7/8 Fach Schaltdecoder 1 Ampere Schaltausgang

02.05.2023

Der Decoder besteht aus zwei 4-Fach Decodern.

Leider können nur 7 Weichen verwendet werden, wenn ein Bootloader auf dem Ardulino Nano installiert ist. Mit einem Multiplexer könnte das umgangen werden, aber ich möchte die Kosten klein halten. Der Bootloader steuert D13 für die L-LED an und schaltet so die Weiche W8B bei jedem Neustart.  Wenn der NANO mit einem ISP Programmer geflasht wird, können alle 8 Weichen verwendet werden.
Auf dem Decoder sind 4 ULN 2803 statt die üblichen 2 Stück. Damit will ich erreichen, dass die Schaltlast auf zwei ULN verteilt wird.  Bitte verbauen Sie immer 4 ULN aus einer Serie, um einigermaßen gleiche elektrische Eigenschaften zu haben. Der Decoder funktioniert auch mit einer ULN pro Decoderbank.
Die Startadresse für die 8 Weichen kann mit dem Taster vergeben werden.
Gleisspannung AN
Taste Drücken (LED Flackert)
Dann die Weichenadresse senden Die LED flackern nicht mehr wenn der Befehl ausgeführt wurde.
Beachten Sie, dass Decoderadressen verwendet werden.
Daher werden immer 4 Weichen bzw. 8 als Block adressiert.
z. B.  Decoderadresse 1  = Weichenadresse 1,2,3 und 4   und Decoderadr. 2 = 5,6.7 und 8.
Die Start-Decoderadresse ist beliebig. Daher falls sie Weiche 3 senden werden die oben genannten Adressen ab Weiche 1 gültig. Weiche 3 gehört zum Decoder Nr. 1.

Hier habe ich das mal beschrieben, und auch ein Umrechnungsfeld angelegt.

Der Schaltimpuls ist auf 100 ms eingestellt, und kann nicht durch die Zentrale beeinflusst werden.

DCC Adr. Decoder 1 = Weiche 1-8 | Decoder 3 = Weiche 9-16 | Decoder 5 = W 17-24 usw.

DCC

  5V

  W2B
  W   +
  W2A
  W1B
  W   +
  W1A

Der Decoder kann kostengünstig über zwei getrennte Spannungen versorgt werden.

5 Volt an Klemmen 5V+ | GND für den Controller (z.B. 5V Handylader und 16 bis 19 Volt an + | - für die Weichen. (z.B. DC 18 bis 19,5V Laptopnetzteil)

Mit ein Aufsteckmodul 1,10€ kann die 5 Volt Versorgung aus der Weichenspannung genommen werden. An 5V+ | GND sind dann auch 5 Volt für benachbarte Decoder verfügbar.

Dc 16-19V | 5.5x2.1 | für Weichen

Die Weichen werden durch einem 100 ms Stromimpuls geschaltet.

Der Rundstecker kann zum Einspeisen der 16 bis 19V Spannung dienen. Der Stecker passt bei den meisten Laptop-Schaltnetzteilen. An den Schraubklemmen können weiter Decoder versorgt werden. Daher ist der Rundstecker nur einmal nötig.

Bauteile:

NANO328 16Mhz
Platine

PC817C Optokoppler
Optional:
4 oder 6 DIL Sockel

470 Ohm Widerstand
2K7 Ohm Widerstand 11.2023 geändert war 3K3
       bei geringer Gleisspannung kleiner 12V 2K2 Ohm
1K bis 3K Widerstand

Taster DCC Adr. (4 Pin 6X6X7mm Tactile Push Button)
LED 3mm Leuchtet wenn Gleisspannung AN
2 X 15Pin Buchsenleisten 2,54 für den NANO

4 Stück ULN 2803N Treiber
Optional: Sehr empfehlenswert!
mit 4 Stück DIL 18 Sockel

4 Stück X6 Federklemmen KF141V 2.54mm
3 Stück 2 Poiig Schraubklemmen 5,08mm
optional Rundstecker:
5.5x2.1 DC-005 Electrical Jack Socket

Optional:
5 V Spannungswandler Achtung vorab auf 5V einstellen
4X Pinleiste auf die Rückseite mit den Jumper stecken

Software: HEX Flashen
DCC_X8_SchaltdecoderPlus.hex ab
6-2023 in der Moba- Verwaltung

Illustration ohne NANO und Step Down

  W8B !
  W   +
  W8A
  W7B
  W   +
  W7A

Beispiel für einfache Stromversorgung mit einem 5 V Step Down und 18V Gleichstrom-Schaltnetzteil.
Eine Platine versorgt zwei Weitere mit 5 Volt. Natürlich kann auch jede Platine ein eigenen 5V Step Down verwenden. Ohne Step Down, muss jede Platine mit zwei getrennte Spannungen versorgt werden.

Ich empfehle für 5V z. B. ein 5 V Handylader und für die Weichen ein 16V bis 19V Schaltnetzteil, so wie es bei vielen Laptop-Lader verwendet wird.

  W6B
  W   +
  W6A
  W5B
  W   +
  W5A

  W4B
  W   +
  W4A
  W3B
  W   +
  W3A

Step Down

Step Down Modul einstellen.

Es gibt zwei Möglichkeiten.
Manuell mit dem Potentiometer oder mit dem Lötjumper 5V.
Mit dem Lötjumper muss auch die Leiterbahn bei ADJ  getrennt werden.

Entfernen Sie zunächst den NANO von der Platine.
Stellen Sie die Spannung am Jumper 5V ein, oder fals Sie den Poti verwenden, dehen Sie den zunächst knapp 1/4 Umdrehung nach links.
Stecken Sie den Spannungswandler auf die 4 Buchenleisten. Auf die Beschriftung achten!
Schließen Sie die Weichenspannungsversorgung an.  
Testen bzw. stellen Sie dann die Spannung ein. Am Anschluss 5V | GND soll eine Spannung von 4.8 bis 5 Volt anliegen. Erst dann den NANO wieder spannungslos aufstecken. Danach noch mal die Spannung messen.

Wichtig:  Falls der Spannungswandler angeschlossen ist, darf keine zusätzliche 5 Volt angeschlossen werden. Nur über dem USB vom NANO ist das möglich, weil dort eine Schutzdiode verbaut ist. Das sollte aber nur zum Konfigurieren verwendet werden.
Ob der Spannungswandler eine Rückspannung verträgt, weiß ich nicht, daher besser vorab immer die Weichenspannung anschließen! und dann den USB Port,

Die DCC Gleisspannung ist galvanisch getennt, daher kann keine Spannung auf das Gleis übertreten.

M Blüthner 3.2023

Leider habe ich die Platinenabmessung etwas knapp kalkuliert. Die Beschriftung ist unter die Federklemmen. Ich habe die gemeinsamen Rückleiter Plus rot Markiert. Ich denke das ist sogar besser als die kleine Beschriftung auf der Platine.

Platine löten:

Achten Sie zunächst auf die Bestückungsseite.

Beim Löten keine Lötbrücken machen. Lötspitze sollte kein überschüssiges Lötzinn anhaften.
Lötdraht an der Lötstelle beifügen.

Ich empfehle, so vorzugehen.

Stecken Sie die Widerstände in den vorgesehenen Bohrungen:

R2 2K7 Ohm 11.2023 geändert war 3K3    PC817B 1k2
R1 470  Ohm bis 600 Ohm
R4 1K    Ohm oder 2K7

Dann die 4   18X Sockel für die 4 ULN2803  eventuell auf die Markierungen achten.
Ich empfehle Sockel, weil die ULN Treiber bei einem Kurzschluss kaputtgehen können.
Die sind günstiger als eine Sicherung.

Löten Sie die Sockel zunächst nur an einem Pin an. Kontrollieren Sie danach, ob der Sockel vollständig auf der Platine sitzt.
Falls nicht den Sockel zwischen zwei Finger auf die Platine drücken und den Pin nochmal nach löten.

Optokoppler PC17C einlöten. Auf die Markierung achten.  Auch hier zunächst nur ein Pin löten.

3 mm LED löten. Den langen Draht siehe Markierung.  Die LED muss verwendet werden, sonst geht der Optokoppler kaputt!

Zwei Buchsenleisten vorbereiten. Falls keine 15 Fach vorhanden sind einfach z.B. 40-fache  kürzen.
Den 16 zehnten Pin einfach abziehen und dort mit einer Zange kürzen.

Die zwei 15-fach Buchenleisten auf dem NANO und Platine Stecken. Und so löten.
Auch hier zunächst nur 2 Pinne.
Der Nano kann nach dem Löten, wieder abgesteckt werden.

Optional:
4-fach Buchsenleiste für den Spannungsregler einlöten. Auch wieder ein Pin löten und Prüfen.
 Wenn Sie eine externe 5 Volt-quelle verwenden, kann die Buchsenleisten weggelassen werden. 

Jetzt noch den Taster und die Klemm - Steck Anschlüsse einfügen.

Ich empfehle, den Plus auf den Federklemmen zu markieren. Siehe Bild.

Achtung:
Das Aufsetzen der ULN2803 in den Sockel ist nur ohne Probleme möglich, wenn die jeweiligen 9 Pinne z. B. auf der Tischplatte leicht nach innen gebogen werden. Das Gehäuse an den Stirnflächen zwischen zwei Finger nehmen und so seitlich die Pinne auf einer ebenen Fläche leicht nach innen biegen. Wenn Sie den ULN auf den Sockel legen, sollte der schlanke Teil der Pinne überwiegen in der Fassung stecken, dann kann der ohne Probleme eingesteckt werden.
  Nach dem Eindrücken, alle Pinne auf Verbiegung überprüfen!

27.05.2023:
Kurze Funktionsprüfung.
Mit ISP-Programmer die HEX "DCC_X8_SchaltdecoderPlus.hex" geflasht.
Schaltnetzteil 18 Volt am Rundstecker. Spannungswandler für den NANO auf 4.8V voreingestellt.
Alle 8 Weichen mit einem HO Roco-Weichenantriebe  ohne Probleme  durchgeschaltet. Nach dem Flashen sind die Decoderadressen 20 und 21  P1-P4  voreingestellt. Als Weichenadressen entspricht das Weichenadresse 77 bis 84.

------- Ich habe dann noch mit Decoderadresse  33 getestet. -------
Adresse für Decoder 33 P1 bzw. Weiche 129 für eine Weiche konfiguriert. z, B. in Rocrail
 
 Gleisspannung AN
   Taster auf der Platine einmal drücken.
   Eine TX LED flackert dann, und der Decoder übernimmt dann die nächste Adresse, die gesendet wird.
Wenn die LED nicht mehr flackert, sollten die neuen 8 Adressen gültig sein.  Bitte beachten Sie, dass die Weichenadressen immer als 8.fachen Block vergeben werden.

Daher falls Sie eine Weichenadresse senden werden immer Modular 4 + 4 = 8 Weichenadressen gültig.

Decoderadresse 1 = Weiche 1 bis 4 + Decoderadresse 2 Weiche 5 bis 8. Daher wird z, B. auch Decoderadresse 1 gültig, wenn Sie Weiche 2 , 3 oder 4 senden.
Senden Sie Weiche 5 ist der Deoder-Nummer 2 gemeint, der ja Weiche 5 bis 8 Verwaltet und es folgen W 9 bis 12.

Ob Sie Decderadressen mit 4 Port wie z. B. im meiner MOBA Verwaltung oder Weichenadressen verwenden müssen, ist von der Zentrale oder dem Modellbahnsteuerprogramm abhängig. Bei meiner (Rascii) Simpel DCC Zentrale müssen Weichadressen in Rocrail verwendet werden.

Schutzdiode nur optional

W 8         B

Auf die Markierungen achten *

*

Bitte beachten:
Wenn Sie über den Bootloader flashen (nur USB-Kabel) kann die Weichenport 8 nicht sinnvoll verwendet werden. Mangel Ausgänge am NANO ist der mit der L-LED verbunden. Die wird vom Bootloader blinkend angesteuert, das würde dann den Weichenausgang 8 B schalten.
Daher Schaltdecoder 7/8 -fach! Flashen sie mit dem ISP Programmer.

In diesem Beispiel hat der Decoder die Startadresse 20 Port 1 oder Weichenadresse 77, die Adressen werden immer als Blöcke zu jeweils 4 Ports bzw. Weichenadressen vergeben. Das DCC Protokoll verwendet Decoderadressen, Weichenadressen würden später verwendet, um den Anwender die Handhabung zu erleichtern. Intern werden aber die Weichenadressen in Decoderadressen umgewandelt. Daher raus folgt, dass der Achtfach-Decoder zwei Decoderadressen hat. Ich habe hier die zwei Decoderadressen als eine Startadresse definiert.

Empfehlung!
Rundstecker + mittig
16 bis 18 Volt

Schraubklemme kann
als 16-18V Ein und Ausgang verwendet werden

IN DCC Gleis mit
galvanischer Trennung des Signaleingang

5 Volt Eingang, oder mit Spannungswandler als Ausgang für weitere Decoder, ohne Spannungswandler.

DIP 18 Sockel

ULN 2803 DIP 18

1K Ohm

2K7 Ohm

PC817C

470 bis 600 Ohm

Optional

Empfehlung zur Adressierung der 8-fach Magnetartikeldecoder.

Einfach die DCC Adr. Taste kurz drücken und dann die vorgeschlagenen Decoder oder Weiche schalten.
Danach sind die in Klammern gelisten Weichen schaltbar.

Bei Decoderadressen schaltet man mit der Decoderadresse und Port 1 bis 4. z. B. mit einem X8 Decoder Decoderadr. 2 P1,P2,P3,P4 und Decoderadr. 3 P1,P2,P3,P4

Sende (X) Decoderadresse oder (X) Weichenadresse.

Decoder   (2) - 3 =      Weiche   (5) -12     Decoder 2 P1 bis P4 + Decoder 3 P1 bis P4
Decoder   (4) - 5 =      Weiche  (13) -20
Decoder   (6) - 7 =      Weiche  (21) -28
Decoder   (8) - 9 =      Weiche  (29) -36
Decoder (10)-11 =      Weiche   (37)  -44
Decoder (12) .13 =     Weiche   (45) - 52
usw.
Decoder 510 = Weiche 2037 (237 bis 240)

Berechnen z. B. eine gerade Decoderadr. 88

4 X 88 - 3 = Weiche 349       ( 349 bis 349 + 7)

Bitte Decoderadr. 500 freilassen. Die verwende ich als Broadcast-Adresse für die Tag-Nachtsteuerung.

Optional

ISP Programmer:
Günstiger ISP Prommer nur als Beispiel. Bekommt man ab 2,5€


Achtung 6 Pin Adapter mit Bestellen.

libusb-win32 Treiber installieren (ohne Probleme Windows 11)
mit dem Install-Tool https://zadig.akeo.ie/

Der 6 Polige Stecker hat ein Flachkabel mit einem roten Kabel. Der ISP Stecker hat eine Markierung.
Meistens eine 1 oder Punkt, Die 6 Polige Buchse mit der roten Kabelseite dort aufstecken.

Anschluss von 3 Decoder und einem gemeinsamen 5V Step Down Konverter. Eventuell ist es angebracht, eine 5V GND Leitung zusätzlich einzuplanen.
Die 5 Volt kann auch ohne Step Down extern eingespeist werden, oder jeder Decoder erhält ein 5V Spannungswandler für ca. 1,20 €.

Ohne Step Down

Platine 1,6 X 79 X 86 mm

Weiche 1

NANO 328

2,54 mm Raster

DCC Adresse (Dec- 20 bzw. Weiche 77) ändern

Die Weichenadressen werden Modular 4 vergeben.

In Rocrail müssen für meine Zentrale Weichenadressen und Port eingetragen werden. Port ist größer 0 , wenn die Weichenadresse größer 255 ist.
In Der MOBA Verwaltung wird die Weichenadresse und Port rechts nach dem Schalten angezeigt 77 Bus 0,
(Bus ist auch Port)
Das kann bei anderen Zentralen anders sein. z.B. ECoS verwendet in Rocrail Decoderadressen. Dann muss Adresse 20 Port 1 eingetragen werden.

ISP

Flash HEX "DCC_X8_SchaltdecoderPlus.hex"

Pinsockel 1X15

Optional

5,08mm Raster

Weichenadresse

Ich habe etwas Probleme, die Kabellitzen in den Kabelklemmen zu bekommen.
Falls das Kabel mit Isolierung dünner als 1,4 mm ist!
Kann man das Kabel ca. 12 mm abisolieren. Den den abisolierten Teil einfach zurück über die Isolierung geklappen, und dann das Kabel samt Isolierung  so weit es geht in den entlasteten Anschluss gestopfen.
Das hat sogar den Vorteil, dass eine Zugentlastung entsteht.  Das funktioniert dann ohne viel Aufwand!

Decoderadresse + Port