ORA-1 Décodeur d'accessoire

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ORA-1 = Décodeur d'accessoire libre Rocrail pour une utilisation avec n'importe quel système y compris ORD-1

Introduction

ORA-1 est un décodeur d'accessoires multifonctions. Il peut être monté dans deux versions, la première pour les aiguillages à solénoïdes et pour des signaux variés et la seconde pour les aiguillages à servomoteur. ORA-1 est basé et à un code compatible avec Opendecoder (OpenDecoder Hardware 1). Merci à Wolfgang Kufer et son projet OpenDCC.

Caractéristiques principales

  • Support complet de Rocrail
  • Compatible avec ORD-1
  • 8 sorties ( 4 aiguillages )
  • Circuit imprimé de 100x70mm
  • Compatible NMRA-DCC
  • alimentation externe pour les sorties
  • configurable pour différents types de charges (aiguillages ou éclairage)
  • option pour le pilotage de moteurs à courant continu, avec tension réglable
  • courant de 0,5A ou 1,0A pour piloter les solénoïdes

Diagramme

Fichiers

Toute la documentation: https://github.com/rocrail/GCA/tree/master/ora-1
La dernière version est la 1.02

Les schémas et les circuit imprimés ont été créés avec KiCad, une suite de conception de circuits imprimés libre (GPL).

Les composants

Version 1 - Version signaux et solénoïdes

La Version 1 peut être montée avec une ou deux puces pilote ULN2803. Chaque ULN2803 fournit un courant de courte durée de 0,5A max. Pour les petites échelles comme le N ou TT, un seul ULN2803 peut s'avérer suffisant, mais pour le H0 il est conseillé de le monter avec les deux pilotes.

Nom Valeur, Remarque Quantité
C1, C2 18pF, écartement des broches 2,54mm 2
C3 470µ, 5,08mm 1
C4, C6, C8 100nF, 5,08mm 3
C5 100µF, 5,08mm 1
D1 1N4146 1
D2 LED, 3mm, faible consommation, 2mA 1
D3 Pont de diodes B80C1500 1
F1 Fusible auto réamorçable 0,5A, Si vous utilisez 2 x ULN2803 vous avez besoin de 0,9A 1
JP1 cavalier, 2,54mm 2
K1, K2, K3, K4 connecteur, 3 ports, écartement des broches 5,08mm 4
OK1 optocoupleur 6N136 or 6N137 1
P1 connecteur 2×10, 2,54 couper les broches dont vous avez besoin 1
P2, P3 connecteur, 2 ports, écartement des broches 5,08mm 2
R1, R4 petite résistance 1k5 2
R2, R3 petite résistance 10k (R2 est seulement nécessaire si on utilise OK1 = 6N137 2
SW1 commutateur, print 1
U1 ATTiny2313DIP 1
U2, U3 pilote ULN2803A (chaque pilote supporte 0,5A ) 2
U4 régulateur de tension LM7805 1
X1 Quartz 10MHz 1

accessoires utiles:

Nom Quantité
Support de CI 20 broches pour U1 1
Support de CI 18 broches pour U2 et U3 2
Support pour CI 8 broches pour OK1 1

Vous pouvez obtenir les composants auprès de ces fournisseurs:

Le panier chez Reichelt (Vous n'avez qu'à sélectionner si vous avez besoin d'1 ou 2 ULN2803. La présélection est 2. Vous devrez également sélectionner si vous avez besoin d'un fusible de 0.5A PFRA050 ou d'un 0.9A PFRA090)

Version 2 - Version pour aiguillages avec moteur

Pour monter la Version 2, vous aurez besoin de tous les composants listés pour la version 1 plus les composants listés ci-dessous. Vous n'aurez l'utilité que d'un seul ULN2803 étant donné la présence du booster BD678. Le placement d'un petit refroidisseur est toujours meilleur, sachant que cela vaut mieux qu'un LM317 grillé! ;-) Souvenez-vous qu'il vous faut utiliser une vis M3 pour le fixer.

Nom Valeur, Remarque Quantité
C7 100µF, écartement des broches 5,08mm 1
D3 - D10 LED 3mm std. seulement si vous aimez les LED's ;-) 8
Q1 - Q8 BD678 PNP non refroidi 8
R5 - R8, R10 - R13, R15 - R18, R20 - R23, R26 petite résistance 1k5 17
R9, R14, R19, R24 petite résistance 1k (seulement utile pour les LED's) 4
R25 résistance R470 1
RV1 potentiomètre 5k 1
U5 régulateur de tension LM317 1
U5 Dissipateur thermique en forme de U pour LM317 1

Au lieu des BD678 PNP Darlingtons vous pouvez utiliser n'importe quels types de PNP qui peuvent piloter 1A. Si vous utilisez des transistors non Darlington vous devez remplacer les résistances 5k6 par des types 1k5.

Vous pouvez obtenir les composants chez ces fournisseurs:

Le panier Reichelt

Construisez votre ORA-1

Version 1 - Décodeur d'accessoire pour aiguillages avec solénoïdes et signaux

  1. Monter le cavalier à coté de U2.
  2. Monter toutes les résistances et les diodes. Si vous utilisez un optocoupleur 6N137 vous devrez monter R2, si vous utilisez un 6N136 laisser R2 vide.
  3. Monter tous les supports de CI. Si vous construisez la version 0.5A monter les supports pour U1, U2 et OK1. Si vous avez besoin de 1A vous devez monter aussi U3.
  4. Monter tous les autres petits composants.
  5. Monter l'alimentation, les condensateurs et les connecteurs.
  6. Brancher l'alimentation et vérifier VAA et le +5V.
  7. Insérer les circuits intégrés.
  8. Programmer l'AVR.
  9. Tester - Si vous appuyez sur le bouton sw1 plus de 100msec, la LED2 devra s'allumer.

Version 2 - Décodeur d'accessoire pour les aiguillages pilotés par moteur

  1. Monter le cavalier à coté de U2.
  2. Monter toutes les résistances et les diodes. Si vous utilisez un optocoupleur 6N137 vous devrez monter R2, si vous utilisez un 6N136 laisser R2 vide.
  3. Monter tous les supports de CI. Souvenez-vous que vous n'avez pas besoin de monter U3 pour piloter les moteurs.
  4. Monter tous les autres petits composants.
  5. Monter les transistors PNP, l'alimentation, les condensateurs et les connecteurs.
  6. Brancher l'alimentation et vérifier le +5V et VAA après le LM317. Tester le potentiomètre et mesurer la tension de sortie.
  7. Insérer les circuits imprimés.
  8. Programmer l'AVR.
  9. Tester - Si vous appuyez sur le bouton sw1 plus de 100msec, la LED2 devra s'allumer.

Programmation de l'AVR

Programmer l'AVR est assez facile. Vous avez besoin d'un logiciel de programmation et d'un petit adaptateur matériel sur le port série.

Nous suggérons d'utiliser Ponyprog2000 pour Windows.

Pour Linux vous pouvez utiliser Avrdude . Avrdude est disponible en paquet binaire dans de nombreuses distributions Linux.

Le matériel

Le matériel de programmation est réellement petit. Vous avez seulement besoin de 4 résistances, 2 diodes zener, 1 transistor et deux connecteurs. Vous pouvez le construire sur une plaque d'essais mais pour un modèle de cheminot plus enthousiaste nous avons préparé un petit dispositif.

Version 2.1:

Vous avez également besoin d'un câble 1-à-1 pour brancher le connecteur 6 broches à votre décodeur avec le connecteur 6 broches de la carte de programmation.

Logiciel

Premièrement vous devez configurer le programmateur de PIC. Si vous utilisez le matériel de programmation décrit ci-dessus vous devez configurer Ponyprog de cette façon: Cliquez sur “Setup/Interface Setup” et configurez le port E/S comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous.

ponysetup7.jpg

Attention: Si vous utilisez ORA-1 avec une résistance de tirage à l'état haut de 10K sur l'entrée de remise à zéro, ne sélectionnez pas “Invert Reset” !!!

Vous devez donner à Ponyprog le nom du dispositif que vous voulez programmer. Cliquez sur “Device / AVR micro / ATtiny2313”.

Le logiciel pour le décodeur est trouvé sur la page du décodeur libre de Wolfgang Kufer: http://www.opendcc.de/elektronik/opendecoder/OpenDecoder_V04.zip . (Il peut y avoir des versions plus récentes disponibles à cet endroit.) Téléchargez et décompressez le fichier. Vous avez besoin pour programmer des fichiers OpenDecoder_10MHz.eep et OpenDecoder10MHz.hex dans la puce Atmel.

Maintenant il est temps de brancher l'ORA-1 avec le programmateur PIC. Branchez également une alimentation de 8V à 30V alternative ou continue à l'ORA-1. Pour programmer la puce vous devez sélectionner les fusibles de l'Atmel. Cliquez sur “Command / Security and configuration Bits” Sélectionnez les fusibles comme montré sur l'image ci-dessous:

ponyfuses1.jpg

Finalisez en utilisant “Write” pour télécharger les fusibles sur votre décodeur.

Ensuite vous devez ouvrir les fichiers EEprom et programme. Cliquez sur “File / Open Program (FLASH) File …” et sélectionnez le fichier OpenDecoder10MHz.hex à l'endroit ou vous l'avez décompressé. Maintenant cliquez sur “File / Open Data (EEPROM) File …” et sélectionnez le fichier OpenDecoder_10MHz.eep. Si les deux fichiers sont chargés avec succès vous devez cliquer sur “Command / Write Program (FLASH)” et après avoir fait cela cliquez sur “Command / Write Data (EEPROM)”.

Pour Avrdude, utilisez:

avrdude -p t2313 -c ponyser -P /dev/ttyS0 -e \
          -U flash:w:OpenDecoder_10MHz.hex \
          -U eeprom:w:OpenDecoder_10MHz.eep \
          -U efuse:w:0xff:m \
          -U hfuse:w:0xd9:m \
          -U lfuse:w:0xef:m

Maintenant la puce est prête pour le test: branchez l'alimentation à l'ORA-1. Appuyez sur le bouton sur la carte de l'ORA-1. La LED s'allumera et indiquera que l'ORA-1 est en mode programmation. Débranchez l'alimentation et soyez heureux, votre ORA-1 fonctionne.

Usage

Alimentation et DCC

Branchez votre transformateur de train miniature 12-18V alternatif à P3, branchez les fils du signal DCC à P2. Il est également possible de ponter P2 et P3 et obtenir à la fois, l'alimentation et le DCC à partir des voies.

Version 1 - Aiguillages et Signaux

Branchez vos aiguillages aux borniers de 1 à 3 de chaque connecteur K1 à K4. La borne 1 est la sortie verte, la borne 3 est la rouge. La borne 2 est l'alimentation (fil noir pour la plupart des aiguillages).

Version 2 - Aiguillages pilotés par moteur

Branchez vos moteur aux bornes 1 et 3 de chaque connecteur K1 à K4. ORA-1 est adapté pour des moteurs à courant continu de 5-18V. Utilisez le mode 3, voir plus bas.

Configurer ORA-1

ORA-1 a 8 modes de fonctionnement:

Mode Fonction
0 Décodeur d'aiguillage pour appareils pilotés par solénoïde, durée d'impulsion de 0,25s
1 Décodeur d'aiguillage pour appareils pilotés par solénoïde, durée d'impulsion de 0,5s
2 Décodeur d'aiguillage pour appareils pilotés par solénoïde, durée d'impulsion de 1s
3 Décodeur d'aiguillage pour appareils pilotés par moteur, durée d'impulsion de 2s
4 Décodeur de signal lumineux, 4 signaux avec 2 lumières chacune
5 Décodeur de signal lumineux, 2 signaux avec 3 lumières chacune, un signal avec 2 lumières
6 Décodeur de signal lumineux, 2 signaux avec 4 lumières chacune
7 Décodeur de feux routier

Vous pouvez sélectionné le mode en envoyant une commande d'aiguillage quand l'ORA-1 est en mode programmation. Pour entrer en mode programmation appuyer sur le bouton de l'ORA-1. la LED D2 s'allumera pour indiquer le mode programmation. Sélectionnez le mode en envoyant une commande d'aiguillage. Après l'ORA-1 reçoit la commande DCC la LED D2 s'éteindra.

Exemple:

Vous voulez configurer ORA-1 pour votre moteur pilotant les aiguillages n°13 et 16. Le mode 3 est le bon pour les moteurs d'aiguillages. Donc vous devez envoyer une commande DCC à la sortie “green” de l'aiguillage 2 de cette carte ORA-1. L'aiguillage 14 est équivalent à l'aiguillage 2 sur la 4ème carte ORA-1 (chaque carte est capable d'alimenter 4 aiguillages). Pour configurer l'ORA-1 envoyer une commande DCC pour la sortie “green” de l'aiguillage n°14.

Des questions ? ;-)

Image 3D venant de Kicad

Photo du prototype

La photo du prototype ORA-1 assemblé avec tous les composants nécessaire pour les signaux et les solénoïdes. (oublié l'ajustable, c'est seulement pour régler la tension pour les contacts du moteur)

ora-1a.jpg

Photo du prototype

La photo du prototype ORA-1 assemblé avec tous les composants nécessaire pour les contacts des moteurs.

ora-1b.jpg


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