Simpelmaus v.4

Simpelmaus ist ein äußerst preiswerte Loksteuerung für die Systeme Lokmaus und Lenz, mit folgenden Eigenschaften:

• Lokadresse zwischen 1 und 99
• Zusätzlich steuerbar: Licht und Funktionen F1 und F2
• Geschwindigkeits- und (wenn so konfiguriert) Richtungsvorgabe mittels Potenziometerknopf und Taste
• Alle 3 Modi werden unterstützt: 14, 28 und 128 Geschwindigkeitsstufen
• Gesonderter Nothalt-Knopf
• XpressNet-Adresse im Bereich 1 bis 31 wählbar
• Potenziometer zweipunkt-kalibrierbar
• Neu: Bidirektionaler Betrieb mit Null in Potenziometer-Mitte möglich

Eine einfache Schaltung mit PIC16F628 ohne Quarz, der interne Oszillator arbeitet mit 4 MHz. Eine zweistellige LED-Anzeige mit gemeinsamer Katode zeigt die Loknummer, (neu) die eingestellte Geschwindigkeit und andere Infos. Mit dem Potenziometer wird die Sollgeschwindigkeit eingestellt (= „Fahrtgeber“). Vier Knöpfe erlauben den umgehenden Nothalt, das Wechseln der Fahrtrichtung, das Schalten von Licht sowie weitere Zusatzfunktionen. Der MAX485 ist der stromsparende RS485-Transceiver für den XpressNet-Bus. Deutlich preiswerter ist der pinkompatible SN75176.

R7 muss ≥ R3/2 sein, damit der Analogvergleicher datenblattgerecht betrieben wird. Der exakte Wert ist unkritisch und wird von der Potentiometer-Kalibrierung kompensiert. R1 und R2 diktieren die Anzeige-Helligkeit. Gemultiplext wird in 9 Zuständen, um mehr Helligkeit zu haben als bei der alten Firmware mit 16 Zuständen. Der 9. Zustand erlaubt Charlieplexing für die Dezimalpunkte. R8 kann weggelassen werden. R5, C2, R4 und C1 bilden einen Tiefpass zweiter Ordnung. Er wird vom PWM-Ausgang an RB3 gespeist, und der Analogvergleich findet zwischen RA1 und RA2 statt.

Die Firmware für den Nachfolgetyp PIC16F1826 nutzt den eingebauten A/D-Wandler, damit kann der Tiefpass entfallen. Weiterhin darf R7 entfallen, und mit der höheren Treiberstärke der Portpins darf die Siebensegmentanzeige durch Verkleinern von R1 und R2 noch heller werden. Eine zusätzlich Stabilisierung der Potenziometerspannung wäre in jedem Fall kontraproduktiv, weil beide A/D-Wandlungsprinzipien ratiometrisch arbeiten.

Diese Simpelmaus wird an den „Slave“-Anschluss angesteckt. Die originale Lokmaus muss trotzdem angesteckt bleiben, denn diese setzt die Simpelmaus-Kommandos in Rundsteuersignale für das Gleis um.

03 Die zweistellige LED-Anzeige zeigt die Lokadresse und andere Infos wie Nothalt, Geschwindigkeit und Fehlerinfo an. Zunächst wird die Lokadresse angezeigt.

Mit dem Fahrtgeber wird die Sollgeschwindigkeit der selektierten Lok eingestellt. Ist die Nullposition am Linksanschlag, bewirkt Rechtsdrehung die Zunahme der Geschwindigkeit. Ist die Nullposition in der Mitte, wird beim Überfahren der Nulllage die Richtung gewechselt, und weiteres Linksdrehen erhöht die Geschwindigkeit in der entgegen gesetzten Richtung.

Wichtig: Der eingestellte Modus (14/28/128) muss zur Lok passen! Wenn nicht, funktioniert nichts, nicht einmal das Licht. Das hängt vom Lokdekoder ab. Moderne Lokdekoder können alles.

[-] schaltet das Licht der Lok ein und aus.

[+] schaltet die Fahrtrichtung um.

Für weitere Einstellungen muss man SEL drücken.

L Nach dem ersten SEL kann die Lokadresse geändert werden, um eine andere Lok zu steuern. Dazu ist [+] bzw. [-] zu drücken um die Adresse zu ändern. Die Anzeige blinkt dabei langsam. Blinkt die Anzeige schneller, wird die Lok gerade von einem anderen Steuergerät benutzt. Um die Steuerung zu übernehmen muss man lediglich ein Kommando absetzen oder den Fahrtgeber betätigen.

__ Der nächste Knopfdruck auf SEL erlaubt die Zusatzfunktionen F1 und F2 abzusetzen. Das kann je nach Lok ein Signalhorn, ein Zusatzlicht oder ein Rauchgenerator sein. Der Zustand der beiden Funktionen wird mit den beiden waagerechten Segmenten angezeigt, der linke steht für F1 und der rechte für F2. Balken unten _ bedeutet abgeschaltet und Balken oben ~ bedeutet eingeschaltet. [+] steuert F1 und [-] steuert F2. Drücken auf SEL während der Fahrtgeber nicht in Nullposition ist führt zum Normalmodus zurück, sonst geht es wie folgt weiter.

d- -d Das Wechseln der Fahrtrichtung und des Modus' (14/28/128 Schritte) ist nur bei Stillstand der Lok möglich. Steht d links (vorn) ist die Richtung „vorwärts“. Steht d rechts (hinten) ist die Richtung „rückwärts“. Die [+]-Taste wechselt die Richtung. Diese Richtung wird lokweise im EEPROM gespeichert.

d_ d- d~ Die Höhe des waagerechten Balkens (egal ob links oder rechts vom d) gibt den gewählten Modus an. Der mittlere Balken - meint 28 Geschwindigkeitsschritte, der untere Balken d_ entsprechend 14 und der obere Balken d~ entsprechend 128 Schritte. Da eine Anzeige von 128 Schritten auf einer zweistelligen Anzeige nicht möglich ist, wird dann die halbe Geschwindigkeit angezeigt, und der rechte Dezimalpunkt zeigt den „halben“ Schritt wenn verdrahtet. Die [-]-Taste wechselt den Modus. Mit SEL geht es zurück zur Normalbedienung.

EO Beim Druck auf Stop wird ein Nothalt (EO = Emergency Off) ausgelöst. Alle Loks halten an und das Gleis wird spannungsfrei gesetzt. Erneutes Stop stellt den vorhergehenden Zustand wieder her.

ES Erhält die Kommandostation einen Nothalt, werden die Loks angehalten (ES = Emergency Stop) aber das Gleis bleibt weiterhin spannungsführend. Eine Bedienung ist nicht möglich.

SP Das wird angezeigt, wenn die Kommandostation im Service-Modus zur Lokprogrammierung ist. Eine Bedienung ist nicht möglich.

S_ Das wird beim Auswählen einer anderen Lok angezeigt, wenn die Kommandostation am Limit der gleichzeitig steuerbaren Loks angekommen ist. Ein Lokwechsel ist dann nicht möglich.

E7 When beim Anschluss der Simpelmaus eine Kollision durch gleiche Adressen festgestellt wird, muss man die Adresse ändern, siehe Konfiguration.

Steckt man die Simpelmaus an während man SEL gedrückt hält, geht die Simpelmaus in den Konfigurationsmodus. Das wird durch A angezeigt. Mit der [+]-Taste wird zwischen Busadress-Eingabe und Fahrtgeber-Kalibrierung umgeschaltet.

A Die XpressNet-Busadresse kann zwischen 1 und 31 liegen. Es ist nicht erlaubt, zwei Fahrtgeber mit der gleichen Busadresse zu betreiben. Manche Kommandostationen erlauben noch weniger als die 31 Adressen. Drücken auf [-] zeigt die Busadresse (Vorgabe: 3), dann kann man sie mit den Tasten [+] und [-] verändern. Mit SEL geht es zurück.

P Das Fahrtgeber-Potenziometer wird hiermit auf 2 Punkte kalibriert. Nach dem Drücken der [-]-Taste zeigt die Anzeige die momentane, vorzeichenlose Position des Potenziometers (stets ohne Offset) zwischen 00 (Linksanschlag) und etwas zwischen 50 und 99 (Rechtsanschlag). Um den Endwert zu kalibrieren muss der Drehknopf auf Rechtsanschlag gebracht werden, danach ist [+] zu drücken. Dann zeigt die Anzeige umgehend 63 an, der kalibrierte Endwert. Um die Nulllage zu kalibrieren dreht man den Knopf auf die gewünschte (oder mechanisch vorgegebene) Nullstellung und drückt [-]. Die Anzeige wechselt nicht! Die Firmware entscheidet selbständig ob die Null am Linksanschlag oder (ungefähr) in der Mitte liegt. Mit SEL geht es zurück.

Die Taste STOP beendet den Konfiguratonsmodus, und die Simplemaus kann normal benutzt werden. Alle Einstellungen werden im internen EEPROM dauerhaft gespeichert.

Vorausgesetzt dass die Schaltung richtig arbeitet und keine Platinenfehler vorliegen ist eine häufige Fehlerquelle die Verkabelung. Die Simpelmaus bekommt die Betriebsspannung vom Buskabel. Das Vertauschen von A und B bewirkt, dass keine Kommunikation zu Stande kommt. Das Vertauschen von L und M bewirkt durch die Schutzdiode, dass nichts kaputt geht aber auch nichts passiert.

Verbindet man die Simpelmaus mit einem RJ11-Telefonkabel, achte man darauf, dass die Adern auch wirklich 1:1 verbunden sind.

Einige Kommandostationen überprüfen nicht alle Geräte am Bus, nur einige (bspw. 1 bis 5 und 29), aber das kann man in der Konfiguration der Kommandostation ändern, falls man eine neue Busadresse setzt und E7 kommt. Dann Simpelmaus ab- und wieder anstecken während man SEL festhält, um in den Konfigurationsmodus zu kommen.