Digitaliseren Stackmodules
WebHome Bouwschemas
Contact ScratchScenery
   
 
Modelspoor stack modules

 

In mijn inmiddels jarenlange verkenningstocht door digitaal modelspoorland heb ik vele goede en ook een hoop minder geslaagde oplossingen voorbij zien komen. Voor mijn baan zocht ik modulaire oplossingen die flexibel in te zetten waren. En eigenlijk kon ik geen echte standaard vinden om alles logisch en praktisch aan te sturen. Het bleef altijd toch een beetje een ratjetoe van merken, losse stukjes techniek en heel veel bedrading.

Uit deze ervaringen werd een concept geboren:

 

Een eenduidig en modulair zelfbouwsysteem dat
de gehele modelspoorbaan kan aansturen.

 

Het systeem bestaat uit een aantal basis boards die de verbinding en het protocol van en naar de besturingscentrale verzorgen:

  • Basis board - DCC-decoder
  • Basis board - DCC-EX seriŽle centrale
  • Basis board - Loconet-T LM311 centrale
  • Basis board - Loconet-T LM311 cliŽnt

 

En op deze basismodules worden stack boards geplaatst (schakelunits) die de onderdelen op de modelbaan aansturen:

Output:

  • Stack board - Wissels
  • Stack board - Ontkoppelen
  • Stack board - Servo's
  • Stack board - DC-outputs
  • Stack board - Relais en pins
  • Stack board - Seinen LED
  • Stack board - Baanuitlichting

Input:

  • Stack board - Stroomdetectie
  • Stack board - Loconet hub
  • Stack board - Sensoren
  • Stack board - Massadetectie

Testen:

  • Stack board - Test en debug
  • Stack board - DCC-monitor
  • Stack board - Prototyping

 

 


Klik voor vergroten

 

Voordelen stack modules

Protocollen: stack modules ondersteunen de 3 belangrijkste protocollen: DCC-decoder, DCC-EX en Loconet.

Totaaloplossing: stack modules kunnen vrijwel alle onderdelen van een modelspoorbaan gemakkelijk aansturen en bieden dus 1 duidelijke en handige oplossing voor complete modelspoorbanen.

Uitwisselbaar: de basis boards en de stack boards zijn onderling uitwisselbaar. Verschillende stack boards werken op meerdere basis boards en v.v. Zo werkt een stack board wissels bijvoorbeeld op zowel het basis board DCC-EX, op de DCC-decoder en op de Loconet client. En ook de Nano's op de basis boards zijn gemakkelijk uitwisselbaar.

Programmeren: de basis boards zijn heel gemakkelijk en flexibel te programmeren via de Arduino IDE. De bijgeleverde sketches zijn snel aan te passen aan jouw modelspoorbaan.

Uniform: de PCB's hebben uniforme indelingen en aansluitingen. En ze zijn door gelijke afmetingen ook stapelbaar met M3 draadeinden. Het formaat is compact: 100x100mm.

Outputs: de outputs kunnen naar wens uitgevoerd worden met rechte pinnen, haakse pinnen of schroefterminals.

Kostprijs: stack modules kosten slechts een fractie van de prijs die je normaal kwijt zou zijn aan kant-en-klare elektronica van de bekende merken (Mšrklin, Roco, Uhlenbrock, Digitrax, etc).

 

 

Stack modules - Basis boards

Dit zijn de processoren (Arduino Nano) en de aanvullende elektronica die verbonden zijn met de centrale besturing (command station, PC, etc). Het basis board bepaalt het protocol dat gebruikt wordt. Het basis board heeft 16 kanalen naar het stack board. De basis boards hebben allen hetzelfde formaat PCB en een grotendeels gelijke indeling. Indien gewenst zijn ze stapelbaar d.m.v. M3 draadeinden.

Er zijn 4 varianten beschikbaar:

  • Basis board - DCC-decoder
  • Basis board - DCC-EX seriŽle centrale
  • Basis board - Loconet-T LM311 centrale
  • Basis board - Loconet-T LM311 cliŽnt

 

Basis board DCC-decoder

Het basis board DCC-decoder is een 16-kanaals decoder voor uitgaande DCC-signalen vanuit de besturingscentrale.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Processor: Arduino Nano ATMega328, geÔntegreerd op het PCB. Verbinding met de centrale besturing: DCC-signaal van de railstroom. Kanalen: 16, pinnen: 3-12 en 14-19. Arduino library: DCC_Decoder.

Voedingsspanning: 5vDC (schroefterminal KF301-2P 5mm en Dupont pins). Input DCC: 5mm schroefterminal KF301 en Dupont pins. Ledís: DCin (groen) en DCC (blauw). Programmering DCC-adressen en pinnen: via de Arduino sketch (digitaal of analoog, input of output, switch, pulse, flash, idle high of low, etc).

Montage PCB: 4x M3. Afmetingen: 100x100mm.

Te gebruiken stack boards: wissels, ontkoppelen, servo's, DC-outputs, relais en pins, seinen LED, test en debug, DCC-monitor, prototyping.

Onderdelen: PCB, Nano ATmega328, 4x header F15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, 4x weerstand, 2x led 3mm, 2x pins M2P, opto 6N137, IC socket 8P.

 

 

Basis board DCC-EX seriŽle centrale

Het basis board DCC-EX seriŽle centrale is een 16-kanaals input/output device voor uitgaande (DCC-) commando's of binnenkomende terugmeldingen.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Processor: Arduino Nano ATMega328, geÔntegreerd op het PCB. Verbinding met de centrale besturing: USB-kabel. Kanalen: 16, pinnen 2-11 en 14-19. Arduino library: DCCEX.

Voedingsspanning: 5vDC, via USB of via schroefterminal KF301-2P 5mm. Programmering DCC-adressen en pinnen: via de treinbesturingssoftware (bv Rocrail of Koploper).

Montage PCB: 4x M3. Afmetingen: 100x100mm.

Te gebruiken stack boards: wissels, ontkoppelen, servo's, DC-outputs, relais en pins, seinen LED, stroomdetectie, sensoren, massadetectie, test en debug, DCC-monitor, prototyping.

Onderdelen: PCB, Nano ATmega328, 4x header F15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, weerstand, led 3mm, pins M2P.

 

 

Basis board Loconet-T LM311 centrale

Het basis board Loconet-T LM311 centrale is een 4096-kanaals input/output device voor Loconet instructies (Locobuffer). Het board kan worden voorzien van een stack board met 8 extra RJ12 Loconet aansluitingen.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Processor: Arduino Nano ATMega328, geÔntegreerd op het PCB. Verbinding met de centrale besturing: USB-kabel. Kanalen: 4096 (digitaal, 0 of 1). Arduino library: LocoNet.

Voedingsspanning: 12vDC (schroefterminal KF301-2P 5mm en Dupont pins) en 5vDC via USB. Bus terminator 15ma (aan/uit schakelen met J1). Deze centrale voorziet in 12v busstroom voor de Loconet bus (aan/uit schakelen met J2). Leds: DCin (groen) en Loconet busstroom (rood). Type Loconet: T.

Montage PCB: 4x M3. Afmetingen: 100x100mm.

Te gebruiken stack boards: test & debug, Loconet hub.

Onderdelen: PCB, Nano ATmega328, 4x header F15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, 9x weerstand, led 3mm, 3x pins M2P, 2x RJ12 chassis, LM311n, BC337, 2x BC547, IC-socket 8P, Jumpconnect 2P.

 

 

Basis board Loconet-T LM311 client

Het basis board Loconet-T LM311 client is een 16-kanaals input/output device voor uitgaande Loconet-commando's of binnenkomende terugmeldingen.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Processor: Arduino Nano ATMega328, geÔntegreerd op het PCB. Verbinding met de centrale besturing: Loconet. Kanalen: 16, pinnen 2-5, 7 en 9-19. Arduino library: LocoNet.

Voedingsspanning: 5vDC (schroefterminal KF301-2P 5mm en Dupont pins). Led's: DCin (groen) en Loconet busstroom (rood). Type Loconet: T. Programmering Loconet adressen en pinnen: via de Arduino sketch (digitaal of analoog, input of output, switch, pulse, flash, idle high of low, etc).

Montage PCB: 4x M3. Afmetingen: 100x100mm.

Te gebruiken stack boards: wissels, ontkoppelen, servo's, DC-outputs, relais en pins, seinen LED, stroomdetectie, sensoren, massadetectie, test en debug, DCC-monitor, prototyping.

Deze Loconet client kan ook zelfstandig, zonder besturingscentrale of Locobuffer, functioneren. Inkomende sensoren kunnen bv direct wissels, seinen, etc aansturen. Je dient dan wel de sketch aan te passen aan die specifieke situatie (vereist een goede basiskennis van Loconet, Arduino en C++) .

Onderdelen: PCB, Nano ATmega328, 4x header F15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, 8x weerstand, 2x led 3mm, pins M2P, 2x RJ12 chassis, LM311n, BC337, IC-socket 8P.

 

 

Stack modules - Stack boards

Op deze basis boards wordt vervolgens een stack board geplaatst dat de aansturing van onderdelen op de modelbaan regelt (ook wel schakelunit genoemd):

Output:

  • Stack board - Wissels
  • Stack board - Ontkoppelen
  • Stack board - Servo's
  • Stack board - DC-outputs
  • Stack board - Relais en pins
  • Stack board - Seinen LED
  • Stack board - Baanuitlichting

Input:

  • Stack board - Stroomdetectie
  • Stack board - Loconet hub
  • Stack board - Sensoren
  • Stack board - Massadetectie

Testen:

  • Stack board - Test en debug
  • Stack board - DCC-monitor
  • Stack board - Prototyping

 

 

Stack board wissels

Stack board voor sturing van 8 elektromagnetische wissels.


Klik voor vergroten en 2D

Specificaties:

Voedingsspanning: DC 12-18v (afhankelijk van de specificatie van de wissels) via schroefterminal KF301-2P 5mm of Dupont pinnen (H3). Schakelunits: 4x Toshiba ULN2803apg, uitgevoerd met dubbele poorten, maximaal 1000ma per kanaal. Afmetingen: 100x56mm.

Outputs: naar keuze rechte of haakse pinnen (Dupont) of 2.54mm schroefterminals KF128. Led: DCin (groen). Met GNDJMP schakel je de doorverbinding tussen de Ė van de DC-input en de massa van het stack en basis board in en uit.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Onderdelen: PCB, 2x header M15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, weerstand, led 3mm, 2x pins M2P, 4x IC-socket 18P, 4x ULN23803apg, header M24P haaks (of 3x schroefterminal KF128-8P 2.54mm), jumpconnect 2P.

 

 

Stack board ontkoppelen

Stack board voor sturing van 16 elektromagnetische ontkoppelrails.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Voedingsspanning: DC 12-18v (afhankelijk van de specificatie van de ontkoppelrails) via schroefterminal KF301-2P 5mm of Dupont pinnen (H3). Schakelunits: 4x Toshiba ULN2803apg, uitgevoerd met dubbele poorten, maximaal 1000ma per kanaal. Afmetingen: 100x61mm.

Outputs: dubbele haakse pinnen (Dupont). Led: DCin (groen). Met GNDJMP schakel je de doorverbinding tussen de Ė van de DC-input en de massa van het stack en basis board in en uit.  

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Onderdelen: PCB, 2x header M15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, weerstand, led 3mm, 2x pins M2P, 4x IC-socket 18P, 4x ULN23803apg, 2x header M2x8P haaks, jumpconnect 2P.

 

 

Stack board servo's

Stack board voor sturing van 12 servoís.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Voedingsspanning: 5vDC via schroefterminal KF301-2P 5mm of Dupont pinnen (H3). Afmetingen: 100x56mm.

Outputs: dubbele haakse pinnen (Dupont) voor 12 standaard 3-polige servo connectoren (Gnd, 5V en signaal). Led: DCin (groen). Met GNDJMP schakel je de doorverbinding tussen de Ė van de DC-input en de massa van het stack en basis board in en uit.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Onderdelen: PCB, 2x header M15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, weerstand, led 3mm, 2x pins M2P, header M2x18P haaks, jumpconnect 2P.

 

 

Stack board DC-outputs

Stack board met 16 DC-outputs van 5, 6, 9 of 12v (waarvan je er per board 2 kunt selecteren in 2 secties van 8 aansluitingen). Maximaal 500ma per output.


Klik voor vergroten en 2D

Specificaties:

Voedingsspanning: 12vDC via schroefterminal KF301-2P 5mm of Dupont pinnen (H3). Afmetingen: 100x69mm.

Outputs: 4x schroefterminal KF128-8P 2.54mm. Led: DCin (groen). Plaats 1 jumper op J5Va, J6Va, J9Va of J12Va (aan/uit). Deze bepaalt de output spanning van ULN-a (5, 6, 9 of 12volt). Hetzelfde geldt voor jumpers J5Vb, J6Vb, J9Vb en J12Vb voor de output spanning van ULN-b. Met GNDJMP schakel je de doorverbinding tussen de Ė van de DC-input en de massa van het stack en basis board in en uit.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Onderdelen: PCB, 2x header M15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, weerstand Led 3mm, 11x pins M2P, 3x LM78xx, 2x ULN23803apg, 4x schroefterminal KF128-8P 2.54mm, 6x condens 100nf, 2x IC-socket 18P, 3x jumpconnect 2P.

 

 

Stack board relais en pins

Stack board voor sturing van 4 relais (met 2 contacten: NO of NC) en 12 logic output pins 5v.


Klik voor vergroten en 2D

Specificaties:

Voedingsspanning: 5vDC via schroefterminal KF301-2P 5mm of Dupont pinnen (H3). Afmetingen: 100x69mm.

Outputs: 4 relais (NO en NC) en 12 logic pins (Dupont). Leds: DCin (groen), 4x relais status (rood). Met jumpers J1-J4 schakel je de relaiskanalen 1-4 aan/uit. Met GNDJMP schakel je de doorverbinding tussen de Ė van de DC-input en de massa van het stack en basis board in en uit.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

Stack board seinen LED

Stack board voor sturing van 16 seinkanalen (led's).


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Voedingsspanning: 5vDC via schroefterminal KF301-2P 5mm of Dupont pinnen (H3). Afmetingen: 100x56mm.

Outputs: naar keuze rechte of haakse pinnen (Dupont) of 2x schroefterminal KF128-8P 2.54mm. Led: DCin (groen). Met GNDJMP schakel je de doorverbinding tussen de Ė van de DC-input en de massa van het stack en basis board in en uit.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

Stack board baanuitlichting

Stack board om de modelbaan zelf uit te lichten: ochtend, overdag, avond, nacht. Via DCC-commando's te schakelen. Inclusief programma voor natuurlijk lichtverloop over een volledige dag.

Afmetingen: 100x69mm.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX, DCC-decoder en Loconet client.

Release in kwartaal 3 van 2023.

 

 

Stack board stroomdetectie

Stack board voor 16 terugmelders stroomdetectie.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Inputs: 2x schroefterminal KF128-8P 2.54mm voor geÔsoleerde railsecties en schroefterminal KF301-2P 5mm voor de (common) railstroom. Afmetingen: 100x69mm.

Kan gebruikt worden op basis boards: DCC-EX en Loconet client.

Benodigde extension boards: 1-4, met elk 4 melders (optocouplers PC814). Monteer de extension board zodanig dat de markeringen Ď1í en ĎGndí overeenkomen met het stack board stroomdetectie:


Klik voor vergroten of 2D

De extension boards kunnen met een 3mm draadeind aan elkaar vastgezet worden. Afmetingen: 51x46mm.

Onderdelen: PCB stroomdetectie, 2x header M15P, schroefterminal KF301-2P 5mm, 2x schroefterminal KF128-8P 2.54mm, 4x header F10P, 4x PCB extension, 4x header M10P haaks, 16x 2W10 rectifier, 32x weerstand, 16x opto PC814, 16x condens 100nf.

 

 

Stack board Loconet hub

Stack board om de Loconet-T LM311 centrale te voorzien van 8 extra Loconet aansluitingen.


Klik voor vergroten of 2D

Specificaties:

Hub voor 8 extra Loconet aansluitingen RJ12. Led: indicatie 12v busstroom Loconet (rood). Afmetingen: 100x56mm.

Kan gebruikt worden op basis board: Loconet centrale.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

Stack board sensoren

Stack board voor het aansluiten van diverse sensoren: TOF, Hall, LDR, IR, Ultrasonic, etc.

Kan gebruikt worden op de basis boards: DCC-decoder, DCC-EX seriŽle centrale en Loconet cliŽnt.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

 

Stack board massadetectie

Stack board voor het ontvangen van terugmeldingen via massadetectie S88.

Kan gebruikt worden op de basis boards: DCC-EX seriŽle centrale en Loconet cliŽnt.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

 

Stack board test en debug

Stack board om de outputs en configuratie van basis boards te testen.


Klik voor vergroten en 2D

Specificaties:

20 leds laten de status van alle (Arduino) poorten zien. Afmetingen: 100x56mm.

Kan op alle basis boards gebruikt worden.

Onderdelen: PCB, 2x header M15P, 20x weerstand, 20x led 3mm.

 

 

Stack board DCC-monitor

Stack board met een I2C LCD-scherm 2x16 om de DCC-commando's van de besturingscentrale af te lezen.


Klik voor vergroten en 2D

Afmetingen: 100x69mm.

Kan gebruikt worden op het basis board DCC-decoder.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

Stack board prototyping

Stack board om zelf elektronica te ontwerpen en te bouwen op de basisboards DCC-EX, DCC-decoder en Loconet.

Afmetingen: 100x69mm.

Kan gebruikt worden op alle basis boards.

Release in kwartaal 2 van 2023.

 

 

 

Uitwisselbaar: basis boards en stack boards

En deze basis boards en stack boards zijn onderling uitwisselbaar:

  • Op een DCC-EX basis board kan bv een stack board voor wissels, ontkoppelen, seinen of servo's geplaatst worden.
  • Maar deze stack boards werken ook op een basis board met een DCC-decoder of Loconet.
  • En een stack board met terugmelding past zowel op een Loconet basis board als op een DCC-EX basis board.

Sommige stack boards (bv stroomdetectie) hebben nog extension boards die je in pin headers kunt plaatsen.

Voorbeeldconfiguratie:


Klik voor vergroten

Kortom: alle basis boards matchen met de stack boards en ze zijn onderling uitwisselbaar. De gebruiker bepaalt welke combinaties in de modelbaan benodigd zijn.