DCC BoosterR-Y v.4

Jedná se o nástupce populárního BoosteR-CDE z produkce F.M.Cañada.

V podstatě jsem jen vyměnil použitý hardware a přizpůsobil mu software. V oblasti hardware došlo ke značné modernizaci, která pro někoho bude znamenat, že zařízení nebudou schopni doma postavit. Moderní součástky se prostě dělají v provedení SMD.

Označení s "Y" a "v.4" a konci odkazuje na NanoY v.4. BoosteR je konstruován právě jako doplněk pro tuto centrálu.

DCC BoosteR-Y v.4

It is follower of popularBoosteR-CDE by F.M.Cañada.

I was replaced used hardwar components and adjusted software to match requirements of new components. New components are much modern. That can mean for some people, they will not be able to build BoosteR at home. Modern electronic parts are produced in SMD only.

Marking with "Y" and "v.4" at the end of name pointing to NanoY v.4. BoosteR is build as add on to this command station.

Specifikace:

• Booster může dodávat až 3A proudu do hlavní trati (výchozí hodnota je 2A, v textu je návod na změnu), pracovní napětí lze plynule nastavit v rozsahu 8 až 16 V
• Opticky oddělený vstup zajišťuje bezpečné oddělení centrály od kolejiště
• Detekce zkratu a přetížení zajišťuje bezpečné odpojení při rozpoznání zkratu a opětovné připojení, pokud zkrat pomine
• Odeslání informace o zkratu do centrály pomocí signálu "E"
• Detekce chyby a odpojení vstupního signálu, při které dojde o odpojení výstupu
• Podpora RailCom cut-out device

Hlavní změny

Především jsem přepracoval část zesilovače (boosteru), který vytváří DCC signál. Stejně jako u NanoY i zde jsem použil můstek DRV8876, který jsou mnohem modernější a také levnější. Pro sledování přetížení využívám vnější komparátor LM393D. Pro měření proudu tekoucího do kolejí využívám vnitřní měření proudu na můstku DRV8876. Vnitřní zdroj 5 Volt je řešen pomocí obvodu MSP2315. Čistě proto, že obvod má dobrou cenu a velkou efektivitu. Je to hezký moderní měnič. Použil jsem modernější procesor PIC16F18313. Tento procesor je o něco modernější a má více prostředků, ačkoli jeho cena je menší než u původního procesoru.

Na desce plošných spojů je graficky vyvedený obrázek dětského vláčku, který mnohonásobně zlepšuje kvalitu elektronů při předávání informací od centrály k vozidlům. Deska má rozměry pouhých 77 × 72 mm.

Specification:

• Booster can supply up to 3A of current (default value is limited to 2A, in text is described how to change), working voltage is 8 - 16 V
• Opto insulated input ensures secure protection of command station from track layout
• Detection of short or overload ensures safe disconnection when short is detected and re-connection back, when short condition end
• Report of short condition using "E" signal
• Error on input signal detection, that will cause output disconnection
• Support of RailCom cut-out device

Main changes

I was redesigned mainly pat of booster, that produce DCC signal. I was used bridge driver DRV8876 same as NanoY. The driver is much modern and cheaper. For overload detection I'm using external comparator LM393D. For current sensing I'm using internal current measurement on bridge DRV8876. Internal power source 5V using chip MSP2315. It have good price and good is very effective. It is nice modern converter. I was used more modern processor PIC16F15313. This processor is little bit more modern, equipped by more resources and cheaper than old one.

PCB use small version of graphically nice locomotive image. That dramatically increase quality of transfered electrons transmitting information from command station to cars. PCB size is 77 × 72 mm only.

Schema a DPS

Schéma zapojení je velmi jednoduché. V hlavních rysech se příliš neliší od původního BoosteRu. Nemá cenu jej nějak složitě popisovat, popis jednotlivých fragmentů je v textu této stránky, ostatní je jen základní zapojení použitých komponent. Dokonce i gerber soubory pro BoosteR-Y v.4 desky plošných spojů je možné si stáhnout a desku si nechat vyrobit. Než se do této akce pustíte, zvažte, jestli vaše schopnosti stačí na osazení a zprovoznění celé desky. Deska počítá převážně se SMD součástkami a nedává smysl tento fakt měnit. Vzhledem k tomu, jak je populární odstraňovat jména autorů a vydávání designu za svůj "vylepšený", není k dispozici jiná forma DPS než hotový gerber. V návaznosti na tento fakt také není k dispozici program pro procesor (ani ve formátu HEX). Program je možné zdarma získat na základě individuálního posouzení. Minimálním předpokladem pro posouzení je zaslání fotek osazeného BoosteRu na kterých bude zřetelné zachování označení produktu, jmen a graficky vyvedeného dětského vláčku.

Schematic and DPS

Schematic is very simple. It does not deviating far from original BoosteR. It make no sense to spent lot of time by detail description. Description of particular fragments is in page text, rest are only basic interconnection of used components. It is possible to download gerber files for BoosteR-Y v.4 PCB manufacturing. Before you will start with it, ensure yourself, you are able to build all hardware. Board uses mainly SMD parts and it make no sense change it. Because it is very popular to remove authors names and sell design as own "enhanced", no other form of PCB than complete gerber is available. For same season is not available software for download (in any form, including HEX). Program can be received free of charge, based on individual evaluation. Minimum requirement is sending photo of finished BoosteR PCB, that visually keeps product name, author names and logo of toy train.

Current load

Same as NanoY version 4 command station use internal current detection of DRV8876. It have current on output IPROPI (6) linearly connected to load. Current is converted to voltage using resistors R2 and R14. Then it is processed using usual comparator. Conversion is done that way, that voltage for maximum current is equal to 1 V. Conversion ration for IPROPI is 1:1000 to output current. Then we can calculate current in Amps and resistors in kilo &Ohmhm;. For load 2 A is resistance 1 V / 2 A ~ 0.5 kΩ (two resistors 1 kΩ in parallel). Resistance for current 2.5 A will be 1 V / 2.5 A ~ 0.4 kΩ (two serial resistors 200 Ω). Resistance for load 3A should be 1 V / 3 A ~ 0.333 kΩ, but it is to close to limit values of power source and DRV8876. We will use 0.34 kΩ (resistor 240 Ω in series with 100 Ω), then maximum current will be 0.94 A.

Nastavení

Je poměrně důležité si před prvním připojením nastavit výstupní napětí! Nejjednodušší varianta je připojit voltmetr ke svorkám "Track Volt." a "GND" a pomocí trimru "Track Volt." nastavit požadované napětí. Rozsah napětí ve kterém BoosteR pracuje je poměrně velký, proto tento krok nepodceňujte.

BoosteR uznává systém nastavení stejný jako centrála NanoY, nebo původní BoosteR=CDE. Nastavení se provádí z ovladače s použitím jednoduché techniky programování. Ovladač musí být nastaven na "Programování na hlavní trati" (PoM). Přechod do programovacího režimu se provede zápisem CV7=50 pro libovolnou lokomotivu (CV7 je pro lokomotivy pouze pro čtení, takže tento příkaz ignorují). LED na BoosteRu začne blikat, tím signalizuje že je v režimu programování. Nyní lze změnit nastavení zápisem hodnoty, která vyjadřuje příslušnou funkci. Jediné nastavení, které dává smysl pro BoosteR je zapnutí, nebo vypnutí vytváření "Cut out" pro RailCom komunikaci.

Následující tabulka ukazuje seznam možných nastavení. Nastavení označená ^* jsou výchozí.

Setup

It is crucial to setup track voltage before first use! Easiest method is to connect voltmeter to pins marked "Track Volt." and "GND" and regulate voltage using "Track Volt." trimmer. Voltage range is big, do not skip this step then.

BoosteR use same system of configuration as NanoY command station or old BoosteR-CDE. Configuration can be done using throttle using simple method of programming. Throttle has to be configured to "Programming on Main" (PoM). Switch to configuration is started by write CV7=50 for any locomotive (CV7 is read only for locomotives, then locomotive ignore this command). LED start blinking, that mean, command station is in configuration mode. Now is possible to change configuration by write value for requested function. Only configuration, that make sense fot BoosteR is enable/disable creating "cut out" time for RailCom communication.

Following table show variants of configuration. Configuration marked by ^* mean default.

Pro použití RailCom cut-out je důležité vědět několik základních informací. První je si ujasnit, zda jej vůbec potřebujete. Pokud nemáte žádný RailCom detektor, nebo zobrazovač, pak jej nezapínejte. Zbytečně se připravujete o napětí v kolejích. Pokud opravdu potřebujete RailCom cut-out, tak jej zapněte pouze na jednom zařízení. Bývá efektivnější jej zapnout na centrále a nechat vypnutý na BoosteRu. V takovém případě BoosteR přenáší RailCom cut-out z centrály. Až v případě, že centrála neovládá správu RailCom cut-out, nebo v případě, že RailCom cut-out potřebujete jen v nějaké sekci, zapněte jej na BoosteRu.

Vytváření RailCom cut-out je jen polovina procesu. Pro zobrazení, nebo zpracování dat je nutný RailCom detektor, který musí data následně zobrazit, nebo odeslat.

Chybové stavy

BoosteR je vybaven jednou LED pro zobrazení provozních stavů. Následující tabulka ukazuje, co který stav znamená.

For RailCom cut-out use is good to know few basic information. First is to make clear, you need it. Once you have no RailCom detector, or display, then do not turn it on at all. You will pointless lose voltage from track. Once you for sure need RailCom cut-out, turn it on on one device only. Usually it is more effective to turn it on on command station and keep it off on booster. In that case BoosteR transfer RailCom cut-out from command station. Only in case, command station is not able to manage RailCom cut-out, or you need different RailCom cut-out setting in different sections, turn it on on BoosteR.

Creating of RailCom cut-out is only one half of process. For display, or transfer data, is necessary RailCom detector, that will display or manage the data.

Fault situations

BoosteR is equipped by one LED for display operational states. Following table display, what each state mean.