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DCC Command Station (go to english project)

Es la unidad de control principal de los trenes y es la que tiene la capacidad de codificar los mensajes de velocidad, dirección y funciones especiales como luces y sonido para ser amplificadas y luego enviadas a la carrilera. En el mercado se consigen algunas unidades de control (Command Station) que tienen el sistema de amplificación o de potencia, llamado Booster, incorporado.

DCC Basic Diagram

Algunos diseños de Command Stations tienen todos los elementos anteriores incorporados, pero la mayoría de soluciones comerciales vienen en componentes separados. El diseño de DCC Command Station que yo trabajé es del tipo integrado y fue basado en el trabajo de Robert Cote (miniDCC), pero el código del microprocesador lo reconstrui y lo escribi en C pues no encontré ningún proyecto en internet que estuviera escrito en código de alto nivel. Es mucho más fácil de entender y de mantener, aunque hay que reconocer que no es el código más eficiente.

El circuito esquemático usando un L298H

El primer circtuito que diseñe y construí usaba el circuito integrado L298H de STMicroelectronics pues presentaba una gran facilidad a la hora de usarlo y no tenía que pelear con los MOSFET que nunca en mi vida había usado. Posteriormente encontré que los MOSFET son una opción más económica aunque si tienen más problemas que discutiré más adelante.

Ver el esquema con más detalle en PDF. Este es el esquemático con el L298H. Para la versión más reciente consulte más abajo de este documento.

El hardware está basado en un micro controlador PIC 18F4550, el cual corre con un cristal de 4 MHz pero con el módulo PLL integrado hace que el procesador corra a 24 MHz. Como entrada tiene un teclado matricial de 4x4 y un display de 16x2 líneas para la interfaz con el usuario. La estación consta de 4 potenciómetros que controlarán la velocidad de cada uno de los 4 trenes que es capaz de manejar al mismo tiempo la estación. Como amplificación (booster), esta estación usa el circuito de STMicroelectronics, L298N, que consiste en un doble puente en H, que conectados en paralelo pueden proveer hasta 4 amperios. Podría también implementarse circuitos de Booster con el LMD18200 que es capaz de suministrar a la carrilera hasta dos amperios y podría también conectarse en paralelo para mayores corrientes. Otro circuito posible, que podría suministrar aún más corriente sería construyendo un puente H discreto con Mosfet P y Mosfet N, como el que se presenta a continuación.

Este circuito fue tomado de http://www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/hbridge2.htm como referencia únicamente y todos los derechos están reservados por Dave Johnson.

El módulo USB está dispuesto para una futura conección al PC, pero todavía no está implementado en el firmware. Esta será una de las mejoras futuras así como la utilización de un display gráfico de 128x64 pixels en vez del LCD de 16 caracteres x 2 líneas.

El control de los trenes está dado por cada potenciómetro y cada columna de teclas del teclado. La asignación de teclas es la siguiente:

  • La primera tecla de cada columna apaga o prende la luz del tren
  • La segunda tecla se encarga de cambiar la dirección del tren
  • La tercera tecla activa la función F1 del decodificador
  • La cuarta tecla activa la función F2 del decodificador

Cuando la estación de control no se encuentra en modo de programación las funciones son las que se especificaron anteriormente.

Al presionar el SW normalmente abierto por más de 2 segundos, la estación de control entrará en el modo de programación. En esta versión existen dos pantallas de programación:

  1. Configuración de la dirección de la locomotora que controla y el modo de velocidad (28 o 128 speed steps). Esto lo hace para cada uno de las 4 locomotoras que puede manejar al mismo tiempo la estación.
  2. Todas las variavles de configuración CVs

El programa está diseñado para el compilador MPLAB C 18 versión 3.5 o superiores.

Descargar Código fuente

Se rediseño el sistema de control de mosfets para no hacerlo con transistores bjt discretos sino usar un mosfet driver. Esto hace más eficiente el swicheo de los transistores de potencia. PAra descargar el archivo con más detalle de click sobre la imagen.

The project in English

This page is having a lot of visitor from all over the world, excluding Africa, so I decided to switch the language to english although is not my first language and I might make so many mistakes, but I dont care!

This english translation was made by Ray West that has been working succesfully with this command station and has a lot of ideas about train control. GO TO THIS LINK

This is a Link to a youtube video with a short explanation of the use of this unit

 

Algunas fotos de la estación

Para verlas más grandes puede dar click sobre la imagen