GCA

InhoudHardwareGCA LocoNet

  • GCA Pcboards and kits



LocoNet® is a trademark of Digitrax, Inc.

door Peter Giling

Het ontwikkelen van elektronica voor de modelspoorbaan doe ik al heel lang.
Voorheen had ik daar niet echt veel tijd voor. Voor mijn werk reisde ik over de hele wereld.
Maar sinds dat niet meer aan de orde is, is er meer tijd. En gaande weg besefte ik dat de fabrieksmatig aangeleverde componenten te duur waren , niet goed werkten of beide eigenschappen hadden.
Langzaam aan begon ik te denken aan de ontwikkeling van een compleet eigen systeem. En ik was niet de enige..
Een goed voorbeeld is de website waar je nu naar kijkt: Rocrail.
Maar ook Rocrail is niets ( excusez te mot, Rob!) als er geen goed werkende hardware is.
En omdat ik al lang een enthousiast lid was van de modelgroep Venlo (MGV), kregen mijn producten de indicatie MGVxxx.
Na opnieuw geprobeerd te hebben het wiel uit te vinden, uiteraard ook met de nodige desillusies, besloot ik op advies van een ander clublid, met LocoNet te beginnen.
In feite bevinden zich in de hele MGV reeks maar een paar echte LocoNot modules.
Er volgden later nog de CBUS modules, CAn Bus communictie met als bron en voorbeeld de modules die door MERG in Engeland werden ontwikkeld.
En omdat Rocrail ook niet kon achterblijven in de wereld van raspberry PI, zijn ook daar modulen voor ontwikkeld, onderde naam RocNet.
En allemaal volledig ondersteund in Rocrail.
De anderen interfacen allemaal met die Loconet modulen en maken het modelspoorse alleen maar aangenamer.
Een extra stimulans is dat vele Rocrailers mijn harware gebruiken en mijn enthousiasme daarin delen.
Het gebruik van interfaces uit deze series zijn niet allen alleen voor LocoNet maar kunnen ook op vele andere plekken gebruikt worden.
Voor alle modulen is een printplaat ontworpen,en deze zijn door mij zelf getest. Als het nodig was heb ik anderen gevraagd mij daarin te helpen om zo de ontwerpen te verbeteren.
Daarvoor mijn byzondere dank aan Fred Jansen, Rob Versluis en leden van de Modelspoorgroep Venlo voor hun hulp en geduld als iets niet meteen goed werkte.
Een club is niet de juiste basis om daarbinnen een bedrijfje erop na te houden, dus na gebleken succes is de aanduiding MGV op de printen vervangen door GCA.
Opstarten van een kleine onderneming voor deze printen werd noodzakelijk om verkoop via dit medium mogelijk te maken.

De mogelijkheden van LocoNet

Loconet, ontwikkeld Digitrax, is een zeer betrouwbaar systeem om van alles rondom de digitale modelbaan te sturen.
MGV heeft Loconet gekozen om een breed scala aan Modelspoor-modules te kunnen besturen.
Die modules kunnen in willekeurige volgorde gekoppeld worden.
Met Loconet heeft ieder melder, net als wissels en seinen, zijn eigen adres.
De Loconet componenten zijn afgeleid van het ontwerp van John Jabour.
Binnen MGV werd besloten de standaard Loconet connectors te vervangen voor degelijke D-connectoren.
Onder de GCA Loconet componenten bevindt zich een flinke voeding die gecombineerd is met een Locobuffer: GCA85 (via Comx of USB) of GCA101 (via Ethernet).
Verder zijn er binnen deze serie een aantal componenten van zeer uiteenlopende aard:
Patch panels, om originele Loconet onderdelen (Digitrax DCS100, Intellibox, FredI, Uhlenbrock Lissy , enz.) te kunnen aansluiten.
Interfaces voor verschillende type wisselaandrijvingen (servo, magneet van bijna alle merkfabrikaten)
Booster (ORD-3) voor het besturen van treinen vanuit LocoNet of DCC232/DDX, dat een onderdeel vormt van Rocrail.
Interface voor fading seinen, zodat Lichtseinen met Leds mooi langzaam opkomen en doven.
Een interessante telg in deze familie is een GCA141 assenteller, zoals die bij het echte spoor ook in gebruik is.

Inmiddels zijn er ook andere lijnen beschikbaar, die niet van LocoNet gebruik maakt maar van CAN netwerk en Raspberry PI(RocNet).
En nog veel meer……

Printplaten en onderdelen pakketten van GCAxx units

Alle GCA units zijn in principe gemaakt voor zelfbouw.

Daartoe zijn alle tekeningen en layout beschikbaar op deze site.

Sommige printen en ook complete onderdelen pakketten zijn tegen bijna kostprijs beschikbaar.

Als U daar meer over wilt weten, neem kontakt op met peter.giling@rocrail.net.

Aanwijzingen voor montage van de onderdelensets.

Dit gaat om bouwpakketen.

De leverancier is niet verantwoordelijk voor de montage en alles wat daaruit voortkomt.

Zorg altijd dat de juiste maatregelen (zoals bijv.(oog-bescherming) worden toegepast bij het gebruik van gereedschappen. 1) Begin altijd met het monteren van de IC-voeten.

Dit geldt in het bijzonder voor de boards die zelf zijn geëtst, aangezien sommige pennen ook aan de bovenzijde van de print moeten worden gesoldeerd.

2) Plaats alle weerstanden en soldeer ze vast.

De professionele wijze in om eerst de draden op de juiste lengte af te knippen.

De eenvoudige manier is om de weerstand vast te zetten en dan aan de onderzijde de draad af te knippen

Bij dit afknippen NOOIT in de soldering knippen. Dit kan de print ernstig beschadigen.

3) Plaats alle condensatoren en het laatst de elco´s en soldeer ze vast.

4) Daarna kunnen alle andere onderdelen worden vastegezet.

5) Voordat de IC´s in de voet worden gezet, eerst alle voedingspanningen op juistheid kontroleren.

6) Voor de regelaars die tegen een cooling worden gemonteerd, zoals ORD-3 and GCA101, is de volgende methode het eenvoudigst:

a) Schroef de koeling op de print vast

b) Zet de regelaars in de daarvoor bestemd gaten, nog niet solderen!

c) Gebruik de meegeleverde klemmen om de regelaars op de koeling vast te zetten.

d) Controleer of de regelaars op de juiste positie zitten (pennen goed door de print heen) en soldeer ze daarna vast.

Block diagram for LocoNet

Enige units bij elkaar


Dit plaatje laat een eerste set-up zien van een feed-back en wissel besturing met standaard wisselaandrijving of servo.
Al deze prototype modules waren gemaakt met thuis ge-etste pc-boards.
Inmiddels zijn al deze pb-boards (en nog veel meer) in pc-Board fabrieken gemaakt,
waardoor ze zeer betrouwbaar zijn geworden, en ook zeer eenvoudig te bouwen.

functie GCA# positie op foto Opmerking
LocoBuffer GCA85 rechtsonder
LocoIo GCA50 middenonder en linksonder
Uitgebreide Servo besturing met feed-back GCA84 linksboven Inmiddels vervangen
door GCA136
Standaard wissel besturing GCA77 midden boven
Feed-back stroom detector GCA59 rechtsboven Inmiddels vervangen door
GCA93 of GCA94


For all other units , please refer to the apropriate description.

GCA Loconet cable

This cables always has one male and one female connector.
Two ways to connect SUBD-9 connectors.

The simple way is just three wires between male and female connector.

Use minimal 0,5 mm² wires.

DB9 Pin LocoNet function Ethernet cable colour
1 GND blue + blue/white
3 Loconet signal green
5 +V supply brown


More complex way for locoNet including Railsync lines

The best suitable cable for this connection is cat5 Ethernet cable.

DB9 Pin LocoNet function Ethernet cable colour
1 GND blue + blue/white
2 Railsync - orange/white
3 Loconet signal green
4 Railsync + orange
5 +V supply brown
6 GND green/white
7 n.c. not connected
8 n.c. not connected
9 +V supply brown/white

To avoid any problems, connect the wires according this list.
Changing wire colours could cause errors.

Standard full wired male to female 'extension' Rs232 cables are allowed, but up to a certain limit.

It is never experienced how many can be used, but a few do not disturb the communication.

This type of cable is by far not able to conduct the full 3 Amp of the GCA85/GCA101!

Connection cable GCA50 <> Interface

Two possible options can be used for this connection. (see picture below)

Option 1 (left on picture)

This cable should be made with wire 0,25mm.

Qty Materials supplier
2 PSK254/10W www.reichelt.de
1 PSK-Kontakte (set of 20 pcs) www.reichelt.de
1 Psk-Crimpzange www.reichelt.de
Option 2 (right on picture)

Flatcable 10×2 + connectors. The side without the notch will fit easily.

Connecting with MGV93 only fits, when Opto-couplers on MGV93 are directly mounted without sockets.

Qty Materials supplier
2 PFL 20 www.reichelt.de
1 Flatcable AWG 28-20G 3M www.reichelt.de
1 Crimpzange MWZ 214 www.reichelt.de
Both options are used here

Directe aansluiting van LED's

1 Epoxyhars lens
2 draad aansluiting
3 reflector
4 halfgeleider kristal
5 + 6 ( = 7 ) frame
8 afgeplatte zijde in behuizing
A Anode
B Cathode
Afbeelding uit nl.wikipedia.org/wiki/led

Leds kunnen direct aan GCA50 / CAN-GC2 worden aangesloten.
Wel moet bij iedere Led een serie weerstand worden aangesloten.

Welke waarde heeft die weerstand ?

Elk van de 16 poorten van GCA50 / CAN-GC2 schakelt tussen 0 en 5V.
Sluiten we een Led aan met een weerstand in serie, de totale stroom door deze keten is gelijk aan de stroom door beide delen afzonderlijk.
Dus, als bijv. de Led een spanning nodig heeft van 2 Volt, dan moet de spanning over de weerstand 5V - 2V = 3 Volt worden.
Gaan we ervan uit dat de stroom door de Led 20 mA (= 0,02 Amp) moet zijn, dan wordt de waarde van de weerstand (volgens Wet v.Ohm) :
. 3V / 0,02 Amp = 150 Ohm.
Verschillende Led kleuren hebben verschillende Spanning, maar meestal nooit meer dan ongeveer 3,5 Volt.
De nominale maximale stroom in een standaard Led bedraagt 20 mA (= 0,02 Amp), maar dat is voor dit doel meestal te veel.
De stroom door de Led bepaalt ook de lichtsterkte, maar is natuurlijk ook afhankelijk van het Led-type.

Aangenomen dat we 10 mA (= 0,01 Amp) nodig hebben voor de led.

* LED Rood and Geel : Led-spanning +/- 2 V dus de weerstand moet dan zijn (5 V - 2 V) / 0,01 A = +/- 330 Ohm
* LED Groen : Led-spanning +/- 3 V dus de weerstand moet dan zijn (5 V - 3 V) / 0,01 A = +/- 220 Ohm
* LED Blauw and Wit : Led-spanning +/- 3,5 V dus de weerstand moet dan zijn (5 V - 3,5 V) / 0,01 A = +/- 150 Ohm

Deze waarden zijn niet erg kritisch, vandaar dat enigzins is afgerond naar standaard weerstand waarden.

Elke poort van de GCA50 / CAN-GC2 kan 25 mA leveren, maar de totale som van alle stromen uit de chip mag niet meer dan 200 mA zijn.
Met de geven situatie , waarin elke led niet meer dan 10 mA krijgt, wordt die maximum waarde niet bereikt.

Leds (ALTIJD met de serie weerstand aangesloten), kunnen op de volgende manieren worden gebruikt:

Two options for Led connection GCA50 connection list
CAN-GC2 connection list
2 manieren voor aansluiting
enkele Led
2 leds op een poort. 3 Leds aan 2 poorten

Personal Tools