MelDers, S88 de werking
Voor de electronica bollebozen onder ons zijn er meerdere schema's van S88 eenvoudig via google te vinden.
Het zelf maken van een 'standaard' S88 module is zeker mogelijk en kan al veel kosten besparen. € 50,00 of meer voor een kastje met een 6-tal Ic's voor slechts een 16 terugmelders is best wel duur betaald en was voor mij ook de belangrijkste motivatie voor dit project.
De verbeteringen in stabiliteit en functionaliteit van MelDers zijn daarbij een bonus.
Ik probeer me in dit verhaal alleen te beperken tot het principe van S88 en het verschil met het principe van MelDers.
De draden en componenten...
Bovenstaande tekening geeft schematisch een standaard S88 module met 16 melder ingangen. Rechts de connector met 6 aansluitingen naar de centrale of opvolgende module, links de connector naar de voorgaande module. S88 modules worden in omgekeerde volgorde 'gelezen'. Dus laatste module die direct aan de centrale zit is module 1 met melders 1~16.
Gnd, clock, load, reset en 5V zijn 'bus' lijnen. Deze komen van de centrale en gaan naar alle modules. De data aansluiting gaat van de eerste module naar de volgende en zo door alle modules heen.
Meldingen van treinen kan van alles zijn. Commerciële S88 modules zijn er in meerdere variaties voor verschillende methoden van terug melding.
Hoe de melding tot stand komt ga ik nu niet verder op in, uiteindelijk komt de melding binnen in een 'flipflop' of bi-stabiele multivibrator.
De gele blokjes. Dit component kun je zien als een schakelaar met twee standen aan of uit. De melding van de trein zet de schakelaar aan, de centrale zet met een korte puls op de reset draad de schakelaars weer uit. Zoals je ziet worden alle flipflops, schakelaars tegelijk uit gezet.
Uitgangen van de flipflops gaan naar een schuifregister. Hier 16 keer naast elkaar een combinatie van een digitale schakelaar en een flipflop. Die flipflops zijn eigenlijk geheugens ze kunnen 'onthouden' of ze aan of uit zijn. De flipflop van de melders f1~f16 heeft onthouden of er een treinmelding is geweest zit aangesloten op de ingang van de schakelaar. Wanneer de centrale een korte puls op de 'load' draad zet sluit de schakelaar even en wordt de waarde, dus aan of uit, van de f1~f16 doorgelaten en geplaatst in de s1~s16 flipflop geheugens.
De s1~s16 flipflop geheugens kunnen een ander kunstje. Wanneer de centrale een korte puls zet op de 'clock' draad dan schuiven alle waardes binnen het schuifregister 1 positie naar rechts. Als voorbeeld als s4=aan s3=uit en s5=uit, na de puls is dan s5 aan en s4 uit. De waarde van s3 hangt af van wat de waarde van s2 was voor de puls. s1, de eerste in de rij, neemt de waarde over van de data, zijnde de waarde van de s16 van de voorgaande S88 module. En natuurlijk de waarde van s16 van deze module komt op de data draad en wordt dan opgenomen in de de volgende S88 module of, als dit de laatste module is, in de centrale.
De centrale 'leest' vervolgens de waarde van data en 'weet' dan of de melder actief is.
De logica...
Binnen S88 zijn twee processen te onderscheiden.
Eerste is de melder. Er zijn veel methoden te verzinnen voor melders. Als een trein op een moment een melder actief maakt dan wordt de 'melder-flipflop (aan)gezet.
Het tweede proces is hiernaast schematisch weergegeven in een flow-diagram. Dit 'draait' in de trein centrale. (Ecos, CS3 enz.)
S88 is een functie, een proces, binnen het programma van de centrale. S88 heeft niks te maken met DCC of een van de andere modeltrein protocollen. Als de centrale aanstaat werkt altijd de S88 ook tijdens de (nood)stop. S88 is een doorlopende herhaling van een aantal stappen.
Als gebruiker moet je alleen aangeven, instellen hoeveel S88 modules je hebt aangesloten.
Het 'flow-diagram' laat zien wat er gebeurt.
De cyclus begint met het inlezen van de melders. Daarna worden de melders gewist met een puls op reset, die gaan wachten op een nieuwe melding.
Nu worden 1 voor 1 de waardes van de melders bepaald. Zijn alle melders gelezen? Dan word de teller weer op 1 gezet en begint de cyclus opnieuw.
Bovenstaand is natuurlijk een versimpeling van het proces, om het principe duidelijk te maken.
Project MelDers hoe werkt dat?
Onderstaand schematisch hoe melDers gebruik maakt van S88.
Een Arduino met daarop een speciale shield met aansluitingen naar de treincentrale en naar speciale printjes waarop sensoren kunnen worden aangesloten. De sensoren moeten de treinen detecteren.
Door gebruik van een extra 'computer' zoals de arduino is het proces veel meer gecontroleerd.
Veel stabieler zonder spookmeldingen.
De arduino behandeld de communicatie met het S88 systeem van de centrale.
De arduino scanned continue de aangesloten melders.
Te korte meldingen, vaak veroorzaakt door storingen op de baan, komen er niet door als spookmelding. De arduino controleert iedere 'positieve' melding door nogmaals de melder te testen. Alleen echte meldingen worden doorgegeven aan de centrale.
Op de 8s printen kunnen direct sensoren aangesloten. De voeding voor de sensoren komt ook van deze printen.