Starten met EXRAIL (onderdeel van DCC++Ex, Arduino DCC centrale)

[Hans]

Hallo Rico,

Ik heb vroeger inderdaad geprogrammeerd, maar dat is meer dan 40 jaar geleden. En alleen als hobby.
Op mijn eerste computer moest ik vrijwel alles zelf programmeren in Basic of in Forth. Dat werd dan weggeschreven naar een cassetterecordertje. Later heb ik mij nog kort verdiept in Pascal.
Je begrijpt dat het inmiddels is weggezakt.
Nog niet zolang geleden heb ik nog even wat gepionierd met Windows Powershell, maar dat is toch wel heel iets anders.

Als ik het niet meer kan volgen laat ik het wel weten.

m.vr.gr.

Hans

[Momfer]

Nou ja, het is je in elk geval niet helemaal vreemd, Hans. Dat helpt al enorm.

Groet, Rico

[Momfer]

En daar zijn we weer. We gaan met kleine stapjes verder, proberen of we ook wat met wissels kunnen aanvangen i.c.m. EXRAIL. Ik wil dat doen aan de hand van mijn testopstelling, zoals die hieronder op de foto staat. De wifi laat ik even buiten beschouwing en is ook niet nodig voor wat we hier gaan doen.



De foto laat duidelijk de onderdelen zien en ik heb geprobeerd de onderdelen aan te duiden: Arduino Mega met daarop een sensorshield en daarop het motorshield van Deek Robot. De Arduino is aangesloten op een 9V DC voeding en de USB verbinding. Via de I2C-bus (4 draadjes) is een PCA9685 uitbreidingsbordje aangesloten, waarop de 2 servo's zijn aangesloten. De servo's zitten op de 2 eerste aansluitingen en daarmee standaard op vpin 100 en 101.( Standaard zijn er 2 PCA9685 bordjes geconfigureerd in DCC-EX, bordje 1 = 100-115 en bordje 2 is dan 116-131)

Hieronder zie je zo'n bordje wat groter:



Of je het bordje links of rechts aansluit maakt niet uit. GND, VCC, SCL en SDA zijn samen de I2C-bus en voeding. V+ is de voeding voor de servo's een mag NIET aangesloten worden op de Arduino, omdat de spanningsregelaar van de Arduino de belasting van de servo's niet aankan. De de bordjes moeten via het groene blokje extern gevoed worden met 6V gelijkspanning (DC). Bordjes kunnen onderling wel de voeding doorverbinden via de V+ aansluiting. De voeding moet de belasting van het totaal aangesloten aantal servo's ruim aankunnen !!

Gebruik je meerdere bordjes, dan moet het adres aangepast worden middels de daarvoor aanwezige soldeerpads. Ik ga dat hier niet uitleggen, internet is je vriend

Testen van de opstelling.
DCC EX heeft een handige mogelijkheid om de werking te testen in de Serial Monitor van de IDE:

Code: Selecteer alles

<D SERVO vPIN XXX

* D = Diagnose opdracht
* SERVO = we gaan een servotest doen met servo op vPIN
* vPIN = bijvoorbeeld 100
* XXX = waarde tussen 104 en 490 (buiten deze range kan bij een SG90 schade opleveren!!!)
Een volledige test kan dan zijn:

Code: Selecteer alles

<D SERVO 100 490>
<D SERVO 100 104>

[EDIT]
De servo testopdracht kan ook een zgn profiel meekrijgen. In de testvariant krijgen we dan bijvoorbeeld:

Code: Selecteer alles

<D SERVO 100 490 0> // 0 (onmiddellijk/immidiate)
<D SERVO 100 104 1> // 1 (snel/fast=0.5 sec)
<D SERVO 100 490 2> // 2 (gemiddeld/medium=1 sec)
<D SERVO 100 104 3> // 3 (traag/slow=2 sec) 
<D SERVO 100 490 4> // 4 (stuiteren/bounce, bv voor semafoor seinen of overwegbomen)

Als dit allemaal werkt, gaan we in de volgende post verder met de mogelijkheden in EXRAIL.

[Momfer]

Nu je de servo('s) getest hebt via de serial monitor van de Arduino IDE, kunnen we aan de slag. EXRAIL heeft voor wissels een aantal opdrachten beschikbaar en voor SERVO-wissels is dat de volgende:

Code: Selecteer alles

SERVO_TURNOUT(id, vPIN, activeAngle, inactiveAngle, profile)

Als we dat omzetten naar onze beide voorbeeld servo's dan kan dat er als volgt uitzien:

Code: Selecteer alles

SERVO_TURNOUT(100, 100, 104, 490, Instant) // ID, vPIN, Pos1, Pos2, Beweging
SERVO_TURNOUT(101, 101, 104, 490, Slow)

Om verwarring te voorkomen houd ikzelf de id en de vPIN altijd gelijk, maar dit hoeft natuurlijk niet! De waarden voor de posities hangen in de praktijk natuurlijk af van de toepassing en de slag die gemaakt moet worden en kan voor het in dienst nemen dus met <D SERVO vPIN xxx> getest worden, waarna de definitie kan worden vastgelegd.

Het EXRAIL script kan er dan als volgt uit komen te zien:

Code: Selecteer alles

EXRAIL
  // WISSELS DEFINIËREN 
  SERVO_TURNOUT(100, 100, 104, 490, Medium) 
  SERVO_TURNOUT(101, 101, 104, 490, Slow)
DONE // einde EXRAIL setup

//    100       101
//       ╔══════╗
//   ════╩══════╩════

ROUTE(1, "RECHTUIT") // Lijst met opdrachten met ID=1 en herkenbare naam.
  CLOSE(100) // zet SERVO wissel met ID=100 rechtuit
  CLOSE(101) // zet SERVO wissel met ID=101 rechtuit
DONE // einde van ROUTE(1)

ROUTE(2, "INHAALSPOOR") // Lijst met opdrachten met ID=2 en herkenbare naam.
  THROW(101) // zet SERVO wissel met ID=101 afbuigend
  THROW(100) // zet SERVO wissel met ID=100 afbuigend
DONE // einde van ROUTE(2)

AUTOMATION(10, "sneltrein")
  CALL(1)  // sneltrein gaat over doorgaand spoor
  FWD(100) // vooruit met snelheid 100
  ...etc.
DONE

AUTOMATION(11, "goederentrein")
  CALL(2)  // goederentrein gaat over inhaalspoor
  FWD(30) // vooruit met snelheid 30
  ...etc.
DONE

ENDEXRAIL

Vanuit de Serial Monitor kun je na het uploaden met </ START 218, 10> de lok (cq trein met lok) met decoder adres 218 naar Automation 10 sturen. Deze zal middels de CALL opdracht de wissels in de goed positie zetten, waarna de lok vooruit vertrekt met snelheid 100.

Zo, dit is ongeveer de basis van het gebruik van SERVO wisselbesturing. De volgende post gaan we bezig met de PIN_TURNOUT.

[Hans]

Hallo Rico,

Er komt heel wat bij kijken. Niet alleen qua programmeerwerk, maar ook v.w.b. het correct aansluiten van de hardware.
Veel bewondering de moeite die je doet om het duidelijk uit te leggen.

m.vr.gr.

Hans

[Momfer]

Dankjewel, Hans.

Hopelijk blijft het aantrekkelijk en begrijpelijk genoeg voor de geïnteresseerden.

[MadSeven]

fantastisch onderwerp en de moeite om in 1 document (ooit) aan te bieden!
1 vermoedelijk detail tikvoutje gespot;

AUTOMATION(10, "sneltrein")
CALL(1) // sneltrein gaat over doorgaand spoor
FWD(100) // vooruit met snelheid 100
...etc.
DONE

AUTOMATION(11, "goederentrein")
CALL(2) // goederentrein gaat over inhaalspoor
FWD(30) // vooruit met snelheid 100 <--- 30

[Momfer]

Dankjewel voor het compliment, Max!

Fijn dat je de tikfout hebt gespot, ik heb het gelijk aangepast.

Groet,
Rico

[Momfer]

En weer verder, dit keer met de EXRAIL opdracht "PIN_TURNOUTS".

Deze opdracht is te gebruiken voor de standaard wisselaandrijvingen van bv Fleischmann, Minitrix, Roco en Kato. De opdracht kent wel zo zijn beperkingen, maar misschien ligt dat wel meer aan de diversiteit van de verschillende spoelaandrijvingen. Uiteraard zijn daar weer oplossingen voor.

De testopstelling



We gebruiken weer dezelfde opbouw voor de DCC++EX CS, namelijk een Arduino Mega, daarop (voor het gemak tijdens het testen) een sensorshield en daar weer bovenop het L298 motorshield. Verder zien we weer het WIFI-bordje (laat ik buiten beschouwing) en een zgn Breadboard, waarop we testschakelingen kunnen opbouwen.

De testschakeling is niks meer dan een weerstandje van 1,2kOhm (1200 Ohm) in serie met een LED (lichtgevende diode). De Arduino pinnen 44/45 worden aangesloten op de weerstand, de weerstand gaat naar de Anode (plus-zijde) van de LED, de Kathode (min-zijde) gaat naar de min (GND) van de Arduino. Een standaard ledje (met draadjes/pootjes) heeft altijd een lange en een korte zijde. Met het ezelsbruggetje KNAP weet je altijd welke poot de Kathode (Kathode Negatief) en welke poot de Anode (Anode Postief).

Als we dit aangesloten hebben, kunnen we de schakeling gaan testen. De LED zal gaan branden als er een 1 op een pin komt te staan.

De aansluiting van de wisselaandrijvingen zelf zal ik hier niet laten zien, daarvoor zijn er teveel verschillende soorten: met 2 (KATO) of 3 aansluitingen (Fleischmann/Minitrix/Atlas) die ook nog eens verschillende werkspanningen hebben, wel of geen eindafschakeling, enzovoorts. Een ding moet erg duidelijk zijn:

!!! SLUIT NOOIT EEN WISSELAANDRIJVING RECHTSTREEKS AAN OP EEN ARDUINO !!!

Er is altijd een soort versterker nodig in de vorm van een transistorschakeling, een mosfet-schakeling, een schakeling met een ULN2003 (of geleikwaardig) of gebruik een relais!

Ikzelf gebruik zowel de ULN2003 schakeling alswel een mosfet bordje zoals hieronder te zien is (rode bordje rechts)



Testen van de opstelling

Vanuit de Seriële Monitor van de IDE kunnen we testen of de schakeling werkt. We definieren daarvoor eerst de Pins als Output:

Code: Selecteer alles

<Z 44 44 0> // Link ID 44 met Pin 44 en bij opstarten van de centrale is de uitgang LAAG (led is uit)
<Z 45 45 1> // Link ID 45 met Pin 45 en bij opstarten van de centrale is de uitgang HOOG (led is aan)

Voor het testen heb ik de uitgangen anders gedefinieerd, in de praktijk kies je voor een van de twee, welke het beste bij de gekozen versterkerschakeling icm de wissels past.

Testen gaat nu als volgt:

Code: Selecteer alles

<Z 44 1>  // (throw 44) led gaat aan
<Z 44 0> // (close 44) led gaat uit
<Z 45 1> // (throw 45) led gaat uit
<Z 45 0> // (close 45) led gaat aan

Als het goed is gegaan, reageerde PIN44 omgekeerd op de opdrachten als PIN45

We moeten de definities er weer uithalen, want in EXRAIL hebben we die niet nodig. Voer daarom na deze test de volgende opdrachten uit, zodat de pinnen weer worden vrijgegeven om de testen met EXRAIL later goed te kunnen uitvoeren zonder bagage van deze testen:

Code: Selecteer alles

<Z 44> // verwijder output 44
<Z 45> // verwijder output 45

De centrale bevestigd met <O> als het goed is gegaan. Met <Z> kun je controleren welke outputs er zijn. je krijgt een <X> als er geen outputs zijn vastgelegd.

Maar euh ....probleempje
Zoals je ziet gaat een ledje aan (of uit) en houdt dan de status vast. Dat is bij de meeste wisselaandrijvingen een probleem omdat ze een puls nodig hebben in plaats van een vaste aan-status of een uit-status. Daar zijn uiteraard oplossingen voor (te bedenken)

Dit was het voor deze post. De volgende post ga ik verder de scripts en de oplossingen voor het ontbreken van de pulsen. Ook zal ik nog aandacht geven aan het realiseren van extra pinnen via de I2C-bus met een PCF8574 en/of een MCP23017.

Vragen, opmerkingen en suggesties zijn altijd welkom.

[Hans]

Hallo Rico

Bedankt wederom.

Op je schema zag ik het woord Fritzing staan.
Ik was die term geloof ik al eens eerder in een draadje op het forum tegengekomen.
Ik heb net op Youtube een tutorial daarover bekeken. Dat ziet er heel gaaf en handig uit.
In een heel ver verleden heb ik wel eens met elektronische schakelingen gestoeid. Dat was voor mijn allereerste modelbaan. De werking van transistoren, condensatoren en zo is mij niet helemaal vreemd. Maar voor zover ik weet bestond Fritzing in die tijd nog niet. En Arduino al helemaal niet.

m.vr.gr.

Hans

[Momfer]

Hoi Hans,

Graag gedaan.

Ik heb het al wel aangeschaft, maar ik heb nog niet veel ervaring met Fritzing. Zo kan ik langzaaam weer een beetje terug in de elektronicawereld, waar ik zo'n 25 jaar geleden uit ben gestapt. Best wel leuk eigenlijk. Heel anders dan het complexe Ultiboard waar ik op de MTS ooit eens mee mocht spelen.

Groet,
Rico

[Momfer]

Nog even een kleine aanvulling op de testopstelling met het breadboard i.c.m. de ledjes hierboven:

Een veel makkelijker methode om dit te testen is het gebruik maken van het ULN2003 stappenmotor stuurbordje. Hieronder staat hoe je die aansluit MET de wisselspoelen, maar als je die weglaat, kun je met de ledjes A t/m D zien wanneer een pin hoog of laag wordt.



Ik hoop binnenkort weer even wat aandacht te besteden aan dit draadje over EXRAIL.

[Peter64]

Zoals ik al in m'n voorstel-topic had gemeld, een erg duidelijk een fijn draadje dit, zeer leerzaam. Vandaag heb ik de eerste poging gedaan iets met EXRAIL voor elkaar te krijgen. Omdat ik pas 1 loc en 1 stuk flexrail heb heb ik alleen het locje wat heen en weer laten rijden, en wat geexperimenteerd met tijden en snelheden. Maar het was een leerzaam uurtje.

Iets wat me opviel, m'n nieuwe digitale locje remt netjes langzaam af als je het "STOP" commando in je script zet. Als dat echter het laatste commando in het script is, dan staat ie gelijk stil (en dat zullen passagiers niet fijn vinden). Wil je 'm ook na de laatste "STOP" netjes laten afremmen, dan moet je na dat stop commando ook nog even een DELAY toevoegen.

Verder heb ik ook geprobeerd iets met geluid te doen (ik heb niet voor niks een soundloc), maar dat is niet gelukt. Je kunt daarvoor de FON en FOFF commando's gebruiken, maar ik ben er nog niet achter welke getallen je daar dan moet invullen. De handleiding van m'n locje zegt dat er bij F17 een fluitje klinkt. Als ik in "WebThrottle-EX" op F17 druk hoor ik inderdaad een fluitje, geinig. Ik zie dan in de log dat het commando "f 3 222 16" gestuurd wordt. Met "FON(17)" in EXRAIL gebeurt er echter niets. Ook bij FON(222) gebeurt er niets. Verder staat er de handleiding van de loc bij het fluitje "CV-Mapping 326" en "CV-Volume 346", maar ook "FON(326)" geeft geen geluid.

Heeft iemand enig idee hoe ik er achter kom welk getal er bij FON en FOFF gebruikt moet worden voor bepaalde geluidseffecten.

[Momfer]

Ook met het stop commando i.c.m. de CV instellingen voor afremmen heb ik nog geen ervaring. Voor het kerstbaantje heb ik die instelling uitgezet, omdat ik anders niet nauwkeurig genoeg de stopposities kon bepalen. De stopmarge in het schaduwstation was daarvoor te klein.

Fon/Foff: Hier kan ik geen antwoord aandragen, ik heb zelf geen locs met geluid.

Ik hoop dat iemand anders je hiermee kan helpen.

Momenteel is mijn baantje slecht bereikbaar in de hobbykamer, dus kan ik het stopgedrag ook niet even testen.

Niettemin leuk om te lezen dat je, ondanks de beperkte middelen, lekker aan de gang bent met DCC-EX en EX-RAIL.

[Peter64]

De beperkte middelen zijn een bewuste keuze, ik wil het echt stapje voor stapje aanpakken, en tot nu toe werkt dat best. Naast nog wat meer experimentjes met EXRAIL probeer ik wat aan baantjes te tekenen. Gezien het feit dat ik het simpel wil houden is dat op zich niet zo moeilijk, maar als je een simpel stationnetje probeert te leggen met slanke wissels (peco 55), dan loopt het al gauw qua lengte uit de hand. Dan vanuit het station een ovaaltje afmaken, en je hebt al gauw een plaat van 1 meter 80 of zo nodig, als je op dat stationnetje een trein met 3 Silberlinge achter m'n BR 160 kwijt wilt kunnen. Maar goed, we gaan er wel uit komen op de een of andere manier, ofwel accepteren dat ik veel ruimte nodig heb, ofwel overstappen op rails (minitrix?), waar ook wissels met een kleiner radius bestaan.

Maar terug naar het topic, EXRAIL. Het lukt me na wat verder experimenteren wel enigszins om wat geluid eruit te krijgen, maar merkwaardig genoeg niet als de trein nog stil staat, voor vertrek. Hieronder een sketch, met wat commentaar

Code: Selecteer alles

SETLOCO(3)   // Selecteer de locomotief met adres "3", standaard, en de enige loc die ik momenteel heb.
FON(0)       // Licht aan, in de rijrichting
FON(10)      // Toeter, werkt hier niet, het blijft stil
DELAY(1000)
FOFF(10)     // Toeter uit, aangezien er helemaal niet getoeterd wordt is dit redelijk zinloos
DELAY(2000)
FWD(50)      // Vooruit rijden , snelheid 50
DELAY (7000) // 7 seconden wachten
FON(10)      // Toeter, vreemd genoeg werkt dat hier wel, 
DELAY(1000)  // Toeter blijft aan gedurende 1 seconde
FOFF(10)     // Toeter weer uit, en dat gebeurt ook netjes
DELAY(2000)  // Nog 2 seconden doorrijden
STOP
FOFF(0)      // Licht weer uit

Morgen, als ik de tijd kan vinden, nog iets verder mee spelen, kijken of ik er achter kan komen waarom die toeter (en andere geluiden) het de ene keer wel en de andere keer niet doet.

[Momfer]

Even een check: je staat met het testen van FON/FOFF wel op MAIN Track (of JOIN uitgevoerd)?

en ik vond op discord dit onderstaande nog:

Interesting F key command finding which you may or may not be aware of.

I'm working on some automation ideas with a diesel MTH decoder engine #6511 which requires the F3 key StartUp/Shutdown engine to be triggered first before any of the other engine sounds like horn or bell will work,
<F 6511 3 1> turns on Startup
as does <f 6511 132>

but <F 6511 3 0> does Not Shut down or turn off the Engine sound .

a <F 6511 3 > Null on|off must be sent first, then
<F 6511 3 1> turns off, or Shuts down engine sounds.

Just a FYI for you to know about some peculiar MTH decoder F functions if someone plans on using them in automation

Similarly using original 'f' function
<f 6511 132> turns on Engine Startup
<f 6511 128> Null state
<f 6511 132> turns Off or Shuts down engine motor sounds.

KCS