Home   Contact
Basis boards   CS & power
Stack boards   Bouwinstructies
Prijslijst   Site in English
 
 

Bouwinstructie basis board
LocoBuffer-T LM311 centrale V2.1


Basis board LocoBuffer-T LM311, klik

 

Inhoudsopgave van deze pagina

Deze pagina heeft de volgende secties (scroll down):

  • Functionaliteit
  • Stuklijst
  • Codering weerstanden
  • Het bouwen
  • Volgende stappen en 1e test
  • Upload definitieve sketch
  • Instellen modelspoor software (Rocrail, iTrain)
  • Volgende stap: stack board
  • Het eindresultaat
  • Aansluitingen

 

Functionaliteit

Het basis board LocoBuffer-T LM311 centrale is een 4096-kanaals input en output device (een zg. Locobuffer) en kan daardoor met maximaal 256 16-kanaals LocoClients werken. Het is een LocoBuffer-T uitvoering. Dat betekent dat de communicatiebus stroom levert (12v) voor de aangesloten LocoClient accessoires (aan/uit te schakelen met een jumper J2). Deze module beschikt ook over een 15ma bus terminator (aan/uit te schakelen met een jumper J1). Het board kan worden voorzien van een stack board met 8 extra RJ-12 aansluitingen. Deze LocoBuffer wordt met een USB kabel (niet meegeleverd) met de besturings-PC verbonden.

Te gebruiken met stack boards:

  • LocoBuffer hub
  • Test & debug

De moeilijkheidsgraad van deze bouwinstructie is 2.

 

Stuklijst

Controleer even of je alles compleet hebt:

  • PCB basis board LocoBuffer
  • Nano V3 ATmega328
  • Header 15P female (4)
  • Header 2P male (3)1
  • IC LM311n
  • IC socket 8P
  • Jumpercap 2P 2.54mm (2)
  • Led 3mm rood
  • RJ-12 chassis (2)
  • Schroefterm. KF301 2P 5.0mm
  • Transistor BC337
  • Transistor BC547 (2)
  • Weerstand 10KΩ (2)
  • Weerstand 150KΩ
  • Weerstand 220KΩ
  • Weerstand 22KΩ
  • Weerstand 47KΩ
  • Weerstand 47Ω
  • Weerstand 4K7Ω (2)

1 Het kan zijn dat de 2P (polige) male header niet los in de verpakking van het basis board zit. In dat geval blijft de benodigde header over uit het op maat breken van de pinnen van het stack board (bv wissels). Die pinnen leveren we meestal in 40-polige uitvoering en als je daar de 2x 15P vanaf breekt blijven er 10 pinnen over.

 

Codering weerstanden

Er bestaan 2 veel gebruikte versies van kleurcodering voor weerstanden. Je zult veelal beige of blauwe weerstanden tegenkomen:

 


Codering weerstanden, klik

 

Voor het buigen van de aansluitdraden van een weerstand (of een diode) kun je een stukje karton gebruiken van 2mm dikte (achterzijde schrijfblok). Als je beide aansluitdraden om de rand van het karton buigt dan past de weerstand precies in de footprint op het PCB (weerstanden hebben geen polariteit, het maakt dus niet uit welk pootje in welk gaatje in de footprint op het PCB zit):

 


Weerstand buigen

 

Het bouwen

  1. Alle onderdelen worden op de zichtzijde van het board geplaatst en aan de onderzijde gesoldeerd.
     
  2. Monteer eerst de weerstanden: 4k7 op R1, 150k op R2, 47K op R3, 22K op R4, 10k op R5, 220k op R6, 4k7 op R7, 47Ω op R8, 10k op R9.
     
  3. Plaats dan de rode led naast R1. Het lange pootje van de led (+) moet links en het korte pootje van de led (-) moet rechts (- is de zijde met de witte verdikte rand in de footprint).
     
  4. Soldeer het IC-voetje op de plaats IC1. De inkeping in het voetje moet overeenkomen met de inkeping in de footprint op het PCB. Plaats het IC LM311n voorzichtig in het voetje. De inkeping/stip op de behuizing van het IC moet aan de zijde van de inkeping van het voetje zitten.
     
  5. Plaats de transistor BC337 op positie T1 (de platte zijde van de behuizing moet overeenkomen met de footprint).
     
  6. Plaats 2 transistoren BC547 op posities T2 en T3 (de platte zijde van de behuizing moet overeenkomen met de footprint).
     
  7. Plaats 3x de 2-polige header pins op J1, J2 en -12v+ en soldeer de 2 RJ-12 connectoren op posities CN1 en CN2. De header pins kun je op de gewenste maat  breken met een klein platbektangetje.
     
  8. Soldeer nu de blauwe schroefterminal KF301 en de 4x 15-polige female headers op het PCB.
     
  9. Plaats de 2 jumpercaps op jumpers J1 en J2. Let goed op: plaats de jumpercap J2 niet per ongeluk op -12v+ die er direct boven zit.
     
    J1 schakelt de busterminator aan/uit. Deze zorgt ervoor dat er altijd een klein stroompje over de bus loopt waardoor de communicatiebus actief blijft. Als deze voorziening al in een ander device in de keten gebruikt wordt dan kan de jumper ongeplaatst blijven.
     
    J2 schakelt de 12v busstroom aan/uit. Is er een ander device in de keten die al busstroom levert, dan plaats je de jumpercap op J2 niet, in de andere gevallen wel.
     
  10. Soldeer, indien van toepassing, de 2 stuks 15-P male headers op de Nano (plaats ze langs onder op het board en soldeer ze aan de zichtzijde vast). Laat het zwarte blokje met de 6 pinnen weg, monteer deze niet. Ze zijn niet nodig en maken het aansluiten van accessoires op het stack board soms lastig. Plaats tot slot de Nano in de daarvoor bestemde headers op het basis board, met de USB aansluiting aan de linker zijde (zie onderstaande afbeelding).
     
  11. Controleer je soldeerwerk nog even visueel op slordigheden, onbedoelde kortsluitingen tussen 2 soldeerpunten of niet gesoldeerde contacten.
     
  12. Aansluiten:
     
    Verbind de Nano via een USB-kabel met de PC. Deze kabel blijft tijdens normaal gebruik op de modelbaan aangesloten.
     
    Sluit een 12v DC-spanning aan op de blauwe KF301 schroefterminal (busstroom). Let daarbij goed op de polariteit - en +. De rode LED tussen de 2 RJ-12 connectoren gaat nu branden als indicatie dat de busstroom aanwezig is.
     
    Verbind 1 van de RJ-12 connectoren via de meegeleverde LocoKabel met een LocoClient.

 


Klik om te vergroten

 

Volgende stappen en 1e test

  1. Het board is qua hardware nu klaar.
     
  2. Zorg ervoor dat er een CH340 (of CH341) driver op de PC geïnstalleerd is (zoek in Google). Deze Windows driver zorgt voor de verbinding tussen het Arduino board en de PC met de Arduino IDE.
     
  3. Is de Arduino IDE (V2, Integrated Development Environment) op je PC geïnstalleerd? Zo niet, dan kun je die downloaden vanaf Arduino.cc. Download de versie voor jouw systeem en start vervolgens de installatie.
     
  4. Haal de Nano van het basis board af en verbind de Nano via een USB-kabel met de PC.
     
  5. Start de Arduino IDE op de PC.
     
  6. Selecteer in de Arduino IDE het juiste board (Nano) en de juiste COM-poort.
     
  7. Download deze testsketch en unzip het bestand in je map met Arduino projecten. Open daarna de file met de Arduino IDE.
     
  8. In regels 20-25 van de code van deze sketch staan 5 pinmappings. Uncomment (dus zonder //) de pinmapping voor je board (DCC-EX, DCC-EX I2C, DCC-decoder, LocoClient of LocoBuffer en zorg ervoor dat de andere 4 pinmappings wel // ervoor hebben staan in de code (C++ code met // ervoor wordt niet uitgevoerd). Zie afbeelding:

 


Pinmapping aanpassen, klik

 

  1. Controleer in de Arduino IDE de instelling bij:

    [Tools]
    [Processor]
     
    Daar moet ATmega328p of ATmega328P (Old Bootloader) geselecteerd zijn.
     
  2. Upload de sketch vervolgens naar de Nano.
     
  3. Indien de sketch niet naar de Nano upload, controleer dan de volgende dingen:
     
    1. Is er een CH340-driver op de PC geïnstalleerd (USB)?
       
    2. Is de USB-kabel oké? Probeer eens een andere kabel. Sommige USB-kabels hebben maar 2 aders en zijn alleen geschikt om iets op te laden. Normale USB-kabels hebben 4 aders (2 datalijnen, 5V en gnd).
       
    3. Is het juiste board geselecteerd in de Arduino IDE (Nano)?
       
    4. Is de juiste COM-poort geselecteerd in de Arduino IDE?
       
    5. Switch in de Arduino IDE bij...:
       
      [Tools]
      [Processor]
       
      ...eens van ATmega328P naar ATmega328P (Old Bootloader) of andersom.
       
    6. Is Rocrail (of andere modelspoorsoftware) actief naast de Arduino IDE? Soms conflicteren deze op het gebruik van COM-poorten als ze tegelijkertijd gebruikt worden.
       
  4. Plaats de Nano terug op het basis board. Indien je beschikt over een stack board test en debug, dan kun je dat nu op het basis board plaatsen in H1 en H2.
     
    Heb je geen stack board test en debug dan kun je ook losse led's (met een weerstand) of een multimeter gebruiken om de outputs te testen. Plaats nog geen ander stack board! Dat doe je pas als je de definitieve sketch hebt geupload naar het basis board.
     
  5. Als alles goed is gemonteerd en geïnstalleerd dan loopt er nu een testprogramma op de Nano dat poorten 1 tm 16 steeds kort aan/uit schakelt (DCC-decoder, DCC-EX, DCC-EX I2C en LocoClient). Of led's 1 en 2 branden continu en de led's 3-16 knipperen afwisselend (LocoBuffer).
     
    Op het stack board test en debug branden of knipperen de led's 1 tm 16, en in de seriële monitor (rode kader) van de Arduino IDE verschijnt een melding dat alles goed werkt (let op: het basis board LocoBuffer heeft geen output in de seriële monitor). Zorg ervoor dat de baudrate van de Arduino IDE hetzelfde is ingesteld als de genoemde baudrate van de sketch (void setup, zie rode kaders). zie afbeelding:

 


Baudrate instellen, klik

 

  1. Algemene informatie over de werking van Arduino boards en de verschillende modellen kun je op deze pagina raadplegen. En mocht je meer willen leren over het programmeren van Arduino boards in C++ dan kun je bv terecht op deze website (Bas on Tech).

 

Upload de definitieve LocoBuffer sketch

  1. Installeer eerst (als je dat nog niet gedaan hebt) de library in de Arduino IDE.
     
  2. Download die library hier: Github LocoNet (of installeer de library direct vanuit de Arduino IDE, bibliotheekbeheer, dan kun je stap 3 overslaan).
     
  3. Start vervolgens de Arduino IDE en voeg de zojuist gedownloade library (zip) toe aan de IDE via:

    [Sketch]
    [Include Library]
    [Add .Zip Library]
     
  4. Download nu de sketch voor de Locobuffer, unzip de files in je map met Arduino projecten.
     
  5. Open de sketch in de Arduino IDE en upload het programma naar de Nano.
     
  6. De LocoBuffer is nu klaar voor gebruik. Plaats eventueel (indien je die besteld hebt) het stack board LocoBuffer hub op het basis board.

 

Instellen modelspoorsoftware

Stack modules werken prima samen met alle bekende softwarepakketten. Je stelt dit (globaal) als volgt in:

  1. Maak een nieuwe centrale aan, type 'Loconet'. Kies een logische en herkenbare naam voor de unit (bv 'Locobuffer LM311').
     
  2. Kies de juiste COM-poort via welke het basis board LocoBuffer met de PC verbonden is.
     
  3. Start de software opnieuw op.

 

Er zijn natuurlijk verschillende programma's voor digitale modelspoorbesturing. In deze bouwinstructie vermelden we de settings voor Rocrail (hier onder) en iTrain (scroll door). Maar andere programma's wijken daar niet zo veel vanaf.

 

LocoBuffer in Rocrail

Maak in Rocrail een centrale aan van het type 'LocoNet':

 


Klik voor vergroten

  

Stel de juiste COM-poort in, en vink CTS Flow 'uit':


Klik voor vergroten

  

Vink bij slot server vrijgeven 'aan' en vul de naam van de besturingscentrale in bij IID:


Klik voor vergroten

  

LocoBuffer in iTrain

Stel de LocoBuffer als volgt in iTrain in:

 


Klik voor vergroten

 


Klik voor vergroten

 


Klik voor vergroten

 

Volgende stap: stack board

Zie voor verdere instructies en de volgende stappen de bouwbeschrijvingen sectie 2 van de stack boards (indien van toepassing, voor de LocoBuffer is dat alleen de LocoBuffer hub).

 

Het eindresultaat

 

Aansluitingen

Dit basis board heeft de volgende aansluitingen:

  • USB-C (Nano), deze wordt aangesloten op de USB-poort van de PC op op de USB-hub.
     
  • Schroefterminal KF301, hier kun je 12v DC voedingsspanning aansluiten voor de busspanning. De polariteit is vermeld op het PCB. Je kunt de busspanning in en uit schakelen met jumper J2.
     
    Let op - Zonder 12v busstroom werkt de module niet (tenzij er ergens anders in de keten 12v busstroom wordt geleverd). Er moet dus altijd 12v busstroom op de bus aanwezig zijn!
     
  • 2 male pins (direct achter de schroefterminal), deze zijn verbonden met de schroefterminal voor de voedingsspanning voor de communicatiebus. De polariteit is vermeld op het PCB.
     
  • CN1 en CN2, dit zijn de aansluitingen voor de RJ-12 LocoKabels.
     
  • H1 en H2, hier plaats je een stack board naar keuze (LocoBuffer hub of test & debug).

 

 

 
 

(C) Ed den Ouden
Modelspoor Stack Modules (R)