Technik - Zentrale

Stand: Mai 2023

Selbstbau Zentrale

Unsere Zentrale verfügt über keinerlei Bedienelemente, denn die gesamte Steuerung der Modellbahn erfolgt ausschließlich über den PC. An der Frontseite befindet sich lediglich der Anschluss für die Verbindung zum Booster. Die Stromversorgung der Zentrale sowie die Stromversorgung der an die Zentrale angeschlossenen Peripherie wird aus dem Netzteil des Boosters bezogen. Das Voltmeter zeigt die vom Boosternetzteil gelieferte Spannung an. Das Amperemeter zeigt die Summe des Stromverbrauchs der Zentrale selbst sowie den Stromverbrauch der an die Zentrale angeschlossenen Peripherie an. Die drei LED's +5V, +12V und +15V signalisieren die korrekte Funktion der internen Stromversorgung.

Zentrale Frontseite

Anschlüsse

An der Rückseite der Zentrale befinden sich folgende Anschlussbuchsen/Stecker: PC-Interface, Programmiergleisanschluss, Peripheriebusanschluss, Schattenbahnhofanschluss sowie vier Handregleranschlüsse.

Zentrale Rückseite

Schnittstelle PC

Die Verbindung zwischen PC und Zentrale erfolgt über den digitalen Mess- und Steueradapter EXDUL-142 von Wasco®. Der Adapter wird am PC an eine USB-Schnittstelle angeschlossen und stellt an seiner 37-Poligen D-Sub-Buchse 24 digitale Ein-/Ausgangsleitungen mit TTL-Pegel zur Verfügung. Die drei Ein-/Ausgabeports sind in Gruppen zu je acht Leitungen als Ein- oder Ausgänge programmierbar. Ich verwende Port A und B für die Datenausgabe an die Zentrale und Port C zum lesen der Daten von der Zentrale. Softwareseitig ist der Adapter EXDUL-142 als virtueller COM-Port ansprechbar. Eine Baudrate von 57600 ermöglicht die Übertragung von ca. 1000 Bytes pro Sekunde zwischen PC und Zentrale.

Wasco® EXDUL-142 http://www.wasco.de/php/usb_ttl.php

Schnittstelle Peripheriebus

Die Verbindung zwischen der Zentrale (Peripheriebusschnittstelle) und den Peripheriemodulen im Verteilerschrank wird durch ein 40-poliges Flachbandkabel realisiert. Im Verteilerschrank sind folgende Peripheriemodule Installiert: Drei Magnetartikel-Decodermodule, drei Signal-Decodermodule und ein Gleis-Rückmelder-Encodermodul. Die Peripheriemodule werden auf den folgenden Seiten genauer beschrieben. Neben der Übertragung der erforderlichen Steuersignale für die Peripheriemodule erfolgt die Stromversorgung der Peripheriemodule sowie die daran angeschlossenen Weichenantriebe, Entkupplungsgleise, Signale, Gleis-Rückmelder etc. ebenfalls über dieses Kabel.

Zentrale - Peripheriebusschnittstelle

Peripheriemodule im Verteilerschrank

Schnittstelle Schattenbahnhof

Der Weichenfreie Schattenbahnhof in Ausführung einer 15-gleisigen Schiebebühne wird an die 15-polige D-Sub-Buchse angeschlossen.

Schnittstellen für Handregler

Es sind vier 9-polige D-Sub-Buchsen für den Anschluss von Handreglern vorhanden.

Handregler

Zwei Handregler

Die Technik der Zentrale

In dem robusten Aluminiumgehäuse, das mein Vater angefertigt hat, sind folgende Platinen untergebracht: Stromversorgung, Programmiergleisbooster, Schattenbahnhofsteuerung, Peripheriebussteuerung, Handreglerauswertung und DCC-Generator.

Vollständig bestückte Zentrale

Modularer Aufbau der Zentrale

Im nächsten Bild ist auf der linken Seite die Stromversorgungsplatine zu sehen, die im wesentlichen aus drei DC/DC-Konvertermodulen aufgebaut ist. Diese stabilisieren die erforderlichen Spannungen +5,5V (4A), +12,5V (1A) und +15,5V (1A) für die Zentrale und die Peripherie. Die hier verbauten DC/DC-Konvertermodule verfügen über einen äußerst flexiblen Eingangsspannungsbereich von 18 bis 36 Volt und können deshalb direkt mit der ca. 25V unstabilisierten Spannung aus dem Hauptboosternetzteil versorgt werden. Für das Voltmeter und das Amperemeter an der Frontseite werden zwei galvanisch getrennte 9V Spannungen benötigt, die von der kleinen Platine (oberhalb der Hauptstromversorgungsplatine) bereit gestellt werden. Die beiden Anzeigemodule Voltmeter und Amperemeter haben wir nicht selbst gebaut. Im hinteren Bereich des Gehäuses ist die Programmiergleisboosterplatine zu sehen. Der Programmiergleisbooster verfügt über ein separates DC/DC-Konvertermodul mit den Ausgangsspannungen +/-18V (1A) und wird ebenfalls vom Netzteil des Hauptboosters gespeist. In der Gehäusemitte ist die erste von vier Hauptplatinen, die Schattenbahnhofsteuerungsplatine montiert.