ServoPoint. Sterownik rozjazdów z polaryzacją

ServoPoint. Sterownik rozjazdów z polaryzacją
Pobierz PDF Download icon
Rozjazdy niektórych firm wymagają polaryzacji krzyżownicy. W artykule opisano sterownik, który kontroluje serwomechanizm przestawiający rozjazd oraz przekaźnik zmieniający polaryzację krzyżownicy. Rekomendacje: sterownik jest przeznaczony do makiet kolejowych.

Projekt sterownika zaczerpnięto ze strony http://usuaris.tinet.org/fmco. Wprowadzono niewielkie zmiany: dodano diodę informującą o włączonym napięciu zasilającym, zmieniono rodzaj tranzystorów sterujących przekaźnikiem, zmieniono mikrokontroler z SMD na DIP oraz przystosowano płytkę do obudowy Z-70U.

Budowa i zasadza działania

Schemat ideowy sterownika rozjazdów pokazano na rysunku 1. Napięcie zasilające, które może pochodzić z torowiska lub lepiej z osobnego zasilacza przeznaczonego do zasilania akcesoriów dodatkowych, jest prostowane za pomocą mostka diodowego D1, a następnie stabilizowane przez stabilizator U1.

Jeśli napięcie zasilające będzie przekraczało 12 V, konieczne może się okazać zamontowanie radiatora (typowy serwomechanizm o standardowej wielkości pobiera podczas pracy prąd o natężeniu ok. 160 mA, co może wywołać duże straty mocy na stabilizatorze). Dane DCC doprowadzone do złącza J2 po przejściu przez transoptor trafiają do mikrokontrolera, który je dekoduje.

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika rozjazdów

Rysunek 2. Schemat montażowy sterownika rozjazdów

Jeśli rozkaz dotyczy sterownika rozjazdu, to serwomechanizm dołączony do wtyku J3 jest odpowiednio sterowany. Oprócz tego może zmienić się położenie przekaźnika bistabilnego sterowanego tranzystorami T1 i T2. Dzięki użyciu tranzystorów MOS nie ma konieczności stosowania rezystorów ograniczających prąd sterujący oraz diod tłumiących przepięcia powstające w chwili wyłączenia przekaźnika.

Przekaźnik bistabilny do przełączenia styków potrzebuje krótkiego impulsu, dzięki czemu prąd jest pobierany tylko przez kilkadziesiąt milisekund, co przekłada się na mniejsze zużycie energii przez sterownik. Do złącza J5 można dołączyć przycisk, którym można zmieniać ręcznie położenie rozjazdu. Przycisk ten służy także do konfigurowania sterownika.

Wykaz elementów

Rezystory:
R1, R3...R5: 1 kΩ
R2: 560 Ω

Kondensatory:
C1, C2: 220 µF/25 V (elektrolit.)
C3: 100 nF (ceram.)

Półprzewodniki:
U1: LM7805
U2: 6N137
U3: PIC12F629 (zaprogramowany)
T1, T2: BS170
D1: B40C1500 (mostek prostowniczy)
D2: dioda LED 3 mm, zielona
D3: dioda LED 3 mm, czerwona
D4: 1N4148

Inne:
PK1: AZ850P2-5 (przekaźnik bistabilny)
J1, J2: 2P-BL+TB-5.0-PIN (złącze)
J3: gniazdo goldpin 1×3
J4: SN25-W06K (złącze kątowe)
J5: SN25-W02K (złącze kątowe)

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy sterownika rozjazdów pokazano na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie wymaga omawiania. Pod mikrokontroler warto zastosować podstawkę. Jeśli mikrokontroler nie był zaprogramowany, do jego pamięci Flash należy wgrać plik ServoPoint. hex. Plik ten zawiera bity konfiguracyjne, jeśli jednak programator nie korzysta z tych informacji, ustawienie bitów konfiguracyjnych można zobaczyć na rysunku 3.

Rysunek 3. Ustawienie bitów konfiguracyjnych

Rysunek 4. Sposób dołączenia sterownika do rozjazdu

Po włączeniu zasilania dioda D2 powinna świecić się. Krótkie zwarcie złącza J5 powinno spowodować zmianę położenia serwomechanizmu. Jeśli wszystko działa prawidłowo, należy doprowadzić sygnał DCC do J2.

Konfigurowanie sterownika jest dość nietypowe i nie opiera się o wpisy do rejestrów CV. Aby wejść do menu konfiguracyjnego, należy zewrzeć J5 przez ponad 3 sekundy. Dioda D3 zacznie migać. Teraz w manipulatorze należy ustawić adres, na który ma reagować sterownik i wysłać rozkaz zmiany położenia rozjazdu. Dioda D3 zgaśnie.

Aby ustawić zakres pracy serwomechanizmu należy:

  • Zewrzeć na ponad 3 sekundy złącze J5 - dioda D3 zacznie mrugać.
  • Ponownie zewrzeć na chwilę J5 - dioda D3 zaświeci się.
  • Na manipulatorze ustawić adres z zakresu 1...50 (liczba 50 odpowiada 90 stopniom) i przestawić rozjazd. Dioda D3 zgaśnie.

Aby zmienić szybkość pracy serwomechanizmu (czas zmiany położenia rozjazdu) należy:

  • Zewrzeć na ponad 3 sekundy złącze J5 - dioda D3 zacznie mrugać.
  • Ponownie zewrzeć na chwilę złącze J5 - dioda D3 zaświeci się.
  • Jeszcze raz zewrzeć na chwilę złącze J5 - dioda D3 zacznie szybko mrugać.
  • Na manipulatorze ustawić adres z zakresu 1...20 (1 najszybciej, 20 najwolniej, zalecam zakres korzystanie z zakresu 5...8; większe wartości mogą być przydatne, gdy sterownik będzie obsługiwał zapory na przejeździe kolejowym) i przestawić rozjazd. Dioda D3 zgaśnie.

Sposób dołączenia sterownika do rozjazdu pokazano na rysunku 4.

Rysunek 5. Oprogramowanie Rocrail – ekran nowego planu

Tabela 1. Przykładowe adresy i numery portów interfejsu

Konfigurowanie programu Rocrail

Konfigurację programu Rocrail do współpracy z centralką opisano w artykule "Moduł informacji zwrotnej S88", więc nie będę jej tu powtarzał. Aby sterować rozjazdem z programu należy:

  • Zaprogramować adres sterownika sposobem opisanym wcześniej, przyjmijmy, że jest to adres 12.
  • Umieścić wskaźnik myszy nad symbolem rozjazdu i nacisnąć prawy przycisk na myszce (rysunek 5).
  • Wybrać Właściwości, a następnie kliknąć na zakładkę Interfejs (rysunek 6).
  • Wypełnić pola Adres oraz Port i zatwierdzić przez Ok. Teraz klikając na symbol rozjazdu można zmieniać jego położenie (rysunek 7).

Adres i numer port interfejsu można obliczyć w następujący sposób:

  • Adres interfejsu = adres sterownika / 4. Adres interfejsu należy zaokrąglić "w górę".
  • Port interfejsu = reszta z dzielenia adresu sterownika / 4. Jeśli w wyniku otrzymamy 0, to zamieniamy wynik na 4.

Rysunek 6. Oprogramowanie Rocrail – ekran właściwości rozjazdu

Rysunek 7. Oprogramowanie Rocrail – ekran sterowania rozjazdami

Przykładowe adresy i numery portów umieszczono w tabeli 1.

Formuły dla programu Microsoft Excel:

Adres interfejsu: =ZAOKR.GÓRA(ADR_STER_ROZJAZU/4;0)
Port interfejsu: =JEŻELI(MOD(ADR_ STER_ROZJAZU;4)=0;4;MOD(ADR_STER_ ROZJAZU;4))

Sławomir Skrzyński, EP

Artykuł ukazał się w
Październik 2014
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio luty 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów