Gondolatok a MiniBOX-ról

Bevezetés

A MiniBOX egy Loconet® kompatibilis, miniatűr DCC központ.

A MiniBOXot a norvég Pål A. Olsen fejlesztette ki, munkáját nyilvánosságra hozta az Interneten is. A norvég eredeti alapján több hasonló készülék született, többek között Peter Gilling kibővített készüléke és a Szlovákiában élő Mészáros Péter áttervezett változata. (leírás csak csehül) Ennek a változatnak feltehetőleg egyik korai változatát építette meg a német Ulf Mahrt is, a tapasztalatait közzétette az Interneten is.

Jómagam 2011 végén és 2012 elején átterveztem és megépítettem a Mészáros-féle kivitelt. Ennek a tapasztalatait osztom meg ebben a cikkben.

Alapfogalmak

Analóg - digitális

Mint közismert, a digitális vasútmodellezés más hozzáállást követel meg a modellezőtől, amikor "játszani" akar a modelljeivel, forgalmat modellez az asztalán, mintha ugyanezt a hagyományos analóg vezérléssel teszi. Az analóg rendszerben a vasútmodellező az "állomásfőnök" vagy "menetirányító" szerepét veszi fel. Vonatokat állít össze, vágányutakat jelöl ki, jelzőket működtet. A vonatokat nem vezeti egyesével, hiszen azok a beállított váltóknak és jelzőknek automatikusan engedelmeskednek. Nagy terepasztalokon, moduláris rendszerekben minden állomásnak van egy gazdája, aki a többi állomás vezetőjével kommunikál és ennek megfelelően az állomás eszközeinek beállításaival indítja, fogadja a vonatokat.

A digitális rendszerben minden mozdonyt, vontatójárművet vezetni kell. Egy kis asztalon a modellező felváltva lépked a "mozdonyvezető" és az "állomásfőnök" szerepek között. Egyszerre kettőnél több vonatot nem irányíthat, hacsak az asztal nincs ellátva automatikus vonatbefolyásolással, ami viszont a szerepet az analóg üzemhez teszi hasonlatossá. A nagy moduláris rendszerekben más-más szerepet játszanak az állomásfőnökök és a mozdonyok vezetői, akik az irányító készülékükkel követik a járművüket és a pálya jelzéseinek megfelelően vezetik őket.

A digitális rendszereknél a tápellátás közös. Az asztal általában fizikailag szakaszolva van, amit a terhelés megosztása tesz szükségessé. Nem lenne szerencsés, ha egy óriási tápegység sok-sok amperes kimenetével táplálják, jobb bevezetni az áramot több, egymással párhuzamosan működő "boosterral". De logikailag minden szakasz egyforma, ugyanaz a DCC "jel" folyik bennük. Még a fázisának és a feszültségnek is egyezni kell, hogy a szakasz-átmeneteknél a járművek a kerekeikkel ne kössenek össze különböző feszültségeket. Arra tehát nincsen mód, hogy az egyes járművek irányítói közvetlenül a sín DCC feszültségét irányítsák. Szükség van egy, csak az irányítás céljait szolgáló másodlagos hálózatra, amire az egyes járműveket irányító készülékek csatlakoznak. Ezt mutatja az ábra.

DCC System Blocks

A Loconet®

A fentiekből következik, hogy a kézi vezérlést biztosító irányító készülékek és a DCC jelet kiadó elektronika közé szükség van egy kommunikációs kapcsolatra. Ez alól csak azok az egyszerű irányító központok, az "egerek" mentesülnek, ahol a kézi irányító egyben a DCC jelet is szolgáltatja - persze a mérete miatt korlátozott teljesítményben - de itt is kell egy kommunikációs kapcsolat, ha egynél több kézi irányítót akarunk közösen használni.

A kommunikációs csatorna céljára a digitális modellvasutazás világában két megoldás terjedt el. Az egyik az ún. XpressNet, a másik a Loconet®.

Az XpressNet, régi nevén X-Bus a német Lenz cég terméke. Egy RS-485 telekommunikációs szabványon alapuló hálózat. Kétfajta csatlakozóval lehet használni: vagy 5-pólusú, kerek DIN csatlakozóval (régi HiFi-sek még emlékeznek rá) vagy 6-pólusú, RJ12-es telefon-modem csatlakozóval. Az XpressNettel kompatibilis DCC központokat árul természetesen Lenz, de ilyenek a Roco és a ct (Tran) központok is.

A másik ilyen kommunikációs csatorna szabvány a Loconet®. Ezt az amerikai Digitrax cég fejlesztette ki, ilyennel működő központokat rajtuk kívül az Uhlenbrock, a Fleischmann és a Piko is árul. A Loconet® szabvány ugyanazt a 6-pólusú RJ12-es telefon-modem csatlakozót használja, mint az XpressNet, de mind a jelei, mind a kommunikációs protokollja egészen más. A Loconet® mindkét tekintetben leginkább a számítógépes helyi hálózatokra (Ethernet) hasonlít. Ebből következik, hogy az azonos kivitelű csatlakozó ellenére a két rendszert nem lehet összedugni sőt, még komolyabb számítógépes háttér (pl. helyi kontroller) segítségével sem lehet értelmes módon közös rendszert összerakni.

A Loconet® nem nyílt rendszer, a Digitrax cég saját szabványa és szellemi tulajdona. A Digitrax megengedi, hogy magáncélokra a Loconet®-tel kompatibilis áramköröket fejlesszünk sőt, ehhez még egy részletes leírást is megjelentetett. Kereskedelmi céllal azonban nem lehet Loconet® kompatibilis eszközöket a Digitrax engedélye nélkül forgalomba hozni.

A FREMO

A FREMO (Freundeskreis Europäischer Modellbahner) egy európai szervezet, ami a moduláris modellvasutazás elterjesztését tüzte ki célul maga elé. A FREMO és az amerikai párja, a FreeMo szervezet még akkor jött létre, amikor a "hivatalos" modul szabványok nemcsak a modulok csatlakozó felületét írták elő, hanem a hosszúsági méreteket is. Emögött az volt az elgondolás, hogy így könnyebb volt a modulokból "ovális", vagyis önmagukba visszatérő pályákat építeni, hiszen csak azt kellett biztosítani, hogy az összes ív mindig 90 vagy 180 fokos legyen. A FREMO "szabad" rendszert alkotott, amiben a modulok hossza nincs megkötve. Így persze nehezebb körpályákat építeni, de a tapasztalatok szerint az ilyen összejöveteleken nem is törekszenek erre, hanem hosszú, ágas-bogas pályákat építenek. Mivel az európai FREMO vezetése német kézben van, a nagy szabadságból nem sok maradt. Igaz, a modulok hossza ma sincs megkötve, de azon kívül szinte minden. Még a modulokra szórt fű kinézetét és a modulelemek homlokfalának a színét is szabványosították!

Amikor a digitális modellvasutazás elterjedt, A FREMO - nyilván az amerikai kapcsolatok hatására - a Loconet® rendszert vezette be a DCC kommunikációs csatornája részére. A modul találkozókon leggyakrabban az Uhlenbrock "Intellibox" központját használják.

A FRED

A FREMO kidolgozott egy kézi vezérlőt, a FRED-et ("FREMOs Einfacher Drehregler"). Ez egy egyszerű, Loconet® kompatibilis dugaszolható kézi irányító. A FRED-ben a modell sebességét egy forgatógombbal szabályozhatjuk, a menetirányt egy kapcsolóval állíthatjuk. Van rajta ezenkívül 3 nyomógomb, amelyekkel az F0, F1 és F2 digitális funkciókat lehet működtetni. Egy negyedik nyomógomb a FRED által vezérelt modell vészmegállítására szolgál. Található még a FRED-en egy 2 színű LED is, ami piros, zöld és sárga színnel mutat különféle működési állapotokat, ezeket a fényeket villogtatni is tudja.

A FRED nem tud önmagában modellt irányítani, a kívánt modellt, illetve az ahhoz tartozó címet a Loconet® központ utalja ki a FRED számára - természetesen egy FRED-hez már hozzárendelt mozdonyt nem ad oda egy másik FRED-nek.

A FRED a neki kijelölt járművet a terepasztalon bárhol irányítani tudja, a FRED-et bárhol rá lehet csatlakoztatni a Loconet® hálózatra. Ehhez a FRED egy spirális "telefonzsinór" végén Loconet® kompatibilis RJ12 csatlakozóval rendelkezik, amit a kiterjedt modul-terepasztalon rendszeres távolságban megtalálható csatlakozó-foglalatba lehet bedugni. Ha a FRED-et kihúzzák a csatlakozóból, az általa vezérelt modell az addig adott parancsoknak megfelelően tovább halad.

A FREMO a FRED-et 2005 és 2007 között továbbfejlesztette, ennek az eredménye lett az új változat a FREDI. Ebben az irányítógomb jeladót forgat, ennek nincs "0" állása. Egyik irányba forgatva a mozdony előre megy, a másik irányba forgatva hátra. A kétszínű LED-et 3 egyszínű váltotta fel és 5 nyomógombbal az összes F0 és az F8 közötti digitális funkciót képes kapcsolni.

A FRED és a FREDI nem kizárólagos kézi irányítók a FREMO pályáin, elvileg az összes Loconet® kézi irányító használható. A gyakorlatban azonban létezik két korlátozás, ami a a kereskedelmi forgalomban kapható Loconet®-es kézi irányítók többségét kizárja.

A kézi irányító vészmegállító gombja csak az irányítóhoz hozzárendelt járművet állíthatja meg, nem adhat ki általános vészmegállító jelet! Ez érthető, hiszen egy kiterjedt moduláris terepasztalon igencsak kellemetlen lenne, ha egy mozdony nehézségei miatt az összes jármű hirtelen megállna!
Az irányítónak kis fogyasztásúnak kell lennie! Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy egy-két LED-en kívül nem lehet más kijelző rajta. (pedig milyen jó lenne, ha egy kijelző mutatná a vezérelt mozdony címét!)

Ezen megkötöttségek miatt a FRED-eken kívül még a Digitrax UT4-es irányító, és bizonyos korlátozó beállításokkal az Uhlenbrock "Daisy" használható a FREMO hálózatain. (A tapasztalatok szerint, ha egy modellező a találkozón egy UT4-essel kívánja a mozdonyát irányítani, akkor először is megpróbálják lebeszélni róla. Ha ragaszkodik a használathoz, akkor súlyos fenyegetések mellett megfogadtatják vele, hogy az UT4 egyik érdekes funkcióját, a "címlopást" sohasem fogja alkalmazni...)

A MiniBOX

Mire jó a MiniBOX?

A FREMO összejövetelek számára a legjobb felállás, ha a modellező minden vontatójárműve számára rendelkezik egy-egy önálló FRED-del. Ekkor nincs gond, az összejövetel elején beprogramozza a FRED-eket és a modelljeit a központba és ha járatni akarja őket, csak előveszi a FRED-et a tárolóból és rácsatlakoztatja a hálózatra. Ha kevesebb FRED-je van, mint mozdonya - és ez lehet a gyakoribb eset - akkor minden egyes alkalommal, amikor egy FRED-et egy másik modelljének a címére akar átállítani, el kell mennie a központhoz és kérnie kell az átprogramozást.

Ám akárhány FRED-je is van, ezekkel otthon nem futtathatja a modelljeit, mert ahhoz egy központra is szükség van, hiszen a FRED Loconet® jelet ad ki magából, nem DCC-t. Annak érdekében, hogy az otthoni játékhoz ne kelljen egy drága, nagy tudású központot vásárolni, a norvég Pål A. Olsen kifejlesztette a MiniBOX-ot. Ez egy kis teljesítményű Loconet® központ. Egyszerre csak egy modellt tud táplálni, de alkalmas az összes szükséges funkció vezérlésére. Tud FRED-et fogadni, maximum hatot. Tud címet beállítani, lefoglalni. Ráadásként pedig még dekódert is lehet programozni vele, mégpedig hosszú címeket és hosszú CV-ket is. Egy apró áramkör, az ún. ACK-detektor beiktatásával a dekódereket ki is tudja olvasni. Vagyis pont arra jó, hogy a FRED tulajdonos a modelljeit - ha csak egyesével is - otthon is tudja futtatni, tesztelni.

Az eredeti MiniBOX

Az eredeti MiniBOX-ot a norvég Pål A. Olsen fejlesztette ki még 2003 és 2006 között. A cél egy házilag is olcsón előállítható, egyszerű készülék létrehozása volt. A terveket és a processzor programját a tervező közreadta az Interneten is. A tervekből látszik, hogy a fejlesztő merített a már korábban megjelent áramkörök ötleteiből: pl. a Loconet® meghajtó kapcsolása szinte 1:1-ben megegyezik a FRED hasonló áramkörével.

A MiniBOX a kitűzött célokat teljesíti, sajnos az utánépítése mégsem triviális feladat. Ennek szerintem két alapvető oka van, számos következménnyel.

A norvég fejlesztő jóllehet közreadta a program processzorba beprogramozandó kódját ("firmware"), a program forráskódját nem közli. Nem egészen világos, miért nem, hiszen a készülék lemásolásához a közreadott információ így is elegendő! Ha a forráskód meglenne, a MiniBOX-ot könnyen lehetne módosítani, egyes kellemetlen tulajdonságait kiküszöbölni. Így azonban ezt értelmes ráfordításokkal nem lehet megtenni, el kell fogadni a tervet úgy, ahogy van.
Az eredeti MiniBOX terv legkritikusabb része az alkatrész választék. Mivel házi gyártás számára szánták, jobban oda kellett volna figyelni arra, hogy az alkatrészek amatőrök számára is könnyen és nem túl drágán beszerezhetők legyenek. Ez azonban nem teljesült teljes sikerrel. Számos kritikus alkatrészt találunk a készülékben.
- A norvég tervben az ellenállások SMD (felületszerelt) kivitelűek, a többi alkatrész hagyományos, furatba forrasztott. Az alkatrész lista az ellenállások méretére csak a terhelhetőséget adja meg, a megadott 1/4W-os terhelhetőség érték egy viszonylag nagy, 1206-os méretű alkatrészt jelent. Ezt házi eszközökkel is kényelmesen lehet forrasztani. Nagyobb probléma a beszerezhetőség. SMD ellenállásokat általában nem árulnak egyesével. Mégha olcsók is, fillérekbe kerülnek, aki egyébként nem foglalkozik elektronikai barkácsolással, fölöslegesen kell beszerezzen egy csomó ellenállást.
- Kritikus ellenállás-pár a 3,3V-os referencia feszültséget beállító 27,0 K, 39,0 K osztó (R16, R17). Ezek ugyan szabványos értékek, de pontos kivitelt igényelnek. Egyszerűbb lenne ide egy beállító potenciométert tenni.
- Szokatlan áramkör a Loconet®-et és a sínt DCC feszültséggel ellátó SN754410 áramkör. A tervező az alkatrész jegyzékben le is írja, hogy az áramkört úgy szerezte be, hogy kért egy mintát a helyi Texas képviselettől. Ez ugye nem egy bevált beszerzési forrás a világ legnagyobb részén. Szerencsére több utánépítő is rájött, hogy a nehezen beszerezhető áramkör valójában a közismert és könnyen hozzáférhető L293B híd-meghajtó áramkör másolata. Nyugodtan lehet helyette ezt használni.
- A legnagyobb problémát a kijelzőt meghajtó MAX7219CNG IC jelenti. Ezt az áramkört csak nehezen és drágán lehet beszerezni. Az általam ismert európai árak 17 és 32 Euró között mozognak - ez több, mint a kijelzőket és dobozt leszámítva az összes többi alkatrész ára együttesen!
  
  Az világos, hogy miért alkalmazott ilyen IC-t a MiniBOX tervezője. A központi processzor, a PIC16F628-as áramkör csak max. 16 külső jelkapcsolattal rendelkezik. Ebből egyet az órajel bemenete, hármat a Loconet® bemenő jelek, egyet a Loconet® kimenő jele foglal le. Hét láb látja el a 4x4-es klaviatúra jeleit - ha a HC138-as dekóder IC nem lenne ott, 8 lábra lenne szükség. Egy 4-számjegyes, 7-szegmenses kijelző csatlakoztatásához 12 kimenetre lenne szükség. A processzoron ennyi már nincs. Emiatt keresett a tervező egy áramkört, amit mindössze 3 soros jellel lehet vezérelni. Azokat is közösen használja a klaviatúrával.
  
  Hogy lehetett volna elkerülni a drága és ritka áramkör használatát? Szerintem két megoldás is lett volna. Egyrészt a PIC16F628-as helyett egy nagyobb, pl. 28 lábú PIC processzort tervezhetett volna be. Ennek több kimenete lévén a többi feladat teljesitése mellett a kijelzőt is meg tudná hajtani. Az ilyen PIC processzorok ugyan drágábbak, mint a 18 lábúak, de az árkülönbség még mindig csak egy töredéke a MAX7219CNG árának A másik megoldás az lehetett volna, ha berakott volna a meglévő mellé egy másik PIC16F628-as processzort. Ez, megfelelően programozva tökéletesen elláthatná a MAX7219CNG feladatát és sokkal kevesebbe kerül, könnyen hozzáférhető.
  
  Sajnos a meglévő kapcsolást még áttervezni sem lehet egy olcsóbb, könnyebb megoldásra. Ugyanis, ahogy itt az első pontban is szerepel, a tervező nem hozta nyilvánosságra a PIC forráskódját. A MAX7219CNG pedig egy bonyolult áramkör, számos funkcióval, kiterjedt beállítási lehetőségekkel. A program ismerete nélkül szinte lehetetlen lenne kideríteni, hogy ebben a kapcsolásban pontosan milyen üzemmódokban használják. Enélkül viszont az áttervezés egy be nem látható bonyolultságú feladat lenne, amibe a belefektetett munka egész biztosan nem térülne meg.

A hozzáférhető dokumentumok mindemellett közérthetők, a PDF formátumban közreadott NyÁK rajzok alapján elvileg lehetséges gyártófilmeket készíteni. A programokat az általánosan hozzáférhető PIC programozó készülékek elfogadják és eredményesen beprogramozzák.

Hozzá kell még tenni, hogy a fejlesztő a honlapján a készüléket igen tömören írja le, így nem bocsátotta közre azt a nyilván nagy menyiségű tapasztalatát, amit a tervezés, gyártás és a készülék "felélesztése" során egybegyűjtött. Kár, mert igen hasznos lehetne azok számára, akik maguk szeretnének MiniBOX-ot készíteni.

A Mészáros Péter-féle változat

Az Interneten fellelhető másik legismertebb MiniBOX változatot a Szlovákiában élő Mészáros Péter publikálta. Ô áttervezte az eredeti MiniBOX-ot. Az alkatrészek többségét megtartotta, tehát ez a MinBOX a kapcsolás szintjén azonos a norvég eredetivel. Mivel a program forráskódja nem ismert, abban természetesen nem lehetett változtatásokat végrehajtani. Ez a változat elsősorban a kivitel formájában tér el az eredetitől:

A norvég eredetivel ellentétben az ellenállások is hagyományos, furatba szerelt kivitelűek. Ez persze a NyÁK újratervezésével járt. Az új lap mérete is megváltozott, valamivel nagyobb lett és hosszúkás formájú. Egy gyári, Szlovákiában bizonyára könnyen beszerezhető műanyag doboz által behatárolt méretekben készült a terve.
Ebben a változatban a kijelzőt meghajtó MAX7219CNG IC az alaplapon kapott helyet. Ha jól lehet érteni a terveket, egy meghatározott gyártmányú 4 jegyű kijelzőt egyenesen az alaplap foglalatába lehet bedugni.
Ha a kapcsolási rajzon nem is lett megváltoztatva, a szlovák nyelvű alkatrész listában már az L293B híd-meghajtó áramkör szerepel az SN754410 helyett.

Sajnos ez a változat sem mentes minden problémától.

Az alkatrész jegyzék a norvég eredetihez képest új számozást kapott. Ez megnehezíti a két változat összehasonlítását.
A NyÁK terv és a kapcsolási rajz nem azonos változatot mutat be! A kijelző-meghajtó MAX7219CNG IC az alaplap kapcsolási rajzán nem szerepel, hanem az alaplaphoz egy 5 pólusú csatlakozóval kapcsolódó kijelző lapra van szerelve. A NyÁK-on viszont az alaplapon található, a kijelző csatlakozója pedig 12 pólusú.
Egy kis zavart okozhat az a tény, hogy a szabályozatlan tápfeszültség nagyfrekvenciás szűrésére alkalmazott C6-os kondenzátor helyén a kapcsolás 4 kondenzátort használ (C6IA, C6IB, C6OA, C6OB). Feltehetőleg a méret csökkentése és a hatékonyabb szűrés igénye vezette ezt a megoldást. A kapcsolási rajzon mindenesetre csak egy C6-os kondenzátor szerepel, az alkatrész listán viszont már négy.
Az Interneten PDF formátumban publikált NyÁK rajz - talán nem véletlenül - nem alkalmas maratási megvilágító film készítésére, mert a csatlakozóknál hibás szimbólumokat is tartalmaz. Ezt egy PDF rajzról eltűntetni szinte lehetetlen. Ezért határoztam úgy, hogy a NyÁK-ot újrarajzolom.
Az újratervezés során derült ki ennek a változatnak a legnagyobb problémája. Ha házilagosan készítjük el a NyÁK-ot, nem számolhatunk azzal, hogy a furatok belső galván bevonatot kapnak, azaz villamos összeköttetést létesítenek a NyÁK felső ("alkatrész) és alsó ("forrasztási") oldala között. Mivel a terv két oldalas, az átmeneteket vagy erre a célra szolgáló furatba ("via") beforrasztott huzal darabokkal lehet megvalósítani, vagy pedig ott, ahol a furatba alkatrész lába kerül, ezt mindkét oldalon forrasztjuk. Ez könnyen megvalósítható a hagyományos alkatrészeknél, ellenállásoknál, kondenzátoroknál, tranzisztoroknál. Valamivel nehezebb az IC-knél, itt arra van szükség, hogy - mint a Mészáros-féle NyÁK terven is - az IC lábak a számára nem kerek, hanem ovális, felülről is könnyen forrasztható "pad" legyen betervezve.

Ez az út azonban nem járható egyes csatlakozóknál! Az RJ12-es csatlakozó lábait sehogy sem lehet "fölülről", a csatlakozó teste alatt forrasztani! Ez ennek a tervnek talán a legnagyobb hibája.

Mindezek miatt úgy döntöttem, hogy ezt a NyÁK tervet módosításokkal újra rajzolom.

Az új terv

Az újratervezés során a Mészáros Péter féle NyÁK-tervtől csak az alkatrészek pontos elhelyezésében tértem el. Az alkatrészek elrendezése kis változtatásokkal az eredeti maradt. Emiatt ezt nem lehet új tervnek nevezni, hanem az előző egy új változátának.

Ugyanakkor a kapcsolásban is végrehajtottam kisebb változtatásokat.

Elhagytam a kapcsolásból az olvadó biztosítékot. Aki foglalkozott elektronikával az tudja, hogy ezeknek szinte semmi értelme nincs. Rövidzárlat esetén az apró elektronikai alkatrészek ugyanis sokkal hamarabb kiégnek, mint egy olvadó biztosíték.
Elhagytam a PIC helyi átprogramozására szolgáló 10 pólusú ISP csatlakozót (J3). Mivel a PIC programjának a megváltoztatására igen csekély az esély, programozó csatlakozóra semmi szükség nincs. De a PIC amúgy sem lesz beforrasztva, foglalatba kerül, tehát abból kivéve bármikor újra lehet programozni egy programozó készülékkel.
Az eredeti MiniBOX-hoz olvasható egy megjegyzés, miszerint a jelenlegi PIC processzorokkal a nagyobbik PIC órajelét a kisebbik nem tudja biztosítani, ahogy az az eredeti tervben szerepelt. A békesség kedvéért beterveztem egy kvarc órajel generátort is a kapcsolásba.
Mivel semmi esély nem volt arra, hogy a Szlovákiában beszerzhető négyjegyű kijelzőhöz hozzáférjek, ellenben a fiókomban volt éppen 4 darab 7-szegmenses LED-es kijelzőm, a csatlakozót átterveztem szokásos két soros IDC csatlakozóra.
A jelvezetékeket lehetőség szerint átraktam a forrasztási (alsó) oldalra. Mivel a csatlakozók kivétel nélkül az alsó oldalon vannak (a NyÁK a kész dobozban "fejjel lefelé" áll), az ezekhez csatlakozó vezetékeket viszont a forraszthatóság kedvéért a felső oldalra helyeztem. Ez sajnos azzal járt, hogy az RJ12-es hálózati csatlakozó környékére néhány extra furatot kellett betervezni, amelyek a jelek átvitelére szolgálnak a NyÁK egyik oldaláról a másikra.

A NyÁK terv készítésére a nyílt forráskódú GEDA-PCB tervező programot használtam. Ennek a PDF kimenete szolgált a maratófilm levilágítására.

Az áramkör megépítése

A teljes áramkörnek csak az "alaplap" része került maratott NyÁK-ra, a kijelző egység és a nyomógomb panel furatrácsos protó kártyára került. Ezeknek a huzalozása VERO forrasztott huzalozó készlettel történt. A nyomógomb panel az eredeti tervekkel ellentétben nem kész telefongomb mezőt tartalmaz, hanem egyedi nyomógombokból lett kirakva. Ezeken a gombokon feliratos ablak található, amibe a gomb funkciójának a rövidített jele került. A gombokat a telefongomboknál ergonómikusabban lehetett elrendezni, külön csoportban a számok és megfelelő elrendezésben a funkció gombok. A nyomógomb panel először csatlakozósorral került az alaplappal összeköttetésbe, de ez a megoldás túl magasnak bizonyult. Ezért rövid, flexibilis huzalok lettek beforrasztva. Íly módon a nyomógomb panel a bemérés, összeszerele idejére egyszerűen kihajtható. A kijelző panel sima dupla csatlakozó sorral fel van tűzve az alaplapra.

Az alap áramkör két oldalas maratással készült. Az IC-k a kvarc órajel-generátor és az L293B híd-meghajtó áramkör kivételével foglalatba kerültek. Az előbbinek csak 4 lába van, ennek egy foglalat nem adott volna kellő mechanikai tartást, az utóbbinál a középső lábak hőelvezetésre is szolgálnak, ezeket tanácsos a jobb hőátadás érdekében közvetlenül a NyÁK lapra beforrasztani. A 3,3V-os referencia feszültséget beállító 27,0 K, 39,0 K osztó helyett egy apró potenciométert forrasztottam be.

A megépítés során derült ki, hogy az RJ12-es csatlakozó adatlapja a kereskedés honlapján hibás volt, a csatlakozó mechanikai rajzát megtükrözve ábrázolja! Ez azt jelentette, hogy a cikkcakkosan elhelyezett kivezetések iránya a NyÁK-on fordított lett a csatlakozóhoz képest. Első gondolatom az volt, hogy a csatlakozót a másik oldalról, tehát nem a forrasztási, hanem az alkatrész oldalon szerelem be. Ez azonban pont azt a forrasztási problémát okozta volna, ami miatt átterveztem a NyÁK-ot! Így nem maradt más, mint a csatlakozót kellett fűrész és vágókorong segítségével átbarkácsolni.

Bemérés

Az áramkör bemérése fokozatosan történt, először a foglalatba helyezett IC-k nélkül, a feszültségek és az egyes áramkörök tápellátásának ellenőrzésével. Majd a PIC processzorok következtek, ezek után a kijelző meghajtó IC és a kijelző. Mikor a processzorok elindultak, a kijelző működött, akkor lett a Loconet® erősítője berakva. A bemérés során mind a kijelzőben, mind a nyomógomb panelen érintkezési hibákat kellett elhárítani, de ezeket a kiadandó jelek ismeretében egyszerű volt megtalálni.

Mivel FRED-em nincs, a Loconet® funkciókat csak dekóderek programozásával lehetet tesztelni, ehhez azonban meg kellett építeni az ACK-detektort is.

Az ACK-detektor

Ez az apró áramkör arra szolgál, hogy a detektorok kiolvasásánál a kapott jeleket a Loconet®-re továbbítsa. A MiniBOX csak így tudja ki is olvasni a dekódereket. Dekódert beprogramozni enélkül is lehet, de ha nem tudjuk kiolvasni amit beírtunk, a programozás csak próba-szerencse alapon történhet.

Az ACK-detektor egy apró egy oldalas NyÁK-ra került. A tápellátása a MiniBOX sínkapcsolatáról történik. A bemenete a MiniBOX sín kimenetére csatlakozik, a kimenete a programozósínre, tehát valójában programozáskor a MiniBOX és a programozósín között helyezkedik el. A másik kimenete a Loconet®-re küldi a dekóder általa észlelt jeleit.

Ennek megépítése semmi problémát nem okozott és az áramkör a bekötés után azonnal működött.

Képek

A kész MiniBOX nyomógomb-panellel, kijelzővel. Már csak a doboz hiányzik.

A szerelt NyÁK felülről. Jól látszik, hogy a csatlakozók mind az alsó, "forrasztási" oldalra vannak szerelve.

Az alaplap készre szerelve. A rézlap a feszültség stabilizátorok hűtésére szolgál.

Az alaplap alulról. A negatív tápfeszültség nagy felületű hozzávezetéseinél sajnos lemaradt a tervből a külső és a belső "sziget" összeköttetése. Ezt egy beforrasztott vastag dróttal kellett pótolni.Viszont az alig látszik, hogy az RJ12-es csatlakozók át lettek alakítva.

Az ACK detektor apró NyÁK-ja.

Az ACK detektor alsó oldala.

Az RJ12-es csatlakozó átalakítása. A kívül lévő lábakat bevágással belülre, a belsőket kiemelve kívülre kellett áthelyezni.

A kész Minibox bedobozolva. A doboz egy kicsit nagy, talán egy tápegység is beleférne. Később kapott egy kapcsolót, amivel az ACK detektort le lehet választani az áramkörtől. Ugyanis volt arra példa, hogy menet közben valahogy "beleszólt" a DCC kommunikációba.

Vissza a Elektronikai Projektek Oldalra

Vissza a Modellezés Kezdő Oldalra