Honzíkovy vláčky

Centrála DCC – NanoX-S88

Autor: Jindřich Fučík Vydáno: 7.11.2011

Na semináři „Digitalizace železničních modelů a kolejiště“ (ZDE) předvedl lektor Jindra Fučík několik jím vyzkoušených a upravených obvodů pro digitální provoz kolejiště, které vychází z práce Španěla Paco Cañady. V prvém případě se jedná o mechanickou modifikaci stejnojmenné DCC centrály s integrovaným boosterem. Při úpravě došlo pouze ke změně plošného spoje tak, aby zahrnoval všechna pozdější doplňková rozšíření. Zároveň je obsažen zobrazovací modul Booster display.

Obr. 1

Obr. 2

Na schématech a nebo na přiložených souborech jsou vyznačené jednotlivé volitelné varianty:

Zavedení vstupu E, aby bylo možné bezpečně provozovat CDE zesilovače (boostery)
Rozšíření, které umožňuje zatížitelnost až 4A (doporučuji pracovat s ním velice opatrně)
Konektor pro zobrazovací modul „Booster Display“ (a také celý modul)
Statické zakončení sběrnice XpressNet pro případ že použijete levnější náhradu MAX485
Doplňkové konektory pro napájení většího množství S88 modulů
Doplňkové konektory pro napájení většího množství XpressNet ovladačů
Filtrační kondenzátor pro větší zátěže

Vstup E
Pro bezpečné používání CDE zesilovačů byl zaveden vstup E. Nyní je možno připojit několik CDE boosterů a v případě přetížení (zkratu) kteréhokoli z nich dojde k jejich odpojení a signalizaci na ovladači.
Vstup je realizován rezistorem R3(1k), diodou D2(1N4148) a opto oddělovačem OK1(PC817). Na desce plošného spoje jsou pak označeny vývody jako C,D,E. Pokud nepoužijeme další zesilovače, je možné běžně používat vývody C a D jako napájení kolejiště (jako výstupy J/K).

Rozšíření na 4A
Toto rozšíření není vhodné pro každého. Dá se použít pro provoz větších měřítek, jako je 0, 1, nebo G. Pro menší měřítka může být nebezpečné, protože v případě zkratu protékají kolejivem moc velké proudy a může dojít například k poškození vyhybek a nebo okolků.
Rozšíření je ve své podstatě velmi jednoduché – stačí nahradit stabilizátor IC5 za typ LM338, který je schopen příslušný proud dodat a nahradit rezistor R14 (původně 1R) dvěmi rezistory R14 (s novou hodnotou 0R22) a R14B (s hodnotou 0R33).
Aby nebylo na desce mnoho nevyužitého místa, položil jsem rezistory na sebe a použil drátovou propojku. Proto je dobré při zapojování sledovat přiložené obrázky.

Obr. 3 a 4 – Original 2.9A

Obr. 5 a 6 – New 4A

Konektor Res
Jedná se pouze o konektor J4 označovaný jako RES. Použil jsem běžný molex konektor a stejný jsem použil i u modulu booster display.

Statické zakončení XpressNet
Podle katalogu výrobce Maxim, pokud jsou na sběrnici použity pouze jeho obvody MAX485, není nutné provádět statické zakončení. To však neplatí pro jejich levnější náhrady, Ty potřebují zakončovací rezistory R11A a R11B (4k7).
Zakončení by mělo být na sběrnici pouze jedno, takže pokud jej budete realizovat, udělejte to právě na centrále a ne na jiném prvku.

Napájení více S88 modulů
V případech kdy jsme používali více modulů S88 nebylo jejich napájení dostatečné. Proud do modulů dosahuje až 1,6A. Pro tyto případy je vhodné nahradit původní obvod IC4 novým 78S05, diodu D1 nahradit typem BY299 a zvětšit kapacitu C5 (klidně až na 2200uF). Také jsem proto zavedl konektor X4, který umožňuje připojit další napájecí kabely pro moduly S88.

Napájení více XpressNet zařízení
Podle definice XpressNet je doporučeno, aby ovladače bez vlastního napájení nepřekračovali spotřebu 20mA, to v praxi znamená, že jedna LED dioda osvětlující display vypotřebuje všechen možný proud. Proto jsem nahradil obvod IC3 obvodem 78S12 a diodu D7 typem BY299 aby bylo možné napájet i větší množství ovladačů. Také jsem zavedl svorky X5, ze kterých je možné další ovladače napájet.

Přídavný filtrační kondenzátor
Několik zmíněných úprav vedlo ke zvětšení spotřeby. Proto jsem nahradil původní diodový můstek pomocí monolitického usměrňovače s proudem až 10A a přidal filtrační kondenzátor C21. Jeho hodnota je spíš minimální, pokud použijete několik rozšíření současně, je možné jeho kapacitu zvětšovat.

Obr. 7

Obr. 8

Obrázek ukazuje sestavenou centrálu Nano-X ve verzi 2,9A, bez statického zakončení XpressNet. Všimněte si elastického lepidla na rezistorech R5 a R14. Používá se pro zamezení pískání.)

Name	Part	Remark
NanoX-S88
B1	B250C10000DR
C1	4700uF/35V
C2	100uF/25V
C3	100nF
C4	47uF/16V
C5	47uF/16V
C6	100n
C7	1000uF/35V
C8	22p
C9	22p
C10	10uF/16V
C11	100nF
C12	22nF
C13	15n
C14	15n
C15	1000uF/35V
C16	220nF
C17	100nF
C18	100nF
C19	47uF/16V
C20	100nF
C21	1000uF/35V	… or more
D1	1N4007	1N4004, BY299 for more S88
D2	1N4148	only for CDE option
D6	1N4007	1N4004
D7	1N4007	1N4004, BY299 for more XpressNet
IC1	PIC16F628	+ socket DIL18PZ
IC2	MAX485	+ socket DIL8PZ
IC3	7812	78S12 for more XpressNet devices
IC4	7805	78S05 for more S88 option
IC5	LM350	LM338 for 4A option
IC6	L6203
IC7	74HC04N	+ socket DIL14PZ
J1	RJ12	(833-059)
J2	RJ45	(WEBP 8-8 LP 833-043)
J4	PSH02-03PG	for booster display
JP1	PINHD-1X6
K2	RELEF-4052-12
LED1	LED5MM	…or pinhedaer
OK1	PC817	only for CDE option
Q7	BC337
R1	10K
R2	2K5(pot 10mm PT10)
R3	1K	only for CDE option
R5	1R/5W
R7	2K2
R8	10K
R9	560R
R10	2K2
R11	120R
R11A	4K7	only for XpressNet termination
R11B	4K7	only for XpressNet termination
R12	56K
R13	220R
R14	1R/5W	for 4A option 0R22/5W
R14B	0R33/5W	only for 4A option
R15	3R3
X1	ARK300V-2P	Power
X2	ARK300V-3P	Main
X3	ARK300V-2P	Prog
X4	ARK300V-2P	S88-Pwr
X5	ARK300V-2P	Xbus-Pwr
XTAL1	4MHz	or none
Booster Display
C1	100n
IC1	LM339N	+ socket DIL14PZ
IC2	4051N	+ socket DIL16PZ
J1	PSH02-03PG
LED1	LED 5X5 GREEN
LED2	LED 5X5 GREEN
LED3	LED 5X5 GREEN
LED4	LED 5X5 RED
LED5	LED 5X5 YELLOW
R1	12K	12k for NanoX-S88; 18k for NanoX; 33K for BoosterCDE
R2	1K
R3	1K5
R4	820R
R5	820R
R6	4K7
R7	4K7
R8	4K7
R9	560R