Wisseldecoder voor DCC

Voor het omschakelen van wissels heb je naast een wisselaandrijving ook een wisseldecoder nodig. De wisseldecoder luisterd op de rails naar wisselcommando's en zal wisselcommano's omzetten in stuursignalen voor de wisselaandrijving. Op mijn baan gebruik ik de standaard wisselspoelen van Fleischmann. De meeste decoders die in de handel zijn kunnen per decoder maar 4 aandrijvingen aansturen. En dat voor een bouwpakket van 22 euro. Ik denk uiteindelijk 48 wissels aan te moeten sturen op mijn modelbaan. Dat zal dan uiteindelijk 264 euro moeten kosten. Dat is veel geld!

Er zijn gelukkig alternatieven: deze wisseldecoder is ontwikkeld om alle wissels op mijn baan met 1 decoder te kunnen aansturen. De decoder is een combinatie van de OpenDecoder 2 van de OpenDCC website en eigen wissel hardware. In totaal kunnen er met deze decoder 64 wissels worden geschakeld.

Om het aantal aansluitingen te verkleinen worden de wisselspoelen op een andere manier aangesloten aan de decoder.


http://www.piksov.com/pictures/SV401197_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/wissel1_s.jpg
Fleischmann wissel met magneetspoel aandrijving. Halverwege de wisselaandrijving zie je een drietal draadjes door de plaat verdwijnen. Dit zijn de aansluitingen van de wisselspoelen.
 
Dit is de standaard manier om een magneet wissel aan te sturen: de gemeenschappelijke aansluiting van beide wisselspoelen wordt rechtstreeks met de voeding verbonden, de andere aansluitingen worden via druktoetsen met de andere pool van de voeding verbonden. In plaats van druktoetsen kun je bij een digitale aansturing ook 2 decoder uitgangen gebruiken.
http://www.piksov.com/pictures/wissel2_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/wissel3_s.jpg
Als je een extra wissel wilt schakelen heb je ook weer 2 druktoetsen nodig. Als je wissels digitaal (vanuit een besturing) wilt aansturen heb je dus ook weer 2 extra decoderaansluitingen nodig.
 
Nu wordt gaat het aansturen iets anders: Er is nu 1 aparte knop voor Krom en 1 aparte knop voor Recht. Deze zijn gemeenschappelijk voor ALLE wissels. Per wissel is er nu ook een wissel selectie knop. Om een wissel om te zetten druk je op de wissel selectie knop EN GELIJKTIJDIG op de Recht of Krom knop.
http://www.piksov.com/pictures/wissel4_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/0826_s.jpg
Elk extra wissel maakt nu 1 extra drukknop.
 
In deze prototype schakeling zijn de wissel selectie druktoetsen van het principe schema vervangen door een grote de-multiplexer (1 uit 64) en de Recht en Krom druktoetsen zijn door relais vervangen. Beide relais en de demultiplexer wordt vanuit een een MEGA162 aangestuurd die het decoderen van het DCC signaal voor z'n rekening neemt. De decoder reageert alleen op wissel commando's en maakt afhankelijk van het ontvangen wisselnummer ene uitgang van de demultiplexer actief en geeft daarna een puls rechtdoor of krom.
http://www.piksov.com/pictures/SV401886_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/SV401889_s.jpg
De volledige schakeling ga ik opbouwen op deze strookjesprint.
 
De hele schakeling 'op gevoel' eens in de print geprikt. Hierbij is al snel duidelijk of je genoeg ruimte hebt of niet. Er blijkt genoeg ruime te zijn om 4 groepjes van CD4514 demultiplexers met dubbele ULN2803 drivers te plaatsen en dan nog genoeg ruimte over te houden voor de MEGA162 controller die de boel uiteindelijk dient te besturen.
http://www.piksov.com/pictures/SV401893_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/SV401902_s.jpg
Hier een close up van een demultiplex groep. Aan beide kanten passen rug-aan-rug gelijk de ULN2803 drivers. Tussen de drivers en de print headers niet vergeten om een rij gaatjes over te slaan, anders heb je straks problemen om de lintkabel stekkers in de headers te kunnen prikken. Er staan steeds 2 pinnen parallel in de lintkabel om genoeg stroom te kunnen leveren voor de wisselspoel.
 
Als de componenten opstelling vast staat haal ik de voetjes stuk voor stuk weer weg. De plaats van het voetje wordt gelijk gemarkeerd met een watervaste stift. Hier zijn al extra verbindingen op de print aangebracht voor de adreslijnen van de 4514.
http://www.piksov.com/pictures/megadecoder_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/SV403428_s.jpg
Voorlopig layout op stripboard. Dit ontwerp is gemaakt met LochMaster 3.0, een geweldig product voor deze toepassing!
 
onderdelen voor 1 groep van 8 wissels is nu op de print geplaatst
http://www.piksov.com/pictures/SV403433_s.jpg   http://www.piksov.com/pictures/SV403434_s.jpg
Hier een foto van de complete wisseldecoder. Het rechter deel van de print wordt in beslag door het OpenDecoder deel, een Atmel MEGA162 en een opto coupler. Rechts onder 2 kleine relais die via een ULN2803 door de Mega162 geactiveerd kunnen worden. Links zijn 4 driver groepen te zien. Iedere driver groep bestaat uit een 4514, rug aan rug met 2 * een ULN2803. Afhankelijk van het wisselnummer wordt 1 van de 4 groepen actief, en binnen de groep wordt een aansluiting actief.
 
Rechts in de foto is een bandkabel te zien die naar een wissel verdeler gaat. Iedere bandkabel bevat de signalen voor 8 wissels.