Hardware

Jak jistě víte, pustil jsem se do tvorby vlastní digitální centrály pro řízení digitálního kolejiště se standardem DCC. Většina funkcí a informací je napsána na stránce Základní informace. Na této stránce se budu zabývat pouze detaily ohledně hardwaru. Schémata jednotlivých částí centrály budou zveřejněna už brzy.

Dotazy nebo připomínky můžete posílat prostřednictvím kontakt formuláře, Facebooku, dotazového formuláře k centrále či jiných sociálních sítí.

Mikrokontrolér

Hardware TCS centrály je založen na mikrokontroléru Kinetis K64 s interní flash pamětí 1MB. To však neznamená, že firmware není použitelný s menší flash pamětí. Mikrokontrolér řídí vše, co se na kolejišti děje. Má za úkol sledovat pozice vlaků, řídit vlaky i doplňky, komunikovat s ovladači a aplikacemi uživatelů a také reagovat na kolize.

Napájení

Kromě mikrokontroléru se HW skládá z několika dalších funkčních bloků. Základním blokem je napájení. Centrála potřebuje několik různých napájecích napětí a ty jsou zaručeny pomocí různých stabilizátorů. Pro fungování mikrokontroléru je potřeba napětí 3.3V, které zaručuje lineární stabilizátor LM1117. Stejně tak pro některé obvody je potřeba napájecí napětí 5V, které je také tvořeno lineárním stabilizátorem LM1117. Vstupní napětí pro oba stabilizátory je 6V tvořené DC-DC pulsním měničem (LM2596), který má na vstupu 18 až 20V stejnosměrných ze zdroje. Ze stejného zdroje je lineárním stabilizátorem (7812) vytvářeno napětí 12V pro sběrnici XpressNet. Jako poslední je potřeba napájení pro výstupní DCC signál, který jde do kolejí. Ten je stabilizován také lineárním stabilizátorem (LM350), který je nastavitelný v rozsahu od 15 do 20V.

Ethernet

Připojení do počítačové sítě zajišťuje především mikrokontrolér, který potřebuje pouze PHY vrstvu, co se týká hardwaru. Tato vrstva je zajištěna obvodem KSZ8081RNACA, který je přes transformátor připojen přímo ke konektoru RJ45.

S88

V hardwaru centrály se počítá i s připojením zpětného hlášení po sběrnici S88. Základní funkčnost zajišťuje software v mikrokotroléru, ke kterému jsou připojeny pouze hradla 74HCT04 na vstupu/výstupu a k nim danný konektor RJ45.

XpressNet

Sběrnice XpressNet je jako většina tvořena softwarem v mikrokontroléru. Hardware spočívá pouze v převodníku mezi UART a RS485. To zajišťuje obvod MAX485.

DCC výstup

DCC signál je generován mikrokontrolérem v úrovních 0 až 3.3V a proto je potřeba tento signál převést na správné úrovně dle DCC standardu. To zajišťuje obvod L6203. Výstup tohoto obvodu je vyveden na dva konektory – programovací a kolejový. K programovacímu konektoru je signál přiveden na přímo. Tento konektor slouží k připojení k programovací koleji. Druhý konektor – kolejový – je připojen přes relé. Signál na tento konektor je odpojen v případě, že chceme programovat některý DCC dekodér v lokomotivě. Konektor slouží k připojení celého zbytku kolejiště, kromě programovací koleje.

Z centrály je také možné vyvést DCC signál přímo z mikrokontroléru a připojit ho k různým DCC zesilovačům.

Ostatní

Ostatními komponentami se myslí např. LED diody, tlačítka nebo konektor na SD kartu. Pro připojení SD karty není potřeba dalšího speciální hardwaru kromě konektoru. Celou funkčnost totiž zajišťuje mikrokontrolér.

V celém zařízení je několik LED diod. Hlavní LED diodou je RGB LED, která upozorňuje na správné fungování. Každá barva definuje různý stav centrály. Kromě RGB LED je použita ještě LED indikující SD kartu a stav, kdy ji můžeme bezpečně vyjmout.

Zařízení obsahuje také několik tlačítek. Jedním z nich je funkce bezpečného vyjmutí SD karty. Dále také reset centrály a factory reset.

Jako poslední centrála obsahuje konektor pro připojení tlačítka Emergency Stop. Tohle tlačítko odpojí DCC signál od kolejí. Tahle funkce je stále ještě o diskuzi. Momentálně je to navrženo spíše jako vypínač – tedy při zkratu dvou pinů na konektoru se DCC signál odpojí od kolejí a po rozpojení těchto dvou pinů na konektoru se zase DCC signál přivede na koleje. Nyní je otázkou jestli to neudělat pouze na tlačítko (první stisk odpojit, druhý stisk znovu připojit).

 

Galerie

Komentovat

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinná pole jsou označena *

*

*