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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



Ältere Versionen

Die MGV102-Beschreibung findet sich hier.
GCA102 (Blaue Platine V1.3) Dateien:

Schaltung
Materialliste


Dateien

Diese Dateien entsprechen der letzten Version V2 (Rote Platine).

Schaltung
Platine und Bauteil-Positionierung
Materialliste
Quell-und Hex-Dateien
Hinweis: Selbst gefertigte Platinen werden nicht unterstützt!


Bemerkungen ggf GCA102 Version 2 mit Hall Sesnoren

Diese (rote) Platine kann auch benutzt werden für Hall-Sensor TLE4905.
Zu jeder Stecker H1 / H2 sollen 2 Hall Sensoren parallel angeschlossen werden.
Einige Teile sind nicht mehr notwendig wenn nur Hall Sensoren benutzt werden (statt Stromdetektion).
Diese Abbildung zeigt was sonnst noch anders gemacht werden soll.
Diese Teile Liste ist für Benutzung mit Hall-Sensoren.
Hall Sesnoren sollen in parallel angeschlossene Paren an beide Seiten so positioniert sein, das ein Zug zuerst Hallsensor aktiviert VOR die erste Räder die Trennung von Schienen berühren.

Kabel zu GCA50 / CAN-GC2 / CAN-GC6

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

Die Firmware für U2

Das sehr einfache Programm ist in PicSimulator IDE basic geschrieben.

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.
:!: 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.


Eigenständige Verwendung

Diese Baugruppe kann auch als eigenständige Lösung verwendet werden.
Bitte beachten, dass sie NICHT für analoge Systeme verwendbar ist.
Nur Digital-Systeme werden unterstützt.
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
PinFunktion
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

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