men voor monitor On, dan zal de referentie spanning op de s88ln aangesloten moeten zijn. Kiest men voor monitor OFF dan is er geen aansluiting van deze spanning noodzakelijk. Nadat het start adres is opgeven en er gekozen is voor de bedrijfsmodus, zal de led in een nog hoger tempo knipperen, daarna wordt het bereik (range) opgegeven, dat is het werkelijk aantal aangesloten aantal contacten. aantal modules x 16. Nadat het knopje range is geklikt zal de led weer in een rustig tempo knipperen, en is de s88ln gereed voor gebruik. http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 6
Uitleg gebruikte terminologie: 1) Peer to Peer, verbinding tusse twee eindpunten (gebruikers, aangesloten apparaten in een netwerk. 2) Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detect. Ieder aangesloten apparaat(multiple access) kijkt(sense) of er een draaggolf (carrier) op de bus staat(detect) met een adres dat gelijk is aan het adres van het apparaat. Is dat zo dan wordt de rest van het protocol frame #) uitgepakt en de instruktie uitgevoerd. Is dit niet zo dan zal het betreffende apparaat zich van de bus terugtrekken (collision detect). #) Een protocol frame is een deel van het netwerk signaal dat begrensd wordt door een start en een stop instruktie gevolgd door een verzend en ontvang adres en een instruktie pakket. 3) routing informatie, dit is informatie die in het protocolframe zit en er voor zorgt dat het ontvangende apparaat weet waar het antwoord naartoe gezonden moet worden. In het Loconet protocol is daar niet in voorzien, het loconet protocol kan zich alleen in een plat netwerk manifesteren. Gebruikte bronnen: Het internet: google, 3-rail forum, beneluxrail forum, Uhlenbrock technical info. Alle afbeeldingen afkomstig van de site(s) van Wim Ros zijn voorzien van een copyright melding. http://www.modelbaan.ath.cx Pagina 7