Decoder accessori Modeltreno art.66001

Questo decoder accessori e' compatibile con il formato Motorola (vedi la descrizione del formato elettrico nel manuale del circuito integrato MC145027). Il decoder si presenta esternamente in questo modo:

Una volta aperto il circuito si presenta così (sono gia stati riportati i riferimenti dei componenti come indicati sullo schema elettrico):

Il circuito e' piuttosto semplice ed e' riassumibile nello schematico (anche allegato in formato PDF):

Il segnale proveniente dalla centralina (formato Motorola) entra dai connettori J1 o J6, pin 1 e 2. I due diodi D1 e D2 servono per selezionare e raddrizzare la sola semionda che si presenta agli ingressi con polarita' positiva sul terminale con il pallino marrone e negativa sul terminale con il pallino rosso. Il terminale E di J1 e' utile se si vuole connettere una alimentazione separata per i soli comandi degli accessori infatti il filo di ritorno dalle uscite di potenza collega tutti i centrali (pallino giallo) degli scambi o altri accessori e quindi torna verso il diodo D1. Il pilotaggio degli accessori avviene sul lato alto, quindi i transistor di uscita sono di tipo PNP e il centrale (comune) del collegamento accessori e' connesso al punto negativo del circuito (diodo e terminale con il pallino rosso di J1-J6). Il circuito di potenza (transistor Q1-Q8) e la parte digitale hanno il positivo in comune, quindi le due alimentazioni possono essere diverse e la logica continua a pilotare correttamente i transistor darlington PNP. Il metodo di pilotaggio e' abbastanza originale: viene usato un multiplexer analogico (CD4051) che mette in connessione (su comando dei pin A,B e C) un pin comune (il numero 3 - X) a uno dei pin collegati alle basi dei transistor. Da questo deriva che questo decoder potra' azionare solamente un'uscita per volta dal momento che il multiplexer analogico mette in collegamento una sola uscita per volta al comune. Il comune del multiplexer e' collegato attraverso una resistenza al negativo e questo garantisce che il transistor selezionato conduca correttamente. Il comando al multiplexer viene dato dal decodificatore MC145027 che decodifca il protocollo motorola (che arriva attraverso il pin 9 -DIN), lo confronta con l'indirizzo impostato sui dip switches e se corrisponde ne inoltra 4 bit sugli ingressi del multiplexer (3 sull'indirizzamento e uno sulla disabilitazione globale). Unica cosa da notare e' che il decoder usa 4 fili per impostare questo indirizzo (il quinto A5 non e' usato) che possono essere a 3 livelli 0,1 o OPEN. I 4 indirizzi del decoder (A1..A4) sono connessi rispettivamente ai dip switch 1,2 - 3,4 - 5,6 e 7,8 che ne impostano lo stato secondo questa tabella:

• Livello logico 0 se il primo dip-sw e' ON
  
• Livello logico 1 se il secondo dip-sw e' ON
  
• Livello logico "OPEN" se tutti e due sono OFF (indicato con Z)
  
• Notare che se i dip-SW son entrambi ON avviene un corto tra alimentazione e negativo (!) quindi evitare questa combinazione

La possibilita' di avere 3 livelli su 4 bit rende possibile codificare 3^4=81-1 = 80 combinazioni (o decoder) che pilotano quindi 80*4=320 accessori. Le sequenze di settaggio dei di switches sono 0->1->OPEN, quindi riportando solo l'inizio della tabella degli indirizzi:

S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	Stato	Indirizzo
OFF	ON	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	1000	1
OFF	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	Z000	2
ON	OFF	OFF	ON	ON	OFF	ON	OFF	0100	3
OFF	ON	OFF	ON	ON	OFF	ON	OFF	1100	4
OFF	OFF	OFF	ON	ON	OFF	ON	OFF	Z100	5
ON	OFF	OFF	OFF	ON	OFF	ON	OFF	0Z00	6
OFF	ON	OFF	OFF	ON	OFF	ON	OFF	1Z00	7
OFF	OFF	OFF	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ZZ00	8

e così via...

Pilotare i segnali bassi di manovra (marmotte)

Il firmware del decoder per segnali Italiani, a partire dalla versione 2.2, puo' pilotare anche due segnali bassi di manovra (marmotte). La connessione dei LED della marmotta al decoder e' la seguente:

Come si vede dalla figura le marmotte devono essere dotate di 3 LED indipendenti. Il decoder a questo punto puo' pilotare i tre aspetti che si vedono subito sopra: via impedita sia per movimenti di treni
che di manovre (luci in orizzontale), via libera che autorizza il movimento di
un treno da un binario con segnale di partenza comune ad un fascio di binari (luci verticali lampeggianti) e via libera per movimento di manovra con via impedita per movimenti di treni (luci verticali fisse).

Comandare gli accessori con Intellibox

Questo post e' un aiuto per chi vuole comandare il decoder accessori da questa diffusissima centrale digitale. Sono presentate le CV da settare nel decoder accessori e i comandi da inviare dalla centrale per ottenere gli effetti desiderati.

UHLENBROCK Intellibox

Come faccio a comandare gli accessori?

Gli accessori si comandano attraverso i 16 tasti della tastiera centrale quando l'IBX e' in modalita' "Keyboard". L'associazione con i tasti e i diversi accessori e' questa: Tasto "1" ---> Uscita 1 sul decoder di indirizzo X Tasto "4" ---> Uscita 2 sul decoder di indirizzo X Tasto "2" ---> Uscita 3 sul decoder di indirizzo X Tasto "5" ---> Uscita 4 sul decoder di indirizzo X Tasto "3" ---> Uscita 5 sul decoder di indirizzo X Tasto "6" ---> Uscita 6 sul decoder di indirizzo X Tasto "C" ---> Uscita 7 sul decoder di indirizzo X Tasto "+" ---> Uscita 8 sul decoder di indirizzo X Tasto "7" ---> Uscita 1 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "<-" ---> Uscita 2 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "8" ---> Uscita 3 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "0" ---> Uscita 4 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "9" ---> Uscita 5 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "->" ---> Uscita 6 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "Invio" ---> Uscita 7 sul decoder di indirizzo X+1 Tasto "v" ---> Uscita 8 sul decoder di indirizzo X+1

A quale indirizzo comando gli accessori?

Gli indirizzi da comandare si modificano premendo il tasto "Menu", in modalita' "Keyboard", digitando un nuovo indirizzo e premendo "Invio" (il tasto rosso a fianco del "9") oppure premendo le frecce verso destra (per incrementare) o verso sinistra (per decrementare) l'indirizzo di 8 unita' cioe' per passare ai due decoder successivi. Ogni decoder accessori copre 4 indirizzi della IBX quindi se il decoder e' programmato con CV1=1 e CV9=0 (default) le uscite si controlleranno settando sulla IBX gli indirizzi Ind.: ...1 - 8 e usando il gruppo di tasti "1"..."+" se invece il decoder e' programmato con CV1=2 e CV9=0 le uscite si controlleranno settando sulla IBX gli indirizzi Ind.: ...5 - 12 e usando il gruppo di tasti "1"..."+" in generale l'associazione tra indirizzo decoder e indirizzo IBX sara' la seguente: Indirizzo decoder: X => Indirizzo IBX: (X-1)*4+1 ... (X-1)*4+4

Come posso comandare le luci del plastico?

L'IBX e' una centrale che invia solo i comandi di attivazione degli accessori, non quelli di disattivazione. Per poter comandare ON/OFF una singola uscita si deve usare la modalita' toggle cioe' attivazione/disattivazione consecutiva dell'uscita stessa ogni volta che si preme un tasto. Per far questo si impostino sul decoder le seguenti CV: CV33=1 (reset del decoder per comando delle uscite singole) CV80=1 (modalita' toggle) CV81=100 (il tasto rimane premuto al massimo 1 secondo) Ad ogni pressione (aspettare almeno 1 secondo tra due pressioni consecutive) di un tasto la luce del plastico si accendera' e spegnera' sequenzialmente. Si ricordi comunque di collegare LED o lampade al decoder come indicato in questo post.

Come posso comandare gli scambi dual coil senza fine corsa (tipo PECO o simili)?

In questo caso si devono settare i decoder per dare un impulso temporaneo alla bobina del decoder che si vuole attivare: CV33=3 (reset del decoder per comando impulsivo di 300ms) CV80=2 (modalita' con disattivazione automatica del tasto...) CV81=48 (... dopo 480ms) Nel caso si voglia cambiare la durata dell'impulso di attivazione si ricordi di cambiare il valore della CV3..CV6. Si ricordi comunque di collegare lo scambio al decoder come indicato in questo post.

Come posso comandare gli scambi dual coil con fine corsa (tipo FLEISCHMANN o simili)?

In questo caso non serve un impulso temporaneo alla bobina del decoder che si vuole attivare, basta anche un'uscita continua: CV33=2 (reset del decoder per comando continuo) CV80=2 (modalita' con disattivazione automatica del tasto...) CV81=48 (... dopo 480ms) Si ricordi comunque di collegare lo scambio al decoder come indicato in questo post.

Come posso comandare gli scambi ad azionamento lento (tipo TORTOISE)?

Il tipo di azionamento e' uguale a quello dei decoder PECO, infatti il motore del decoder deve essere azionato e poi spento a fine corsa, con un tempo di attivazione di 3 secondi: CV33=3 (reset del decoder per comando impulsivo di 300ms) CV80=2 (modalita' con disattivazione automatica del tasto...) CV81=48 (... dopo 480ms) CV39=15 (base dei tempi 15ms) CV3=200 (durata impulso di attivazione 15*200=3000ms - uscite 1/2) CV4=200 (durata impulso di attivazione 15*200=3000ms - uscite 3/4) CV5=200 (durata impulso di attivazione 15*200=3000ms - uscite 5/6) CV6=200 (durata impulso di attivazione 15*200=3000ms - uscite 7/8) Si ricordi comunque di collegare il motore al decoder come indicato in questo post.

La mia centrale non comanda gli accessori. Come mai?

La Intellibox e' una centrale multiprotocollo (cioe' gestisce piu' tipi di protocolli digitali come Motorola, Selectrix...) quindi va selezionato anche per gli accessori il protocollo giusto. Dopo aver acceso la centrale eseguire questa sequenza: 1. "menu" 2. "mode" 3. "Freccia in basso" fino che non appare "Disp elettrom" 4. "Freccia a destra" 5. "Freccia in basso" fino che non appare "Tipo Preval." 6. "Freccia a destra" 7. "Freccia in basso" fino che non appare "DCC" 8. "Invio" 9. "menu" In questo modo i decoder accessori verranno comandati usando il protocollo DCC.

Non riesco a programmare le CV. Cosa devo fare?

La Intellibox ha diversi protocolli di programmazione, va quindi selezionato quello giusto: 1. "mode" fino che non appare "Modalita' Programmazione" 2. "menu" 3. "Freccia in basso" fino che non appare "Programm. DCC" 4. "Freccia a destra" 5. "Freccia in basso" fino che non appare "Prg a CV(byte)" 6. "Freccia a destra" 7. "inserire l'indirizzo della CV da modificare" 8. "Freccia a destra" 9. "inserire il nuovo valore della CV" 10. "Invio" 11. "menu" 12. "mode" fino che non appare "Modalita' Keyboard" Per leggere le CV e' sufficiente premere "Invio" senza inserire un nuovo valore della CV, a questo punto l'Intellibox leggera' la CV. I punti 3 e 5 devono essere eseguiti solo per la prima CV, poi l'Intellibox ricordera' il settaggio fino al suo spegnimento.

Azionare scambi a doppia bobina

Questi scambi sono sicuramente i piu' comuni sul mercato per la loro semplicita' costruttiva e il loro costo relativamente basso. Si dividono in scambi con fine corsa elettrico (Fleischmann, Roco...) e senza fine corsa (Peco...). I tipi con il fine corsa hanno un meccanismo che toglie l'alimentazione alla bobina una volta che lo scambio ha raggiunto la fine della corsa meccanica, impedendo così surriscaldamenti e bruciature della bobina stessa: questi possono essere attivati con un impulso lungo indefinitamente senza paura di rotture. I tipi senza fine corsa non hanno il meccanismo che toglie l'alimentazione quindi ci deve pensare il decoder dopo un tempo ragionevole per consentire lo scatto ma che impedisca il surriscaldamento della bobina.



I collegamenti elettrici sono mostrati in figura, i settaggi nel caso dei due tipi di scambi sono i seguenti:

Per scambi con fine corsa elettrico (Fleischmann, Roco...)

CV33 = 2
Si veda quindi questo post per configurare le CV80 e CV81 a seconda della centrale in uso.


Per scambi senza fine corsa elettrico (Peco...)

CV33 = 3
La durata dell'impulso di defualt e' 300ms (CV3,CV4,CV5 e CV6=30). Nel caso si voglia cambiare questo intervallo, cambiare queste CV oppure la base dei tempi (CV39=10) che di default e' fissata a 10ms.
Si veda quindi questo post per configurare le CV80 e CV81 a seconda della centrale in uso.

Decoder per luci di fine convoglio

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Questo decoder sara' realizzato in due versioni, una per digitale DCC e una per analogico. Nella versione per trazione analogica saranno possibili due alternative, la prima alimentata a batteria e la seconda alimentata dai binari. Ecco le caratteristiche salienti:

• Lampeggio sincrono o asincrono
• Spegnimento automatico (time out) per versione a batteria
• Decoder funzioni standard per versione DCC
• Alimentazione a batteria a lunga durata
• Accensione / Spegnimento via contatto reed
  

Alimentazione a Batteria
Questa configurazione e' per chi non vuole (o non puo') mettere prese prendicorrente al suo vagone. La batteria al litio da 3V avra' una durata molto lunga (8mesi - 1anno) per un uso normale. La attivazione e disattivazione avviene avvicinando al vagone una piccola calamita che va ad agire su una ampollina reed. La programmazione del decoder avviene sempre attraverso la calamita. Le luci continueranno a lampeggiare anche a convoglio fermo.

Alimentazione "Analogica"
Questa configurazione e' praticamente analoga alla precedente con la differenza che a convoglio fermo le luci rimarranno spente.In questo caso la batteria non serve, quindi il decoder puo' essere tagliato alla linea indicata nel disegno per avere dimensioni minime (12x14mm)

Alimentazione digitale "DCC"
Anche in questo caso la batteria non serve, quindi il decoder puo' essere tagliato alla linea indicata nel disegno per avere dimensioni minime (12x14mm). Il decoder sara' visto dalla centrale come un decoder funzioni standard.

Prezzo previsto: 10-12€.

Pilotaggio LED e lampade

Il pilotaggio dei diversi sistemi di illuminazione e' sicuramente una delle funzioni principali dei decoder accessori usati nei plastici. I LED e le lampade sono dispositivi molto diversi dal punto di vista del pilotaggio, infatti il LED deve essere pilotato con una corrente mentre la lampadina con una tensione. Il LED e' un particolare tipo di diodo e quindi la tensione ai suoi capi varia poco a fronte di grandi variazioni della corrente mentre la lampadina e' una resistenza che segue approssimativamente la legge di Ohm.

La connessione al decoder per LED e lampade e' di questo tipo:

---

LED

Il pilotaggio con una corrente del LED avviene tramite l'inserimento di una resistenza R tra l'uscita del decoder e il LED stesso. Il catodo (-) del LED deve essere sempre rivolto verso l'uscita e l'anodo (+) verso il positivo comune. Il calcolo della resistenza da inserire nel circuito e' molto semplice:

Se Valim e' la tensione in uscita dal decoder, Vled e' la tensione ai capi del LED acceso e Imax e' la corrente massima nel LED si ha:

R = (Valim-Vled) / Imax

La Vled cambia a seconda del tipo di LED (essenzialmente a seconda del colore). Tensioni dirette tipiche dei LED sono elencate in questa tabella:

Colore	Vled
Rosso	1,8V
Verde	2,0V
Giallo	1,9V
Bianco	3,0V
Blu	3,2
Arancio	2,0V

Quindi considerando una Imax tipica di 10mA (si puo' andare da 5mA a 20mA) e una Valim di 15V e un led bianco la R sara':

R = (15-3) / 0,01 = 1200 Ohm

Quindi per variare la corrente nel LED (attenuarla) si dovra' agire sulle CV56..CV63 che parzializzano la tensione di uscita e in particolare considerando la sola uscita 1 controllata dalla CV56:

CV56	Corrente
0	0,00 mA
1	0,62 mA
2	1,25 mA
3	1,87 mA
4	2,50 mA
5	3,12 mA
6	3,75 mA
7	4,37 mA
8	5,00 mA
9	5,62 mA
10	6,25 mA
11	6,87 mA
12	7,50 mA
13	8,12 mA
14	8,75 mA
15	9,37 mA
16	10,00 mA

---

LAMPADA

Il pilotaggio delle lampade puo' essere fatto senza nessuna resistenza dal momento che la lampada e' pilotata con una tensione. Attenzione pero' che la lampada ha una tensione operativa massima (che dipende dal tipo) e non deve essere superata pena la distruzione della lampada. A questo punto ci sono due alternative:

1. Alimentare il decoder con la tensione massima della lampada
2. Alimentare il decoder con una tensione superiore e agire sulle CV56..63 per parzializzare tale tensione

Considerando una tensione di uscita del decoder di 16VDC si ha la semplice tabella

CV56	Tensione
0	0 V
1	1 V
2	2 V
3	3 V
4	4 V
5	5 V
6	6 V
7	7 V
8	8 V
9	9 V
10	10 V
11	11 V
12	12 V
13	13 V
14	14 V
15	15 V
16	16V

che permette di usare tutte le lampadine in commercio con una tensione di alimentazione del decoder piu' alta di quella massima delle lampadine stesse.

Connettori dei servocomandi

I servocomandi in commercio hanno diverse piedinature ai connettori per cui bisogna fare molta attenzione per non rischiare funzionamenti errati o addirittura rotture del servocmando e/o del decoder. I connettori sono tutti a 3 pin in linea con passo 2.54mm, quindi compatibili con il decoder per servocomandi di cui ricordo la posizione dei contatti:

I servocomandi piu' diffusi in commercio hanno questi connettori:

Ben ritrovati!!!

Dopo un lungo periodo di quasi un anno, durante il quale ho prodotto industrialmente alcuni decoder presentati ora su www.oscilloscopio.it, eccomi di nuovo a riprendere l'attivita' su questo blog. Gli aggiornamenti saranno settimanali e verranno presentati i nuovi sviluppi in corso, che al solito sono gia' moltissimi...

Ciao a tutti,

Davide

Indirizzi Utili

Un po' di indirizzi utili per il modellismo ferroviario, scovati da segnalazioni di amici o girovagando direttamente sul web. In questo sito:

http://www.letrainmagique.com/

si trova un po' di tutto per quel che riguarda la meccanica dei treni in tutte le scale. Le cose piu' interessanti trovate sul sito sono:

1. Lastre fotosensibilizzate per incisione (link)
2. Viti di tutte le dimensioni, anche le M1 !!!
   
3. Carrelli motorizzati (link)
   
4. Strisce in bronzo fosforoso per lamelle prendicorrente (link)
5. Motoriduttori per accessori/effetti sul plastico (link)
   

L'acquisto puo' essere a mezzo carta di credito o bonifico bancario, le spese di spedizione accettabili, unica pecca che e' tutto in Francese anche se si puo' inviare una e-mail in Inglese o Tedesco...

Funzionamento decoder in analogico (2)

La corrente di scarica si puo' calcolare abbastanza semplicemente dall'assorbimento dei LED (assorbimento principale) piu' l'assorbimento del PIC e degli altri circuiti. Ecco un bilancio nel caso peggiore in assoluto (cioe' 12 LED bianchi accesi alla massima luminosita'):

LED: 12*(9V-3V)/330 Ohm= 218mA
PIC: 20mA
Drivers e luci di coda: 5mA

Quindi il decoder si puo' pensare (semplificando) come un carico costante di massimo 250 mA. Per la corrente di carica bisogna stimare la resistenza dei diodi del ponte quando sono in continua e per fare questo ci si deve basare su quanto scritto sul data sheet. Altra limitazione alla corrente di carica e' la resistenza interna (ESR) dei condensatori al tanatalio. Difficilmente la corrente di carica potra' essere superiore a 2-3 volte la corrente nominale dei diodi, quindi si puo' considerare una corrente di carica impulsiva nominale di 4A (i diodi sono da 2A). A questo punto considerando che il rapporto tra le correnti e' 4A/0.25A = 16 si capisce che il minimo PWM a cui si accenderanno i LED sara' 1/16 e tradotto in tensione media all'uscita del regolatore

V(on) = 12V/16 = 0.75V

In definitiva il decoder si accendera' a 0.75V (ovviamente a questa tensione il motore e' ancora fermo) e si potra' implementare anche in analogico una funzione (e quindi una posizione sul regolatore) di "treno fermo con le luci accese".

Funzionamento decoder in analogico

I decoder DCC per illuminazione che si trovano sul sito www.oscilloscopio.it possono funzionare indifferentemente sia in analogico che in digitale. Ovviamente il funzionamento in analogico presuppone che la tensione di alimentazione sia maggiore del regolatore che alimenta sia il PIC sia i LED. Il regolatore che alimenta i PIC e' a 5V, mentre quello per i LED e' a 9V quindi nel caso di alimentazione "lineare" cioe' NON PWM le luci si inizieranno ad accendere da 5V, aumentera' la loro intensita' e arrivera' "a regime" sopra i 9V, il che chiaramente e' abbastanza irrealistico. Nel caso invece si alimenti il tutto con un PWM come ormai nel 90% dei regolatori analogici il tutto cambia notevolmente. Il ponte a diodi in ingresso al decoder e la batteria di condensatori di filtro, creano di fatto un rivelatore di picco che tende a rimanere carico alla tensione massima dell'onda del PWM a meno della corrente drenata da PIC, LED e altri circuiti di controllo (ad esempio i drivers dei LED). A questo punto il bilancio diventa tra quanta carica viene immessa nei condensatori (alimentazione) e quanta viene sottratta (LED, PIC...).

Partendo dalla carica/scarica dei condensatori: I*DT=C*DV

Si vede che la parte C*DV rimane costante e quindi si semplifica nel bilancio di carica all'equilibrio:

Ic*DTc = Is*DTs

Dove Ic e' la corrente di carica, DTc e' il tempo di carica (tempo nel ciclo PWM in cui il segnale e' alto), Is e' la corrente di scarica e DTs e' il tempo di scarica (tempo nel ciclo PWM in cui il segnale e' basso). A questo punto bisogna stimare queste quattro grandezze: i tempi si possono facilmente misurare, la corrente di scarica e' calcolabile anche a tavolino, mentre la corrente di carica e' la vera incognita che dovremo calcolare.

Sviluppo nuovi stampati (3)

Sono arrivati anche gli stampati dei decoder illuminazione per le vetture in scala H0. Lo sviluppo era partito alcune settimane fa, documentato proprio su questo blog. Questi circuiti stampati sono ritagliati "ad hoc" per l'impiego su carrozze del tipo "Gran confort" a 8 scompartimenti (il primo in alto) per le carrozze UIC-z di prima e seconda classe (EUROFIMA - 9 e 11 scompartimenti) e per le carrozze UIC-x di prima e seconda classe (10 e 12 scompartimenti).

Questi decoder sono basati su un punto luce bicolore centrato nel mezzo di ogni scompartimento che si puo' illuminare con luce bianca o blu. In occasione della produzione di questi decoder verra' rilasciata anche una nuova versione del firmware (la 2.0) con nuove funzioni rispetto alla 1.0. Le nuovi funzioni del firmware saranno oggetto di un nuovo post a brevissimo.

Sviluppo nuovi stampati (2)

E' stato sviluppato un nuovo circuito stampato per il decoder da servocomandi. Questo stampato migliora alcune caratteristiche del vecchio decoder rendendolo piu' "funzionale" e rendendone piu' economico il montaggio. Queste sono immagini del nuovo circuito:

Le modifiche rispetto alla versione precedente sono:

1. Grazie alla nuova disposizione dei connettori per i servocomandi non sono presenti piu' ponticelli sul circuito (ce ne erano 8 o 9) rendendo il tutto piu' economico e pratico da assemblare
2. E' stato cambiato il pinout dei connettori per i servocomandi: prima il GND era in posizione centrale e alle due estremita' c'erano l'impulso di pilotaggio e l'alimentazione, obbligando, di fatto ad una ricablatura dei servocomandi mentre ora l'alimentazione e' al centro e il comando con la massa ai suoi lati, rendendolo compatibile con i servocomandi di CONRAD, GRAUPNER/JR, FUTABA, ROBBE, MICROPROP mentre necessitano un ricablaggio i servocomandi di MULTIPLEX e SIMPROP. Di seguito una immagine sulla disposizione dei contatti nei servocomandi piu' diffusi.
   

Sviluppo nuovi stampati

Sono arrivati i nuovi circuiti stampati per il decoder accessori. Questo nuova release del circuito permette di migliorare le caratteristiche del vecchio circuito. Di seguito una prima immagine dei due circuiti:

Le modifiche principali sono:

1. Eliminato il ponticello vicino al fotoaccoppiatore 6N135, ora nel circuito non ci sono ponticelli, e' un singola faccia "puro"
2. Modificata la sezione di alimentazione con un improvement sul generatore di corrente che va a caricare i condensatori di "immagazzinamento" della carica. Questo generatore di corrente sfruttava la caduta in "parallelo" su un diodo e su una resistenza per creare una corrente fissata. Sostituendo il diodo con la giunzione base emettitore di un transisitor si puo' sfruttare l'amplificazione del transistor stesso (hFE) per diminuire la corrente di bias e non causare surriscaldamenti alla resistenza di bias.
   

UPS per trazioni DCC (11)

La scelta dell'induttanza e' abbastanza critica dal momento che i magnetici sono abbastanza ingombranti e delicati. Per questo tipo di applicazione potrebbe andare bene un componente della SUMIDA il CDRH125-5R8 che puo' sopportare una corrente massima di 4A con una induttanza di 5.8uH. Questa induttanza (vedi link) e' abbastanza grande 12x12x6mm ma potrebbe essere montata dalla parte del condensatore non andando ad impattare sulle dimensioni totali dell'UPS. Altro componente con caratteristiche interessanti e' il MOS6020-472ML della COILCRAFT che ha un ingombro notevolmente minore, di soli 6x6x2.4mm.

Questo componente ha un valore di 4.7uH e una capacita' di portare corrente di circa 3A. Ultimo componente da selezionare e' il MOSFET a canale P che implementi lo switch di carica del condensatore. Per questo componente una scelta valida puo' essere il FDC658AP della Fairchild nello stesso case del canale N.

UPS per trazione DCC (10)

Gli altri componenti del sistema sono molto meno critici del PWm controller. Discorso a parte merita il MOSFET a canale N che permette la carica dell'induttanza. Questo MOSFET e' critico perche' per avere una uscita di 12V, 0.5A con il condensatore carico a 2.7V la corrente nell'induttanza (e quindi nel MOSFET) sara' circa (a meno del rendimento) di 0.5*12/2.7 cioe' approssimativamente 2-2.5A. Un componente adatto puo' essere il FDC633N di Fairchild semiconductor che nominalmente puo' portare una corrente di 5A, comunque al di sopra di quella operativa in un package molto compatto:

Questo MOSFET ha una RDS(on) di 0.04 Ohm garantendo così a 2A una caduta di soli 80mV.

I diodi non sono molto critici, sono sufficienti quelli usati nei ponti raddrizzatori dei decoder, quindi in case SMA, di tipo Schottky (rendimento migliore) con una corrente nominale continua di 2A. I condensatori ad alta capacita' si sceglieranno al tantalio solido. Il comparatore si puo' scegliere tra molti modelli CMOS (anche della stessa Microchip) in formato TSOP-6 o simile (ne esistono anche in SOT-23-5) come ad esempio il MCP6541 di cui si puo' trovare un riferimento qui. In uscita a questo comparatore si dovra' comunque mettere un transistor NPN dal momento che il gate del MOSFET canale P che implementa la carica del condensatore ha un capo connesso a 12V e quindi il condensatore non potrebbe pilotarlo direttamente.

UPS per trazione DCC (9)

Continuando la selezione dei componenti per l'UPS si deve scegliere il cuore di tutto il sistema che e' il PWM controller del DC/DC converter. Questo deve avere caratteristiche peculiari quali:

1. Case compatto a basso numero di pin
2. Alimentazione da 2.5V
3. Tensione di uscita regolabile
4. Frequenza di switching alta per avere dei magnetici compatti
   

Queste caratteristiche si trovano nel MAX5122 di MAXIM semiconductor che ha tutte le caratteristiche per poter essere usato:


Le caratteristiche salienti:

1. Case TSOP6 da 3x3mm
2. Alimentazione da 2.5 a 5.5V
3. Tensione di uscita settabile con due resistenze
4. Frequenza di switching fino a 1MHz
   

Questo componente avendo una alimentazione da 5V rende necessaria la selezione di un MOSFET per il DC/DC converter attivabile gia' a 5V (logic level mosfet).

LED a luminosita' costante per la scala N

Una possibile implementazione per il circuito di pilotaggio dei LED a corrente (e quindi a luminosita') costante e' quello proposto in questo post. Il circuito e' ottimizzato per la scala N quindi tutti i componenti e gli spazi sulla scheda sono volti ad una ottimizzazione dello spazio per ridurre al massimo gli ingombri.

Lo schema e' quello canonico, da notare che la resistenza da 56 Ohm carica il LED con una corrente costante di circa 10mA, piu' che sufficiente per una buona resa luminosa. La dissipazione sui transistor, considerando una alimentazione di circa 14-15VDC si avra' una dissipazione di 10V*10mA = 100mW che e' al limite per il contenitore del transistor usato.

Le resistenze sono 0603 e il LED 0805 mentre il transistor doppio PNP e' stato scelto il MMDT2907V in case SOT563 di dimensioni 1.7x1.7mm (!). Questo e' il link al componente. Il circuito risultante e' veramente compatto:


Le dimensioni di 7x3mm sono veramente compatte e si possono pensare di introdurre direttamente al posto delle lampadine anche nei modelli in scala N (ancor di piu' in H0).

LED a luminosita' costante

Un problema molto sentito nei modelli a trazione "analogica" e' quello del cambiamento di luminosita' delle luci al variare della tensione di alimentazione. Un modo per risolvere questo problema e' quello di costruire un piccolo circuito che mantenga una corrente costante nei LED al variare della tensione presente sui binari, cioe' un generatore di corrente. Due possibili approcci sono i seguenti:

Nella soluzione 1 si usa il fatto che la giunzione base emettitore di un transistor PNP (Q2) produce una caduta di circa 0.6V. La resistenza R1 in parallelo quindi fissera' la corrente al valore 0.6/R e questa corrente la ritroveremo uguale dentro al nostro LED. I LED solitamente si illuminano da 4-5mA fino a 15mA, quindi possiamo usare una resistenza tra 100 Ohm (6mA nel LED) fino a 39 Ohm che produce una corrente di circa 15mA. Completano il circuito Q1 che e' l'amplificatore di potenza e R2 che da il bias a Q2 e puo' essere circa 10K Ohm.

La soluzione 2 usa un regolatore di tensione lineare tipo LM317 come integrato U1. Questo circuito tra la sua uscita e ground regola una tensione di circa 1.2V: se mettiamo una resistenza tra questi due punti riusciremo ad avere una corrente di circa (1.2V/R1). Quindi ripetendo il ragionamento sulla corrente nei LED si avranno valori della resistenza tra 330 Ohm per avere circa 5mA e 81 Ohm per avere circa 15 mA.

I due circuiti sono comunque indipendenti dalla tensione di alimentazione, quindi svolgono la funzione di base che ci eravamo prefissi, pero' con alcune differenze. La soluzione 1 inizia a funzionare quando la corrente polarizza una giunzione Vbe (0.7V) e una Vcesat (0.4V) quindi a circa 1-1.1V oltre la caduta sul LED. Il secondo circuito ha bisogno di 1.2V (uscita) e circa 2V sull'ingresso dell'LM317 quindi un totale di circa 3.2V oltre la caduta sul LED. In definitiva il primo circuito iniziera' a funzionare da 2.5-3V mentre il secondo da circa 5V cosa molto importante notare che le loco di solito iniziano a muoversi ad una tensione piu' simile a quella del primo circuito che a quella del secondo.

Decoder per illuminazione (2)

Per completare i decoder per illuminazione per le carrozze in scala H0, e' iniziato lo sviluppo di 2 nuovi decoder specifici per carrozze UIC-x. Questi decoder avranno la stessa impostazione di quelli gia' presenti sul sito http://www.oscilloscopio.it/ ma saranno adattati a diverse carrozze. Il primo sara' specifico per le carrozze UIC-x di prima classe a 10 scompartimenti:

Il secondo e' per le carrozze UIC-x di seconda classe a 12 scompartimenti:

Le caratteristiche di tutti i decoder saranno:

1. Dimensioni 270x12x4mm
2. Decoder DCC standard per funzioni con segnale di ACK
3. Due LED per scompartimento, uno bianco e uno blu, dimming su entrambi i LED
4. Effetti di accensione e spegnimento (vedi sito web)
5. Possibilita' di azionare tutti i decoder del treno con un singolo tasto