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Hardware


Für eine Modellbahnsteuerung werden normalerweise nur digitale Ein- und Ausgabeeinheiten eingesetzt. Pro Baugruppe gibt es maximal 32 Ein- oder Ausgänge, bei Einsatz von zwei DE und zwei DA Karten stehen also 64 digitale Eingänge sowie 64 digitale Ausgänge zur Verfügung.

In der ersten Ausbaustufe hatte ich eine CPU942B mit 8 kByte RAM und je 2 x 32bit Ein- und Ausgabebaugruppen vorgesehen.

Ein (E)EPROM-Modul ist in unserem Anwendungsfall nicht erforderlich, allerdings geht das Programm verloren, wenn die Stützbatterie im PS versagt (Lithium Batterie, Baugrösse C (Baby), 3,6V 4,5Ah) - die in meiner Anlage hat ein Ablaufdatum 08/98 und funktioniert heute - 10/11 - immer noch!
Falls es interessiert: in der CPU arbeitet ein Prozessor vom Schlag eines Z80: nicht schnell, aber verdammt zuverlässig!

Inzwischen wurde das System über eine Anschaltbaugruppe IM306 und einem Erweiterungsgerät EG1 mit 9 Steckplätzen ergänzt, um für alle kommenden Eventualitäten gerüstet zu sein. Dieses ist mit weiteren vier Eingabe- und fünf Ausgabebaugruppen bestückt, so daß ich jetzt über insgesamt 192 Eingänge und 224 Ausgänge verfüge.


Verschaltung

Die CPU und die mit dem Rückwandbus verbundenden Teile der Baugruppen werden über das im Zentralgerät montierte Powersupply versorgt. Die der Anlage zugewandten Teile benötigen - schon aufgrund der Potentialdifferenzen, ihre eigene unabhängige Stromversorgung mit der industrieüblichen Betriebsspannung von 24V DC. Der Stromverbrauch liegt pro Karte unter 100mA, steigert sich jedoch bei jeden eingeschalteten Ausgang - und davon gibt es ja genug. Jeder Ausgangskanal darf kurzfristig mit 0,75A, im Dauerbetrieb mit max. 0,5A belastet werden - natürlich nicht gleichzeitig. Bei hohen Dauerstrombelastungen müssen die Baugruppen zusätzlich mit Lüftern gekühlt werden.
Die Karten sind intern mit Freilaufdioden geschützt, so daß kleinere Induktivitäten wie Weichen- und Signalantriebe direkt angesteuert werden können - die Schaltfrequenz darf dabei aber nicht über 2Hz liegen.
Ich setze für die Ein- und Ausgänge jeweils ein 24V 2A stabilisiertes Netzgerät ein. Aufgrund der Schaltungstechnik der Gleisanlage (Kontakte und Antriebe werden gegen Masse geschaltet) wurden die Pluspole zusammen an Masse gelegt. Dies entspricht nicht der Standardverschaltung, die Siemens vorgibt. Daher müssen alle Ein- und Ausgabebaugruppen in der potentielfreien Ausführung gewählt werden, wie z. B. die DE430 und DA451.
Die märklinübliche Zentralmasse (Potential 0) stellt dann kein Problem dar und die Steuerung arbeitet wie gewünscht.


genauere Skizze der Verschaltung bitte aufs Bild klicken
Ubd: Digitalspannung an Ein-(DE) und Ausgabebaugruppen (DA)
Ubm: Magnetspannung an die gelben Kabel "L" der gesteuerten Magnetartikel.
0: Gleismasse
Die SPL-Datei kann mit dem kostenlosen sPlan7-Betrachter geöffnet und ausgedruckt werden.

Da der Pluspol der DE-Versorung auf Gleismasse liegt, wird bei jedem Überfahren eines Gleiskontaktes bzw. der Betätigung eines Schaltpultes ein positives Signal an dem Eingang der Karte erzeugt [0 ... 3V wird als Null, 15 ... 28V als Eins-Pegel gewertet], welches von der SPS verarbeitet werden kann.
Ausgangsseits wird von der Baugruppe der Minuspol geschaltet, so daß ein an der positiven Spannung (=0, Gleismasse) angeschlossenes Gerät (Magnetspule) durchgeschaltet wird.

Falls jemand so eine Simatic-Baugruppe öffnen möchte/muß:
Es funktioniert grundsätzlich werkzeuglos, lediglich die beiden Befestigungsschrauben der Platine müssen mit einen Schraubendreher gelöst werden. Wenn versucht wird, das Gehäuse mit Werkzeug zuu öffnen, brechen die recht grazilen Haltelaschen ab oder das hellgraue Vorderteil nimmt Schaden.
Auch wenn es manchmal einen anderen Anschein hat: an diesen Baugruppen ist nichts verklebt, die Verriegelungen können alle mit sanfter Gewalt und dem Einsatz der Fingernägel geöffnet werden!

Hier kurz die Bildanleitung:


Zunächst die drei Laschen auf der Busseite mit dem Fingernagel leicht lösen und die Deckplatte anheben.


Die braune Deckplatte kann nun durch eindrücken aus der hellgrauen Frontkappe gelöst werden.


Nun werden die zwei Schraubenköpfe sichtbar, die die Platine festhalten - einfach rausschrauben und die Bügel abziehen. Bei einigen Baugruppen gibt es weitere Schrauben im Bereich der Abschirmbleche.


Baugruppe herumdrehen und die verbleibende braune Wanne wie vorhin den Deckel aus der Kappe herauslösen. Die Platine kann anschließend einfach herausgezogen werden.



So sieht die Bestückungsseite einer potentialgetrennten digitalen Eingabebaugruppe DE430 aus:


so die entsprechende Ausgabebaugruppe DA451:


und so die CPU941:




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Letzte Aktualisierung: 30.10.11