Modellbahn - Steuersystem digital
(aber anders)

NGO-MBT 02/2011
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Modellbahnsteuerng

Bus-Master

Der Bus-Master steuert und kontrolliert die gesamte Systemeinheit. Er kommuniziert über eine Client-Server Verbindung mit dem SRCP-Server und verteilt die Nachrichten entsprechend an die Blockstrecken-Rechner. Ebenso übernimmt er Status- und Zustandsinformationen von den Blockstrecken-Rechnern zur internen Verarbeitung und/oder zur Übermittlung an den Server.
Realisiert ist diese Verbindung über ein Xport - Modul von Lantronix. Dieser Baustein bedient die C/S-Verbindung über IP (Ethernet) und stellt bidirektionale, serielle Datenleitungen vom und zum Prozessor zur Verfügung. Als Prozessor ist ein PIC16F877 von Microchip, getaktet mit 20 Mhz, im Einsatz.

Zur Synchronisation des gesamten Systems wird ein zentraler Takt (~ 120 Hz) verwendet, welcher entweder von einem der Bus-Master generiert und exportiert, oder von einer externen Quelle importiert und ausgewertet wird. Die Art der Takt-Verarbeitung kann per Hardware-Konfiguration (DIP-Switch) eingestellt werden. Der Takt wird einerseits für die Auslösung der Pulsgeneratoren, andererseits für die Steuerung und Kontrolle des Nachrichtenaustausches zwischen Master und Blockstrecken-Rechnern verwendet.

Für zusätzliche Schalt-, Anzeige- oder Hardware-Steuerfunktionen stehen 3 universell verwendbare 8-Bit I/O-Ports und ein I2C-Bus zur Verfügung. Über diese frei programmierbaren Ports ist zur Zeit zum Beispiel die Ausgabe von Debug-Informationen auf ein LCD-Display oder auch eine auf I2C-Kommunikation umgestellte Version der Weichensteuerung realisiert.

Zur Erweiterung des doch eher knapp bemessenen Speichers im Prozessor haben wir einen Speicherbaustein (6116) in die Schaltung integriert. Zugbereitstellungen, aktuelle Weichenstraßen oder sonstige Betriebsinformationen können hier gespeichert werden.

Mit den DIP-Switches werden - neben der Master-Adresse - verschiedene Optionen wie zum Beispiel Debug, Taktquelle oder 'LCD-Display angeschlossen' eingestellt. Da die Einstellungen auch an die Blockstrecken-Rechner weitergegeben werden, ist es auch möglich, Debug-Informationen aus den Blockstrecken-Rechnern am Display anzuzeigen oder an den Server weiterzuleiten.



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