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gca102-de

GCA102 Kehrschleifen-Automatik mit Strom-Detektoren und Weichen-Steuerung

Beschreibung

Züge digital zu fahren, hat den Vorteil, dass die Installation einer Kehrschleife ziemlich einfach ist.
In analogen Systemen muss die Polarität des gesamten Layouts umgeschaltet werden, wenn die Kehrschleife verlassen wird.
Bei digitalem Betrieb nur die Polarität der Kehrschleife getauscht werden, da diese für den Decoder im Zug nicht mehr wichtig ist.
Viele Modellbahner haben Probleme mit Kehrschleifen.
Die Mehrheit der verfügbaren Lösungen für dieses Problem arbeiten mit einer Kurzschlusserkennung.
Es bedarf keiner großen Erklärung, dass das für die hochwertigen Modelle schädlich ist.
Diese Baugruppe bietet eine weit bessere Lösung für diese Situation.
Sie bietet auch die Wahl zwischen drei verschiedenen Möglichkeiten zur Aktivierung der Polaritätsumkehr.
1) die Verwendung von vier Stromerkennungsabschnitten, wobei viele Schienenschnitte benötigt werden.
2) 4 Hall-Sensoren, aber das braucht Magnete unter allen Loks, die in die Kehrschleife fahren.
3) Rocrail den Tausch machen lassen, indem einfach eine (virtuelle) Weiche angelegt wird, die allen Fahrstraßen hinzugefügt wird, die in die Kehrschleife führen bzw. diese verlassen.

Sie verfügt über mehrere Rückmeldeausgänge zum Anschluss von GCA50 (LocoNet), CAN-GC2 (CAN) oder GCA_PI02 (RocNet).
Die oben genannten Optionen 1 und 2, bieten die korrekte Umschaltung für die kehrschleife, wenn Züge im manuellen Modus fahren.
4 Stromsensoren und 4 Hall-Sensor-Anschlüsse sind vorhanden, um einen korrekte Umschaltung von Stromleitungen zu den Schienen zu ermöglichen.
Mit 2 zusätzlichen Stromsensoren auf der Platine erfolgt die Belegungs-Anzeige innerhalb der Kehrschleife.
Durch Optokoppler ist die Gleisversorgung von LocoNet oder CAN getrennt.
Mit unterschiedlicher Firmware in U2 kann die Baugruppe mit einem einzigen Befehl von LocoNet / CBUS oder RocNet verwendet werden.
Selbst rückstellende Sicherungen auf der Platine schützen die Stromsensoren im Kurzschlussfall vor Überlastung.
Der 10pol. Steckanschluss ist kompatibel zu dem entsprechenden Anschluss auf GCA50 (LocoIO), CAN-GC2 (CBus) und GCA_PI02 (RocNet)\\. Ein Ausgang ist ermöglicht es, die Position der Weiche über GCA50 (LocoIO), CAN-GC2 (CAN) oder GCA_PI02 (RocNet) zu ändern.
Das ist besonders hilfreich wenn die Kehrschleife bei manueller Steuerung mit bestimmten Weichen verwendet wird, die definitiv die richtige Polarisierung haben müssen, bevor ein Zug sie befährt.
Die Weiche wird immer in die Richtige Position gestellt, kurz bevor der Zug die Weiche erreicht.
Eine Bemerkung dazu: Es muss sichergestellt sein das der Weichen-Treiber schnell genug ist, dass die Weiche in der korrekten Position ist, bevor der Zug sie erreicht.
Ein bistabiles Relais wird verwandt, um Probleme nach Ein-/Ausschalten der Stromversorgung zu vermeiden.
Das Relais bleibt in der zuletzt eingestellten Position und bei Wiedereinschalten der Stromversorgung stellt GCA102 selbsttätig die zuletzt verwendete Position wieder her.

Wie arbeitet die Automatik?

3 unterschiedliche Gleispläne für den Anschluss
Die blauen Balken zeigen, wo die die Schienen getrennt werden müssen.
Jeder Abschnitt sollte mindestens so lang sein, wie die längste verwendete Lok.
Der längste Zug muss zwischen Punkte C und E passen.
Es gibt 6 Sensoren, die alle direkt als Ausgang an J2 (als Verbindung zu GCA50 oder CAN-GC2) verfügbar sind.
Vier Sensoren werden benötigt, damit die Automatik funktioniert: 1, 2, 5 und 6.
Wie oben beschrieben, handelt es sich dabei um Stromsensoren, die auf einen Zug reagieren, der in den jeweiligen Abschnitt einfährt.
Wir nehmen an, die Weiche ist auf 'rechts' gestellt.
Dann ist Sensor-Abschnitt 1 der erste.
Dieser Abschnitt ist noch Bestandteil der normalen Anlage. Aber wenn der Sensor 1 aktiviert wird, wird die gesamte Kehrschleife mit den Sensor-Abschnitten 2 - 5 so umgepolt, dass die Polarität passt, wenn der Zug in Sensor-Abschnitt 2 einfährt.
Sensor 2 hat den gleichen Effekt wie Sensor 1, aber weil die Polarität bereits richtig ist, wird daran nichts geändert.
Wenn der Zug die Fahrt fortsetzt, erreicht er die Sensor-Abschnitte 3 und 4, die aber keinen weiteren Effekt haben.
Es ist wichtig, dass der längste Zug vollständig in die Länge der Sensor-Abschnitte 3 u. 4 passt!
Wenn das nicht möglich ist, kann diese Baugruppe NICHT verwendet werden :!:
Wenn der Zug den Sensor-Abschnitt 5 erreicht, wird die gesamte Kehrschleife erneut umgepolt, so dass Polarität zum Sensor-Abschnitts 6 passt.
Der Ausgang "tc" wird ebenfalls geändert und kann im LocoNet oder CBUS für die Weichenumschaltung verwendet werden.
Das ist insbesondere bei manuellem Betrieb hilfreich.
Das Erreichen des Sensor-Abschnitts 6 hat den gleichen Effekt wie bei Sensor-Abschnitt 5, so dass es keine Änderung gibt.
Dieser Ablauf wird auch verwendet, wenn von der Anlage in den Sensor-Abschnitt 6 eingefahren wird.
Die Sensor-Abschnitte 3 und 4 können als Blöcke verwendet werden.

So sieht GCA102 aus



Mehrere Optionen

GCA102 wurde ursprünglich entwickelt, um mit Strom-Detektoren verwendet zu werden.
Ein sehr zuverlässiges System, aber es gibt andere Möglichkeiten.
In der Zwischenzeit wächst das Interesse an Hallsensoren.
Der Nachteil der Notwendigkeit eines Magneten unter der Front des Zuges, könnte sehr gering sein. Dies, weil es billige, sehr kleine und sehr starke Neodyne-Magnete gibt.
Mit dem Einsatz von Hallsensoren wird der GCA102 etwas billiger, weil Optokoppler und Gleichrichterbrücken nicht mehr benötigt werden.
Die dritte Option ist dank Rocrail möglich, benötigt aber ein etwas anderes Programm in U2:
Es ist möglich, eine (virtuelle) Weiche in Rocrail zu definieren und sie in den Befehlen der Fahrstraßen zu steuern, die in den Kehrschleifen-Bereich führen oder diesen verlassen.
Dazu einfach GCA102 J2 Punkt 1(5V, 2(0V) und 3(Port x) mit GCA50, CAN-GC2 oder GCA_PI02 verbinden.
Dann sollte der Port, der mit Punkt 3 verbunden ist, als Weichenschalter programmiert werden (Einzel-Ausgang).
Diese Weichen in den Fahrstraßen-Befehlen programmieren und Rocrail kümmert sich darum.
Diese dritte Option ist nur für das automatische Fahren so einfach, im manuellen Modus muss man sich selbst darum kümmern und das Relais der Kehrschleife immer in die richtige Position schalten.
In der Version V3 muss in diesem Fall eine spezielle Steckbrücke gesetzt werden. GR1 … GR6 kann weggelassen werden.
Für Version 3 gibt es auch eine Option zur Verwendung mit GCA50 / CAN-gc02 oder GCA_PI02.
Es werden zwei Ports verwendet, Port 1 & 2 oder Port 9 & 10 (für GCA_PI02 sind Port 17 & 18 und Port 25 & 26 optional).
Die Ports müssen wie eine normale Weiche mit zwei Spulen als Impulsausgang konfiguriert werden.

Schaltpläne und Layout

Diese Dateien gehören zur letzten Version V3 (Grüne Platine).

Die Schaltung
Die Platine + Bauteilplatzierung
Die Materialliste
Die Quell- und Hex-Dateien für Hall-Sensoren oder Strom-Detektion
Die Quell- und Hex-Dateien für direkte Rocrail-Steuerung
Hinweis: Selbst gefertigte Platinen werden nicht unterstützt!


Ältere Versionen

Bemerkungen zu GCA102 Version 2 mit Hall Sensoren

Diese (rote) Platine kann auch für Hall-Sensor TLE4905 verwendet werden.
An jedem Stecker H1 / H2 sollen 2 Hall Sensoren parallel angeschlossen werden.
Einige Teile sind nicht mehr notwendig, wenn nur Hall-Sensoren verwendet werden (statt Stromdetektion).
Diese Abbildung zeigt, was sonst noch anders gemacht werden soll.
Diese Teileliste gilt für die Verwendung mit Hall-Sensoren.
Hall-Sensoren sollen in parallel angeschlossenen Paaren an beide Seiten so positioniert sein, dass ein Zug zuerst den Hallsensor aktiviert BEVOR die ersten Räder die Trennung von Schienen berühren.

Bemerkungen zu GCA102v3 verwendet mit Hall-Sensoren

Dieses Gerät entspricht Version 2 mit Ausnahme der folgendn Extras:
Alle 4 benötigten Hall-Sensoren haben einen separaten Anschluss.
Eine zusätzliche Steckbrücke ist hinzugefügt, die benötigt wird, wenn das Gerät mit Hall-Sensoren arbeitet und keine Brücken-Gleichrichter verwendet werden.
Die andere Option hier ist, die Karte nur für die Relaisfunktion zu verwenden.
Gesteuert wird es von GCA50 oder anderen I/O-Geräten mit Impulssteuerung, wie z. B. Weichen mit Spulensteuerung.
Die Platine benötigt eine 5V-Versorgung für Pin 1 und 2 von J2. Pin 3 und 4 sind Steuereingänge.
Siehe Materialliste für GCA102V3.
1 Hall-Sensor muss auf beiden Seiten beider Gleis-Trennschnitte so positioniert werden, dass ein Hallsensor aktiviert ist, BEVOR sich die ersten Räder den Gleis-Schnitten nähern.
Siehe diese Zeichnung


Kabel zu GCA50 / CAN-GC2 / CAN-GC6 / GCA_PI02

Wichtige Hinweise zum Anschluss an GCA50 / CAN-GC2 / GCA_PI02

Wenn GCA102 mit einer von diesen Baugruppen verbunden wird, ist es wichtig, dass zuerst 7 verbundene Ports als Eingang programmiert werden!
Siehe diese Tabelle:

Anschluss-Tabelle
GCA50 CAN-GC2 GCA_PI02 Port-Nr. Gleisabschnitt-Nr. (GCA102)
J5 Stift 3 J4 Stift 3 I/O 1 Stift 3 1 1
J5 Stift 4 J4 Stift 4 I/O 1 Stift 4 2 2
J5 Stift 5 J4 Stift 5 I/O 1 Stift 5 3 3
J5 Stift 6 J4 Stift 6 I/O 1 Stift 6 4 4
J5 Stift 7 J4 Stift 7 I/O 1 Stift 7 5 5
J5 Stift 8 J4 Stift 8 I/O 1 Stift 8 6 6
J5 Stift 9 J4 Stift 9 I/O 1 Stift 9 7 Weiche
J5 Stift 10 J4 Stift 10 I/O 1 Stift 10 8 -
&
J6 Stift 3 J3 Stift 3 I/O 1 Stift 3 9 1
J6 Stift 4 J3 Stift 4 I/O 2 Stift 4 10 2
J6 Stift 5 J3 Stift 5 I/O 2 Stift 5 11 3
J6 Stift 6 J3 Stift 6 I/O 2 Stift 6 12 4
J6 Stift 7 J3 Stift 7 I/O 2 Stift 7 13 5
J6 Stift 8 J3 Stift 8 I/O 2 Stift 8 14 6
J6 Stift 9 J3 Stift 9 I/O 2 Stift 9 15 Weiche
J6 Stift 10 J3 Stift 10 I/O 2 Stift 10 16 -
&
- - I/O3 Stift 3 17 1
- - I/O3 Stift 4 18 2
- - I/O3 Stift 5 19 3
- - I/O3 Stift 6 20 4
- - I/O3 Stift 7 21 5
- - I/O3 Stift 8 22 6
- - I/O3 Stift 9 23 Weiche
- - I/O3 Stift 10 24 -
&
- - I/O4 Stift 3 25 1
- - I/O4 Stift 4 26 2
- - I/O4 Stift 5 27 3
- - I/O4 Stift 6 28 4
- - I/O4 Stift 7 29 5
- - I/O4 Stift 8 30 6
- - I/O4 Stift 9 31 Weiche
- - I/O4 Stift 10 32 -


Firmware

LED-Funktionen

Abhängig davon, in welcher Position die Einheit ist, ist eine der beiden LED immer "ein".
Um zu zeigen, dass die Baugruppe aktiv ist, blinkt die andere LED mit ca. 1Hz.

Anschlüsse

:!: Wichtiger Hinweis :!:
Einige Benutzer scheinen es besser zu wissen und löten Drähte direkt an die Stifte oder die Platine!
Das ist völlig inakzeptabel :!:
Drähte könne leicht abbrechen und verusachen in vielen Fällen eine Menge Schäden.
Wenn es auf diese Art verwendet wird, gibt es 0% Garantie auf dieses Gerät.
:!: Also Steckverbinder verwenden :!:
Für Käufer kompletter Bausätze gibt es ein spezielles Angebot: Die für die Befestigung der PSK-Kontakte erforderliche Crimp-Zange kann zum Netto-Preis von €18,25 im Paket mitgeliefert werden.
crimpzange.jpg
Der Kauf wird eine Menge Ärger ersparen.
Die Zange wird mit allen LocoNet-, CBUS- und RocNet-Modulen von GCA verwendet.


Eigenständige Verwendung

Diese Baugruppe kann auch als eigenständige Lösung verwendet werden.
Bitte beachten, dass sie NICHT für analoge Zug-Steuerung verwendbar ist.
Nur Digital-Systeme können verwendet werden.
Für die eigenständige Lösung benötigt die Baugruppe NUR eine 5V-Spannungsversorgung an J2 (max. 30 mA).
Alle 6 Rückmeldepunkte werden ebenfalls an J2 angeschlossen und können für externe Indikation verwendet werden.
Die Tabelle unten erklärt alle Anschlüsse.
Pin 1 von J2 ist markiert.

Belegung von J2
Pin Funktion
1 +5Volt
2 0V GND
3 Rückmeldung 1
4 Rückmeldung 2
5 Rückmeldung 3
6 Rückmeldung 4
7 Rückmeldung 5
8 Rückmeldung 6
9 Ausgang für Weichen-Steuerung
10 nicht verbunden
gca102-de.txt · Last modified: 2019/03/26 18:24 by rainerk