Zentrale Z21PG

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Beschreibung

Modellbahn DCC Zentrale mit Netzwerk, XpressNet und LocoNet Anschluss.

Hier wird der Aufbau einer DCC Zentrale auf Basis eines Arduino MEGA [http://arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Main/ArduinoBoardMega2560 Arduino MEGA] (bei EBAY ab 12,- Euro) zur Steuerung der Modellbahn über das Z21 LAN Protokoll beschrieben. Auf den Arduino MEGA wird dazu ein Ethernet Shield mit dem W5100 Chip (bei EBAY ab 7,- Euro), aufgesetzt. Mit diesem Ethernet Shield, kann der Arduino MEGA in ein bestehendes Netzwerk integriert werden und dann über WLAN mit Handreglern oder der Computersoftware Rocrail kommunizieren.

Funktionsumfang

• Kommunikation via "Z21 LAN Protokoll" von ROCO/Fleischmann
• Anschluss über ROCO Booster 10761 mit Kehrschleifenfunktion
• S88 Rückmeldebus mit Raildata (DCC-Signal) (Arduino Simpel S88 Interface)
• DCC Eingang von einer "Fremdzentrale" (DCC mini Dekoder)
• XpressNet-Bus für LokMaus2 und Multimaus - ab Softwareversion 2
• LocoNet-Bus für FRED oder DAISY Handregler - ab Softwareversion 3

Hardware

ROCO XpressNet:
Die komfortable Modellbahnsteuerung über die Z21_mobile und den XpressNet-Bus brachte mich auf die Idee, eine eigene Zentrale zu entwickeln. Im Mittelpunkt dieser Idee stand die Absicht die umfangreiche Hardware zu reduzieren. Die Eigenbauzentrale sollte auch ein Netzwerk (APP/PC), XpressNet, S88 und ein LocoNet Interface bereitstellen.
Kurzbeschreibung XpressNet: Wenn ein preisgünstiger ROCO Booster 10761 verwendet wird, ergibt sich die Notwendigkeit eines Masters (auch als Zentrale oder Hauptknoten bezeichnet). Die Masterfunktion kann beispielsweise eine LokMaus2 oder eine Multimaus übernehmen. Der Master übernimmt die gesamte Kommunikation (Steuerung) auf dem Bus. Benutzt werden (siehe Z21 mobile - Slave am XpressNet).

Um diese oben beschriebenden Master einzusparen, wurde eine Arduino Software geschrieben, welche die Funktionalitäten einer Digitalzentrale abbildet.

Softwareversion 1:
Die Softwareversion 1 der Zentrale erzeugt im Arduino ein DCC-Signal. Es kann der MAX485 zur Kommunikation mit dem XpressNet entfallen und der ROCO Booster 10761 als reiner Booster für DCC genutzt werden.

Softwareversion 2:
Ab der Softwareversion 2 ist zusätzlich ein XpressNet-Interface implementiert. Der Arduino mit dem MAX485 als Treiber arbeitet wie eine Master (LokMaus2/MulitMaus) am XpressNet. Es können bis zu 31 XpressNet Slaves (Clients) zur Steuerung an die Zentrale angeschlossen werden.

In der unten dargestellen Schaltung ist der Aufbau der DCC-Anteuerung des ROCO Booster 10761 und das XpressNet Interface gezeigt. Am XpressNet Interface sind möglicherweise noch zusätzliche pull Up/Down und/oder eine XpressNet Bus Terminierung an der Leitung A und B notwendig (siehe XpressNet Hardware).

Arduino XpressNet Master Interface

• Arduino ROCO Booster 10761 DCC Eagle Schaltplan
• ROCO Booster 10761 mit Anschluss Lokmaus2 Master schematischer Schaltplan

Softwareversion 3:
In der Softwareversion 3 wurde die Schaltung durch einen S88 Bus, sowie mit einem LocoNet-Interface erweitert. Nun ist es möglich LocoNet-Handregler, wie den FredI, anzuschießen. Die unten dargestellte Schaltung zeigt die zusätzlich notwendige Hardware für das LocoNet-Interface.

• Arduino LocoNet Master Interface Eagle Schaltplan

Eigenbau Booster:
Ein einfacher und kostengünstiger DCC Booster mit ca. 2,2A Leistung, welcher mit dieser Zentrale verwendet werden, kann ist unter Booster2 zu finden.

Software

Die Software ist mit der Arduino IDE geschrieben.

Sketch:

• Arduino DCC Zentrale v3 Download - Variable mit beliebiger Aktivierung von Zusatzfunktionen (HTTP, S88, DCC Dekoder for MEGA, XpressNet, LocoNet for MEGA)
• Arduino DCC Zentrale v2 Download - mit zusätzlichem XpressNet Master Interface.
• Arduino DCC Zentrale v1 Download - Grundversion nur DCC, S88 und Z21 mobile.

Library:

• Arduino DCC Interface Library Download
• Arduino XpressNet Master Interface Library Download