Ovladač lokomotivy Hugo v4

Hugo má tolik novinek, že nevím odkud začít. Největší změna je, že zmizel potenciometr a nahradily ho tlačítka. Jiná, oproti Roco, Piko, Lenzu nebo Uhlenbrocku, je řada tlačítek od 0 do 15, které přímo volí rychlost. Odpadá tedy neustálé mačkáni tlačítek, nebo točení potenciometru na dosažení potřebné rychlosti. Volí se přímo rychlost tlačítky „2 – 15“, kdy se loko rozjíždí podle rozjezdové křivky, dále tlačítko „0“ znamená zastavení podle zpomalovací křivky a „1“ znamená okamžitý stop.

Může se zdát, že pouze 13 rychlosti je málo a na co tedy používáme 128 rychlostní soustavu. Je to zbytečná obava, mám vyzkoušeno, že se stejně jezdi odhadem jen asi na 5 rychlosti – 20, 40, 60, 80 a plná rychlost. Proto volba rychlosti po 10km mi připadá naprosto dostatečná a dokonce modelovější než odhad, který máme každý jiný. O mnoho důležitější je tedy správné nastavení rozběhové a doběhové křivky v lokodekodéru, tedy #CV.

Dále je možné využít tlačítko „posun“ , které dělí napůl rychlostní stupně a maximální rychlost je tedy poloviční.

Hugo umí 9 funkcí a ty se volí přes shift tlačítko. Všechny funkce jsou zapojeny jako přepínače, stiskem zapni, stiskem vypni.

Další dvě tlačítka jsou utopená, aby nebylo možné je stisknout omylem a voli se s nimi adresa lokomotivy. ID kód je jedinečný a proto ho zadávám natvrdo. Původně byl volitelný, ale zkušenosti z provozu zvýhodnily pevnou volbu.

Hugo má 6 LEDek, které indikují stavy a to, směr jízdy, plná nebo posunová rychlost, a indikaci shift tlačítka na funkce.

Tohle je vidět na první kouknutí, ale opravdové změny se ukrývají uvnitř.

Schéma Huga je strašně jednoduché až triviální. Skládá se ze 48 součástek a z toho je 21 tlačítek. To je umožněno promyšlenou konstrukcí a kvalitním mikropočítačem AT89LP2052, který je plně srovnatelný, ba možná i „lepší“ než RISCové procesory, protože umožňuje optimalizaci kódu. Když jsem pracoval s 2051, tak jsem snil o vylepšení, které by 2051 mohla mít a tento procesor mi je splnil. Někdy se mi zdá , že až příliš. Další výhoda je ve využití obrovské knihovny příkladů, které x51 má. Tohle obrovské zázemí programů je velká výhoda, protože člověk nemusí vymýšlet vymyšlené.

Hugo byl konstruován s ohledem na čtyři věci

První je nízký odběr, jak na Loconetu, piny 3 a 4 , tak na DCC, na pinech 1 a 6 konektoru RJ12 , který se používá na rozvod X3. Další požadavek je na co nejmenším využívání času na sběrnici.

Druhá je přímá volba adresy. Mód dispatch stále považuji za nedostatek, něco jako startovací kliku u auta. Před šedesáti lety by motoristé prokleli výrobce, který by ji k autu nedodával. To ovšem neznamená, že by se dnes někdy nehodila. :-))) Ale stále si myslím, že provozní centrála by měla být „tabu“ a kromě určených a poučených lidí, by k ní neměl mít nikdo povolen přístup. A právě odstraněni módu dispatch je základem pro dodržení tohoto požadavku. Do té doby se musí používat několik vedlejších centrál, aby ovladače, které neumí přímou volbu adresy, anebo ji ztrácejí, bylo kde „naformátovat“.

Třetí je minimum součástek, aby stavba byla co nejjednodušší a rychlá.

Čtvrtá je odstranění jakékoli kalibrace a nastavování. Hugo musí pracovat na první zapojení a ihned.

1)

Odběr Huga je 4 mA v provozu a 120 µA v klidu. To je zabezpečeno zabudovaným akumulátorem, který vykrývá proudové špičky a udržuje informaci v Hugovi po dobu odpojení od Loconetu, v režimu power-down. Vstupní odpor je 100k , který je oproti Fredovi 1x větší a kladná zpětná vazba je nahrazena Schmidtovými vstupy v µP, které zabezpečují potřebnou hysterezi vstupů.

To v zásadě znamená, že je možné teoreticky připojit dvojnásobné množství ovladačů, než doteď. Teoreticky píši proto, že je nutno to vyzkoušet. Přece jenom vyrobit 50 Hugů 4 na vyzkoušení nebude snadné.:-)

Na zamezení kolizí na sběrnici slouží přímá volba rychlosti, kdy jedním stiskem se pošle jen jeden paket a ne jako u Freda souvislá řada postupně vzrůstajících (klesajících) paketů rychlosti. Fred je schopen poslat 10 až 12 paketů za vteřinu při pomalejším otáčení potenciometru. To je určitým zdrojem možného přetížení sběrnice při souběhu ovladačů.

Akumulátor 3,6V je schopen udržet informaci po dobu asi jednoho týdne. Pak ztratí adresu a musí se znovu nastavit. Tento problém dělá Brown-of- reset, který při poklesu napájení pod asi 2,2V, generuje neustále reset a akumulátor se velmi rychle vybije na hodnotu asi 1,8V, kdy procesor přestane úplně pracovat. Připojením na Loconet se akumulátor velmi rychle nabije a je schopen funkce asi za deset minut. Po tuto dobu odebírá proud asi 12mA, po dosažení napětí na akumulátoru na úroveň 3,6V klesne proud na hodnotu 4 mA.

Při testování v Bojnicích 2007 všechno dopadlo podle mého očekávání a Hugo4 ukázal a dokázal svoje kvality. Dokonce až moc, protože napájení na pinech 1 a 6 Loconetu kolísalo a Hugo4 čerpaly energii ze svého akumulátoru a během asi 30 hodin se úplně vybily. To v zásadě nevadí, ale to jsem tehdy nevěděl, Huga jsem odstavil a až doma přišel na chybu. Stačilo Huga dát na deset minut na centrálu a všechno bylo zase normální.

2)

U dřívějších Hugů mi vadila dost nešťastná volba adresy a nahradil jsem ji přímou volbou z klávesnice, kdy se zadává pětimístná adresa z povolených 16383 možných v dekadickém tvaru. ID kód je zadrátován natvrdo, protože zároveň bude určovat verzi firmware.

RKDCC umožňuje zadávání jen do 9999 adresy a zároveň ořezává na tuto hodnotu, adresy vyšší. Minibox asi podobně.

3)

Na stavbu bylo použito opravdu minimum součástek a dokonce jsem zneužil nových vlastností µP a tak ušetřil třeba paměť. Mikropočítač má málo pinů a tak napájení LEDek je dost exotické. Vlastnosti µP jsou takové, že mohu jedním pinem ovládat dvě nezávislé LEDky. To přesně znamená, že mohou svítit nebo blikat obě nebo jenom jedna LEDka a to úplně nezávisle na sobě, obě na jednom vývodu µP. Jsem zvědavý, kdo na to přijde, jak to jde naprogramovat. :-)))

Plošný spoj je dost složitý a dávám ho profesionálně vyrobit. Je to i z důvodu nutnosti prokovených děr, které jsou potřebné na opačně zapojené tlačítka.

4)

Všechny časové konstanty a vazby jsou vypočítávány v µP a tak dodrženi kmitočtu 16 MHz je naprosto klíčové a definitivní. Proto taky není potřeba žádná kalibrace a Hugo je schopen funkce okamžitě po oživení a nastavení adresy.

Ovládání Huga je jednoduché a můj vnuk (7) se to naučil za 2 minuty :-)) Hugo se zasune do RJ12 a následně se stiskne start . Hugo se okamžitě inicializuje a je tedy možné ihned po rozsvícení LEDek volit rychlost tlačítky 0 – 15 , nebo směr , posun/cesta, funkce. Indikace LEDkami zabezpečuje informaci o nastaveném režimu.

Nebudu popisovat stavbu, protože nepředpokládám dodávání stavebnic. Huga budu prodávat sestaveného a oživeného za cenu 700,-Sk s DPH + poštovné.

Dodávka stavebnic se moc neosvědčila z důvodů reklamací a nedostatků znalostí sestavovatelů a následně zbytečné kritiky. Tohle opravdu nemám zapotřebí a cena 100,-Sk za sestavení a oživení není až tak strašná a opravdu neslouží na vlastní obohacení. Kompletní sestavení, vrtání, pájení a oživení jednoho Huga trvá asi čtyři hodiny. Následné oživení je taky snadné, protože vlastním měřící techniku, kterou mohu objevit všechny chyby.

Navíc mám hotovou šablonu na vrtání děr do krabičky a její neustálá výroba by určitě stavebnici dost prodražila.

Nedodávám kroucený kabel, nemám na jeho koupi kontakty. Prodává Artol za 150,-Sk.