Jindra Fučík

NanoX-S88

Jedná se o mechanickou modifikaci stejnojmenné DCC centrály s integrovaným boosterem od Paco Cañada. Jedná se pouze o změnu plošného spoje tak, aby zahrnoval všechna pozdější doplňková rozšíření. Zároveň je obsažen zobrazovací modul Booster display

NanoX-S88

This is only mechanical modification of same named DCC command station and booster done by Paco Cañada. I have changed only PCB, to include all future options and enhancements. It is also included module Booster display

all in one .zip
Na větším obrázku schématu a nebo na přiložených souborech jsou vyznačené jednotlivé volitelné varianty:
  • Zavedení vstupu E, aby bylo možné bezpečně provozovat CDE zesilovače (boostery)
  • Rozšíření, které umožňuje zatížitelnost až 4A (doporučuji pracovat s ním velice opatrně)
  • Konektor pro zobrazovací modul "Booster Display" (a také celý modul)
  • Statické zakončení sběrnice XpressNet pro případ že použijete levnější náhradu MAX485
  • Doplňkové konektory pro napájení většího množství S88 modulů
  • Doplňkové konektory pro napájení většího množství XpressNet ovladačů
  • Filtrační kondenzátor pro větší zátěže
  • Experimentální verze software podporující XpressNet 3.6 (umožňuje používat funkce až do F28, programovat/číst CV do 1024, podporuje FastClock a další)
Vstup E
Pro bezpečné používání CDE zesilovačů byl zaveden vstup E. Nyní je možno připojit několik CDE boosterů a v případě přetížení (zkratu) kteréhokoli z nich dojde k jejich odpojení a signalizaci na ovladači.
Vstup je realizován rezistorem R3(1k), diodou D2(1N4148) a opto oddělovačem OK1(PC817). Na desce plošného spoje jsou pak označeny vývody jako C,D,E. Pokud nepoužijeme další zesilovače, je možné běžně používat vývody C a D jako napájení kolejiště (jako výstupy J/K).

Rozšíření na 4A
Toto rozšíření není vhodné pro každého. Dá se použít pro provoz větších měřítek, jako je 0, 1, nebo G. Pro menší měřítka může být nebezpečné, protože v případě zkratu protékají kolejivem moc velké proudy a může dojít například k poškození vyhybek a nebo okolků.
Rozšíření je ve své podstatě velmi jednoduché - stačí nahradit stabilizátor IC5 za typ LM338, který je schopen příslušný proud dodat a nahradit rezistor R14 (původně 1R) dvěmi rezistory R14 (s novou hodnotou 0R22) a R14B (s hodnotou 0R33).
Aby nebylo na desce mnoho nevyužitého místa, položil jsem rezistory na sebe a použil drátovou propojku. Proto je dobré při zapojování sledovat přiložené obrázky.
On the biggest image of schematic or on attached schematic files is visible every additional options:
  • Input E for save using of CDE boosters
  • Option allowing to use 4A maximum current (be very careful about that)
  • Header for display module "Booster Display" (and also module)
  • Static termination of XpressNet for a situations you will use cheaper replacement of MAX485
  • Additional headers for powering more S88 modules
  • Additional headers for powering more XpressNet devices
  • Capacitor filter for more consumption
  • Experimental software supporting XpressNet 3.6 (allows functions up to F28, CV programming/reading up to 1024, FastClock etc)
Input E For save usage of CDE boosters I was added input E. Now is possible to use few CDE boosters and in a case of short connection or overload will it be displayed on maus and all boosters will be disconnected.
Input is realized by resistor R3(1k), diode D2(1N4148) and optocoupler OK1(PC817). On a PCB boar is also marked pins as C,D,E. In a case you will not connect any additional booster, you can use outputs C and D as usual for powering layout (as outputs J/K)

Extension to 4A output
This option can not be used by everybody. It can be used for biggest scale models as 0, 1, or G. For smaller scales it can be dangerous, because in a case of shortcut the current is so big and can destroy turnouts or wheels.
Option is in a principle very easy - it is only replacement of IC5 to new type LM338, what is able to source requested current and replace resistor R14 (original value 1R) by two new resistors R14 (new value 0R22) and R14B (value 0R33)
To save place on PCB, the resistors are placed on stack and use wire connection on bottom. It is recommended to see attached pictures before soldering the resistors.

Original 2.9A


New 4A
Konektor Res.
Jedná se pouze o konektor J4 označovaný jako RES. Použil jsem běžný molex konektor a stejný jsem použil i u modulu booster display.

Statické zakončení XpressNet
Podle katalogu výrobce Maxim, pokud jsou na sběrnici použity pouze jeho obvody MAX485, není nutné provádět statické zakončení. To však neplatí pro jejich levnější náhrady, Ty potřebují zakončovací rezistory R11A a R11B (4k7).
Zakončení by mělo být na sběrnici pouze jedno, takže pokud jej budete realizovat, udělejte to právě na centrále a ne na jiném prvku.

Napájení více S88 modulů
V případech kdy jsme používali více modulů S88 nebylo jejich napájení dostatečné. Proud do modulů dosahuje až 1,6A. Pro tyto případy je vhodné nahradit původní obvod IC4 novým 78S05, diodu D1 nahradit typem BY299 a zvětšit kapacitu C5 (klidně až na 2200uF). Také jsem proto zavedl konektor X4, který umožňuje připojit další napájecí kabely pro moduly S88.

Napájení více XpressNet zařízení
Podle definice XpressNet je doporučeno, aby ovladače bez vlastního napájení nepřekračovali spotřebu 20mA, to v praxi znamená, že jedna LED dioda osvětlující display vypotřebuje všechen možný proud. Proto jsem nahradil obvod IC3 obvodem 78S12 a diodu D7 typem BY299 aby bylo možné napájet i větší množství ovladačů. Také jsem zavedl svorky X5, ze kterých je možné další ovladače napájet.

Přídavný filtrační kondenzátor
Několik zmíněných úprav vedlo ke zvětšení spotřeby. Proto jsem nahradil původní diodový můstek pomocí monolitického usměrňovače s proudem až 10A a přidal filtrační kondenzátor C21. Jeho hodnota je spíš minimální, pokud použijete několik rozšíření současně, je možné jeho kapacitu zvětšovat.

Experimentální software pro XpressNet 3.6
Je možné používat software pro XpressNet 3.6, který odstraňuje nedostatky předchozích verzí. Tato verze vyžaduje jiný řídící procesor - PIC16F648A, jinak se nemusí provádět žádné další úpravy.
Ve verzi 3.6 je možné číst a programovat všechna CV (1-1024), ovládat funkce F0-F28 (s MultiMaus F0-F20), je možné povolit/zakázat používání S88 (PoM CV7=50, CV7=60/61), přidána funkcionalita FastClock podle OpenDCC.

Header Res.
It is only header J4 marked as RES. I used usual Molex header and same on module Booster display.

Static termination of XpressNet
In Maxim vendor catalogue is stated, that it is no necessary to use it, if in network are used only original MAX495 chips. That is not valid when you use cheapest replacement. They are need static termination done by resistors R11A and R11B (4k7)
Termination should be only one in all network, then when you decide to realize it, done it only on command station and not on other devices.

Power for more S88 modules
In cases we are used more S88 modules, the power is not enough. Current used by modules can be up to 1,6A. For those cases we replaced original IC4 by new one 78S05, diode D1 replace by BY299 and increase capacity of C5 (can be easy 2200uF). Also we are added header X4, for powering more S88 modules

Power for more XpressNet devices
In XpressNet definition is recommended for any device to not use more than 20mA of current. In a reality it means, that one backlighting LED diode will use all available current. For that case we are replaced IC3 by chip 78S12 and diode D7 by BY299, to be able to power more devices. Also we are added header X5 for mounting powering wires.

Additional filtering capacitor
few of listed options increasing power consumption of station. That we are replaced original diode bridge by monolithic rectifier with forward current up to 10A and add capacitor C21. The value of capacitor can be increased in a case you will use more listed options.

Experimental software for XpressNet 3.6
It is possible to use software for XpressNet 3.6. It ollowing you to use more functionality. This version requiere different chip - PIC16F648A, no other replacements are need.
In version 3.6 is possible to read/write all CVs (1-1024), control functions F0-F28 (F0-F20 with MultiMaus), it is possible to enable/disable reading of S88 (PoM CV7=50, CV7=60/61), added FastClock functionality designed bu OpenDCC

Obrázek ukazuje sestavenou centrálu Nano-X ve verzi 2,9A, bez statického zakončení XpressNet. Všimněte si elastického lepidla na rezistorech R5 a R14. Používá se pro zamezení pískání. On the picture is completed Nano-X in version of 2,9A, without static termination. You can recognize elastic glue on resistors R5 and R14, that is used to reduce whistling.
NamePartRemark
NanoX-S88
B1B250C10000DR 
C14700uF/35V 
C2100uF/25V 
C3100nF 
C447uF/16V 
C547uF/16V 
C6100n 
C71000uF/35V 
C822p 
C922p 
C1010uF/16V 
C11100nF 
C1222nF 
C1315n 
C1415n 
C151000uF/35V 
C16220nF 
C17100nF 
C18100nF 
C1947uF/16V 
C20100nF 
C211000uF/35V... or more
D11N40071N4004, BY299 for more S88
D21N4148only for CDE option
D61N40071N4004
D71N40071N4004, BY299 for more XpressNet
IC1PIC16F628A (PIC16F648A ver. 3.6)+ socket DIL18PZ
IC2MAX485+ socket DIL8PZ
IC3781278S12 for more XpressNet devices
IC4780578S05 for more S88 option
IC5LM350LM338 for 4A option
IC6L6203 
IC774HC04N+ socket DIL14PZ
J1RJ12 (833-059)
J2RJ45(WEBP 8-8 LP 833-043)
J4PSH02-03PGfor booster display
JP1PINHD-1X6 
K2RELEF-4052-12 
LED1LED5MM...or pinhedaer
OK1PC817only for CDE option
Q7BC337 
R110K 
R22K5(pot 10mm PT10) 
R31Konly for CDE option
R51R/5W 
R72K2 
R810K 
R9560R 
R102K2 
R11120R 
R11A4K7only for XpressNet termination
R11B4K7only for XpressNet termination
R1256K 
R13220R 
R141R/5Wfor 4A option 0R22/5W
R14B0R33/5Wonly for 4A option
R153R3 
X1ARK300V-2PPower
X2ARK300V-3PMain
X3ARK300V-2PProg
X4ARK300V-2PS88-Pwr
X5ARK300V-2PXbus-Pwr
XTAL14MHzor none
Booster Display
C1100n 
IC1LM339N+ socket DIL14PZ
IC24051N+ socket DIL16PZ
J1PSH02-03PG 
LED1LED 5X5 GREEN 
LED2LED 5X5 GREEN 
LED3LED 5X5 GREEN 
LED4LED 5X5 RED 
LED5LED 5X5 YELLOW 
R112K12k for NanoX-S88; 18k for NanoX; 33K for BoosterCDE
R21K 
R31K5 
R4820R 
R5820R 
R64K7 
R74K7 
R84K7 
R9560R 



Download: NanoX_options.zip. oficial HEX, beta HEX, beta HEX nozero beta HEX ver. 3.6 (in PoM CV7=50, CV7=44/45 to enable/disable 'Stretching zeroes'/'no zero')