XbusBox - XpressNet rozhraní pro výstup z kolejiště

Úvod

Většina normálních kolejišť má všechny své elektronické systémy zapracované pod kolejištěm, nicméně ovladače a ovládací panely pro ruční ovládání je nutné nějak vyvézt na kraj kolejiště. Když už vyvádíme z kolejiště signál, je vhodné si připravit i prostor pro ovládací tlačítka. Zejména vhodná jsou tlačítka pro odpojení napájení od kolejiště, pro okamžité zastavení a pro obnovení normálního provozu.

K instalaci tlačítek přímo na kolejiště mám dva základní důvody:

Na ovládacích panelech nevyvářím tlačítko pro obnovu provozu, v případě vykolejení nebo zkratu po odstranění příčiny musí obsluha dojít ke kolejišti a provoz obnovit.
Pokud kolejiště ovládají méně zkušené osoby (třeba děti), mohu si jako majitel stoupnout a dohledovat provoz. V případě, že se schyluje k nějaké nepříjemné události, tak prostě stiskem oranžového nebo červeného tlačítka zastavím provoz

Hardware

Z hlediska hardware je zařízení poměrně jednoduché. Jedná se vlastně o velice základní ovladač, který má jen minimální počet prvků - tři tlačítka a tři (plus jedna) LED diody pro signalizaci stavu. Na fotografiích je k vidění jedna z prvních verzí, na které jsem ještě dělal drobné změny.

XbusBox - XpressNet layout front interface

Introduction

Usual model railroad layouts keeping all electronic inside layout, but it is necessary to have some interface for controlling throttles and switchboard panels on the layout border. Once we are preparing interface, we can also prepare place for useful layout controlling buttons. Especially for buttons for disconnect power from layout, emergency stop of all locos and for resume of normal operation.

I have two basic reasons for mounting buttons directly to layout:

I'm not populating button for resume of normal operation on control panels to keep attention of users on derailed train or other short connection, then users must have to go to layout and restore operation on layout.
Once layout is controlled by less experienced users (for example kids), I can stand next to layout and watch traffic. Once it going to crash or other unexpected situation, I can simple press red or orange button to stop operation.

Hardware

From hardware point of view it is very simple device. In the principle it is very basic controller (throttle), equipped with very limited amount of components. Three buttons and three (plus one) LED diodes for state signalisation. On attached photos you can find photos of very early version before done small changes.

Jako ovladač tedy XbusBox potřebuje rozhraní pro XpressNet (obvod MAX485 nebo ekvivalent a obvod 78L05 pro regulaci pracovního napětí). Dále pak vlastní procesor (PIC16F628A používám celkem tradičně) a pak už jen vlastní ovládací prvky. Nesmíme zapomenout na nastavování adresy, takže sada DIP spínačů.
Já jsem hlavní tlačítka neosazoval přímo na desku plošných spojů, ale vyvedl jsem je na svorkovnici. Důvod je jednoduchý - dá se očekávat, že každý uživatel bude potřebovat jinou velikost tlačítek. Pro celou řadu lidí budou jistě atraktivní velká tlačítka (červené hříbky) pro odpojení napájení, někdo (stejně jako já) raději zvolí největší tlačítko žluté barvy pro okamžité zastavení všech lokomotiv a červené tlačítko pro odpojení napájení nechá menší. Zelené tlačítko pro obnovení provozu bude pravděpodobně vždy nejméně výrazné. V každém případě se však bude jednat spíše o větší tlačítka. Například tak, která vyráběl Elektropřístroj pod označením T6.

As throttle XbusBox must have XpressNet interface (chip MAX485 or equivalent and voltage regulator 78L05). Then also main processor (I'm traditionally using PIC16F628A) and then of course operating elements. We must keep on mind address configuration, then we will need set of DIP switches.
I was not solder push buttons directly to PCB but connected them using terminal block. The reason for it is simple - we can expect, that every single user will prefer different button size and shape. For many of people will be attractive red mushroom push buttons for power disconnection, someone other (like me), will design yellow button (immediate stop of all locos) as bigger one. And red button (disconnect of power) as medium size. I guess, that green button for operation resume will be the smaller one. In every case we can expect bigger buttons, for example those produced in Czech with name T6.

Funkce Zařízení

Seznam funkcí zařízení není rozsáhlý, jedná se spíše o jednodušší zařízení, které slouží pro komfortní přístup k ovladačům kolejiště.

Kompatibilní s XpressNet (3.0 a novější), a také se starší verzí XBus 2
Na zadní straně vybaven svorkami LMAB pro připojení k centrále (lze použít i rozhraní s telefonním konektorem)
Vstup pro tři velká tlačítka: Odpojení kolejiště, Okamžité zastavení všech lokomotiv a Obnovení provozu
Tři LED pro signalizaci stavu kolejiště (v provozu, zastavení lokomotiv, odpojení napájení a režim programování) a čtvrtá pro signalizaci napájení
Několik telefonních konektorů na přední straně pro připojení ovladačů a ovládacích panelů
Nastavitelná XpressNet adresa v rozsahu 1-31
Pokud je připojeno více rozhraní XbusBox, pak všechny mohou používat jednu společnou adresu
Součástí by měl být také dobře vypadající čelní panel, ten se nechává na úvaze modeláře
Vzhledem ke zkušenostem se zakončením sběrnice v centrále Z21 byla přidána funkce "zakončovače" (fail safe biasing)

Nastavení

Zařízení je potřebné přidělit XpressNet adresu. Adresu lze přidělit v rozsahu 1-31 a mělo by se jednat o adresu, kterou nepoužívá žádný jiný ovladač. Naopak všechna rozhraní XbusBox mohou používat stejnou adresu, není tedy nutné, aby blokovala větší množství adres než jednu.
Adresa zařízení se nastavuje stejně jako u všech panelových ovladačů (XbusTCO, XbusFBO), tedy pomocí pěti DIP spínačů. Polohu spínačů a tím zadanou adresu ukazuje následující tabulka.

Device functions

List of device functions is not so long. It is designed as very simple device, designed for comfortable access to layout throttles.

Compatible with XpressNet (3.0 or higher), and with older XBus 2
Equipped with LMAB terminals on rear side for connection to command station (it can be used telephone connector)
Input terminals for three big buttons disconnect electricity from rails, Immediate stop of all locos and Restore normal operation
Three LEDs for signalling of layout status (in operation, stop all locos, disconnect of power and programming mode) and forth for power signalling
Few phone jacks on front side for connection of throttles or control panels
Configurable XpressNet address in range 1-31
Once here is connected more than one devices, then all of them can have same address
It is strongly recommended to have nice looking front panel as part of device
Based on experience with static termination of Z21 was added terminator function (fail safe biasing)

Configuration

It is necessary to configure XpressNet address for device. Address can be configured in range 1-31. It has to be address not used by another throttle. But from other hand, all XbusBox interfaces can use same address. Then it is no necessary to occupy more than one address.
Device address is configured same way as with other panel devices (XbusTCO, XbusFBO). It mean by using five DIP switches. DIP switch positions and corresponding XpressNet address is shown on following table.

XpressNet Adr.

Dev. Adr.	DIP 1 2 3 4 5	Dev. Adr.	DIP 1 2 3 4 5	Dev. Adr.	DIP 1 2 3 4 5	Dev. Adr.	DIP 1 2 3 4 5
5		8		16		24
1		9		17		25
2		10		18		26
3		11		19		27
4		12		20		28
5		13		21		29
6		14		22		30
7		15		23		31

Pokud je na sběrnici více stejných zařízení, je dobré jim nastavit stejnou adresu (ale jinou než mají ostatní ovladače). Vnitřní komunikace umožňuje, aby nedocházelo ke kolizím ani v případě, že je na síti připojeno větší množství stejných zařízení.
Adresa je jediná věc, která se na zařízení nastavuje, nic dalšího není potřeba nastavovat, zařízení je připraveno k použití. Stačí vestavět do kolejiště, připojit vhodná tlačítka a to je vše. Tlačítka se připojují vždy proti společnému pólu - označeném jako "Com", druhým pólem podle účelu tlačítka. Vstupy tlačítek nejsou připravené pro příliš dlouhé vodiče (max cca 15-20cm). Při použití delších vodičů může docházet k rušení, které se projeví nejčastěji jako náhodné samovolné stisky tlačítka a naopak špatná reakce na stisk uživatelem.

Once we have more XbusBox devices on one bus, it is recommended to configure all of them with same address (but different than other throttles using). Internal communication allows to avoid collisions during communication also in case, that bigger amount of XbusBox devices are connected.
Address is only one think that has to be configured, nothing else. The device is ready to use. It is time to build it in layout, plug in good buttons. Button inputs are not designed to long cables (max cca 15-20cm). Once longer wires are used, it can produce some noise. That noise will be usually found as unwanted press of button, or missing reaction in case of user press.

Kde si lze XbusBox koupit?

Jako většina zařízení i toto lze zakoupit na DIGI-CZ. Pokud není zařízení v seznamu, využijte kontaktní adresy.

Where I can buy XbusBox?

As usual majority of my devices can be found in DIGI-CZ webshop. Once device is not found in list, try to use contact address.