Dekoder rozjazdów Roco GeoLine GEODec C1O

Dekoder DCC GEODec C1O jest przeznaczony do sterowania elektromagnetycznymi napędami rozjazdów Roco® GeoLine®. Dekoder został tak zaprojektowany aby stanowił funkcjonalny odpowiednik standardowego dekodera Roco® 61196. Zasilanie jest pobierane poprzez złącze z napędu zwrotnicy.

Projekt został opracowany w celu umożliwienia modelarzom – elektronikom budowy dekodera we własnym zakresie po dużo niższej cenie niż dekodery fabryczne. W rozdziale Budowa dekodera znajdują się wszystkie niezbędne informacje potrzebne do wykonania dekodera we własnym zakresie.

Na ilustaracji poniżej, zaprezentowano porównanie dekodera fabrycznego Roco® z dekoderem GEODec.

Roco GEODec

Rys.1 Porównanie dekoderów: po lewej Roco 61196, po prawej GEODec C1O

Funkcje dekodera

Wersja GeoDec C1O posiada następujące funkcje:

współpraca z systemami DCC zgodnymi ze standardem NMRA (np Roco MultiMouse)
obsługa 2048 adresów urządzeń (nie pracuje na adresach lokomotyw)
programowanie adresu urządzenia poprzez zapis dwóch zmiennych CV
programowany czas załączenia wyjść poprzez zmienne CV, domyślnie ustawiony na 0,5 sekundy
zmiana kierunku przełączania rozjazdu
możliwość deaktywacji dowolnego wyjścia dekodera poprzez CV
możliwość zablokowania programowania dekodera (tzw. decoder lock) – odblokowanie za pomocą zapisu wartości 123 do CV8
reset dekodera – przywrócenie ustawień fabrycznych poprzez zapis wartości 33 do CV8
obsługa trybów programowania Direct Mode oraz Paged Mode

Instalacja

Dekoder pasuje zarówno do rozjazdów prawych WR oraz lewych WL, a także rozjazdów krzyżowych DKW i potrójnych DWW (w ostatnich dwóch przypadkach konieczne jest zastosowanie dwóch dekoderów GEODec C1O lub dekodera podwójnego typu GEODec C2O).
Urządzenie jest podłączane bezpośrednio do napędu rozjazdu (Roco 61195) za pomocą złącza pięciostykowego. Piny złącza należy delikatnie wsunąć w otwory w napędzie. Sposób montażu dekodera w rozjeździe prawym (WR) zaprezentowany jest na kolejnej fotografii.

Rys.2 Dekoder GEODec C1O zamontowany w rozjeździe WR

W rozjazdach lewych dekoder jest montowany odwrotnie, elementami do spodu. Należy też zwrócić uwagę na prawidłowe podłączenie wtyczki polaryzacji krzyżownicy, gdyż poprzez tą wtyczkę dostarczane jest zasilanie dekodera oraz napędu.

Programowanie

W tabeli wyszczególnione zostały wszystkie zmienne CV obsługiwane przez dekoder. Ponieważ nie wszystkie systemy DCC pozwalają na programowanie CV o numerach większych niż 256, dekoder obsługuje też niskie numery CV (druga kolumna).

CV	CV	Wartości	Domyślna	Opis
513	1	0-255	1	Adres urządzenia (pierwsze 8 bitów)
514	2	0-255	255	Aktywacja wyjśc Bit 0 (1) – 0: wyjście A nieaktywne, 1: wyjście A aktywne, Bit 1 (2) – 0: wyjście B nieaktywne, 1: wyjście B aktywne
515	3	1-255	50	Czas zadziałania dla wyjścia A
516	4	1-255	50	Czas zadziałania dla wyjścia B
519	7			Wersja dekodera
520	8	33,123		Identyfikator producenta, zapisanie w tej zmiennej wartości 33 powoduje przywrócenie ustawień fabrycznych dekodera, natomiast zapisanie wartości 123 powoduje odblokowanie wcześniej zablokowanej funkcji programowania – patrz CV546
521	9	0-7		Adres urządzenia (bity 8,9,10)
541	29	128	128	Konfiguracja (128: dekoder akcesoriów)
545	33	0,1	0	Kierunek przełączania Bit 0 (1) – 0: kierunek domyślny, 1: kierunek odwrotny Pozostałe bity są niewykorzystane
546	34	0-255	1	Inne ustawienia dekodera Bit 0 (1) - pamiętaj położenie rozjazdu Bit 1 (2) - włącz ACK Bit 2 (4) - blokada programowania CV Bit 3 (8) - nieużywane Bit 4 (16) - nieużywane Bit 5 (32) - nieużywane Bit 6 (64) - nieużywane Bit 7 (128) – nieużywane

Wartości bitów podane w nawiasach należy zsumowac dla opcji, które mają być aktywne, czyli np 1+2=3 powoduje ustawienie bitów 0 i 1, bity 2-7 będą wyzerowane

Ustawienie adresu urządzenia

Dekoder jest adresowany za pomocą adresów urządzeń zgodnych z centralką Roco MultiMouse. Ustawienie adresu urządzenia 1 powoduje reakcję dekodera na numer rozjazdu 1 na MultiMouse.
Adresy od 1 do 256 są ustawiane w CV1, przy CV9 równym 0. Aby ustawić adresy wyższe od 255 należy posłużyć się wzorem:

CV9*256+CV1 = adres urządzenia

czyli np. aby ustawić adres 256 zapisujemy 1 w CV9 i 0 w CV1, aby ustawić adres 625 zapisujemy 2 w CV9 i 113 w CV1.

Inaczej można określić zawartość zmiennych CV1 i CV9 korzystając z poniższej tabeli:

W tabeli podano konstrukcję wartości zmiennych CV dla przykładowych adresów 1, 256 i 625. W pierwszym wierszu podane zostały wartości, z których należy uworzyć numer urzadzenia, czyli np dla 625 sumujemy 512+64+32+16+1. Zapisujemy jedynki w kolumnach pod wybranymi wartościami. Następnie sumujemy wartości z wirsza Waga dla CV1 (1+16+32+64 = 113) oraz dla CV9 (2) i otrzymujemy wartości, które należy wpisać do zmiennych. W ten sposób możliwe jest uzyskanie 2048 adresów (MultiMouse obsługuje tylko adresy od 1 do 1024).

Konfiguracja wyjść dekodera

Czas zadziałania wyjść dekodera jest ustawiany osobno dla każdego kierunku. Dla wyjścia A w zmiennej CV3 (CV515) a dla wyjścia B w CV4 (CV516). Czas jest określany w krokach co 10ms (standardowa wartość 50 daje czas 500ms, czyli 0,5s). W zasadzie przy standardowych ustawieniach przełączanie wykonuje się bez problemów, zatem nie ma potrzeby programowania innych czasów.

Jeśli przełączanie rozjazdu odbywa się w przeciwnym kierunku niż powinno, należy poprzez ustawienie Bitu 0 w zmiennej CV33 (CV545) zmienić kierunek przełączania.

Konfiguracja dodatkowych funkcji

Zmienna CV34 (CV546) pozwala na ustawienie dodatkowych funkcji dekodera. Jedną z bardziej przydatnych funkcjonalności jest blokada programowania (Bit 2), którą można uaktywnić po zaprogramowaniu dekodera. Pozwala to uchronić dekoder przed przypadkowym przeprogramowaniem, kiedy rozjazd jest włączony do obwodu torowego i nie dysponujemy osobnym torem do programowania. Dzięki blokadzie, możemy na torze głównym zaprogramować np. lokomotywę. Wyłączenie blokady jest możliwe poprzez zapisanie do CV8 wartości 123.

Bit 1 w CV34 (CV546) pozwala na włączenie impulsów Ack, dzięki którym dekoder potwierdza centralce wykonanie operacji programowania lub pozwala na odczyt wartości zapisanych w zmiennych konfiguracyjnych CV. Przy wyłączonym Ack potwierdzenie programowania dekodera jest sygnalizowane poprzez diodę LED zamontowaną na płytce dekodera.

Budowa dekodera

Układ elektroniczny oraz oprogramowanie dekodera zostały opracowane na podstawie dekodera „4 Servo Decoder v.2” opisanego na stronie http://www.tinet.org/~fmco/download_en.html przez Paco Cañada. Sercem układu jest mikrokontroler PIC 12F629. Do sterowania napędem zwrotnicy zastosowany został podwójny tranzystor N-MOSFET. Zrezygnowano z przycisku programowania adresu dekodera na rzecz programowania tylko poprzez CV. Dioda LED służy do sygnalizacji potwierdzenia programowania przy wyłączonym ACK.

Schemat i płytka drukowana

Rys.3 Schemat ideowy dekodera GEODec C1O

Rys.4 Płytka drukowana

Rys.5 Rozmieszczenie elementów na płytce

Budowę rozpoczynamy od wykonania dowolną metodą płytki drukowanej. W warunkach domowych polecam metodę z folią transferową oraz drukarką laserową – daje bardzo zadowalające efekty. Kolejnym krokiem jest zaprogramowanie mikrokontrolera. Opis wykonania płytek drukowanych oraz programowania mikrokontrolera dostępne są w dziale Technika.
Następnie montujemy wszystkie elemnty oprócz mokrokontrolera i podłączamy układ do napędu. Mierzymy napięcie na kondensatorze tantalowym – powinno wynosić 5V. To pozwoli określić, czy układ zasilania procesora działa prawidłowo i uchronić go przed ewntualnym uszkodzeniem. Po tym zabiegu można zamontować zaprogramowany mikrokontroler. Dekoder jest gotowy do użycia. Wystarczy zaprogramować adres urządzenia i ewentualnie zmienić inne ustawienia dekodera.

Wykaz elementów

D1 – D4

R1,R3,R4

IC1

IC2

LED1

Diody Schottky’ego SS14, SS16 lub podobne 1A 30V

Kondensator ceramiczny SMD 100nF

Kondensator tantalowy SMD 10uF/6,3V

Rezystor 22KΩ SMD 0603

Rezystor 560Ω SMD 0603

Mikrokontroler Microchip PIC12F629 SO-8

Stabilizator 78L05 SMD SO-8

2xN-MOSFET IRF7103 SMD SO-8

Dioda LED SMD 0603

Złącze pięciopinowe o rastrze 1,27mm

Rys.6 Zmontowany dekoder GEODec C1O

Pliki projektu GEODec C1O

	Nazwa pliku	Opis	Pobierz
	GeoDec01.brd	Płytka drukowana w formacie Eagle
	GeoDec01.sch	Schemat dekodera w formacie Eagle
	GeoDec_C1O.HEX	Kod do zaprogramowania mikrokontrolera
	GeoDec_v1_Polski.pdf	Instrukcja obsługi, programowania i budowy dekodera

Schematy i płytki drukowane zostały przygotowane za pomocą darmowej wersji programu EAGLE Layout Editor 5.xx, który można pobrać ze strony firmy CADSoft.

Wszystkie opracowania są własnością intelektualną ich autorów, na stronie zostały umieszczone tylko w celach informacyjnych. Wykorzystanie ich w celach komercyjnych jest możliwe wyłącznie za zgodą autorów.
Schematy i płytki drukowane zostały opracowane przeze mnie na podstawie opisów dostępnych w Internecie. Układy zostały przetestowane, jednak NIE PONOSZĘ ŻADNEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI za ewentualne szkody spowodowane eksploatacją opisanych urządzeń.