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Die RF-Basis V2.0
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Die RF-Basis V2.0 ist eine Weiterentwicklung der BiDiB-RF Basis V1.0. Im Unterschied zu diesem Vorgänger ist diese Baugruppe ein Fertigbaustein mit Gehäuse, an dem keine weiteren Lötarbeiten durchgeführt werden müssen. Die RF-Basis V2.0 unterstützt den BiDiB – Bus, alternativ auch den DCC Gleisanschluss oder eine lokale Steuerung über eine Xpressnet Schnittstelle (Handregler). Die serielle USB-Schnittstelle als DEBUG Interface ist bei dieser Hardwareversion entfallen. Für den Betrieb der Basis ist ein externes 12-18 V Netzteil notwendig.
Zum Betrieb der RF-Basis ist eine Cardecoder Firmware ab V0.3.0 nötig!
Technische Daten:
| Betriebsspannung mit Xpressnet Option: | 14 bis 18 V / 1 A |
| Betriebsspannung ohne Xpressnet Option: | 12 bis 18 V / 1 A |
| Steuersignal: | BiDiBus |
| DCC digital Gleissignal, intern galvanisch getrennt oder | |
| bis zu 5 Lenz / Roco / Fleischmann Xpressnet Lokmäusen © / Handregler möglich | |
| Xpressnet: | Host mit maximal 500 mA, Kurzschlussfest |
| Funk Ausgangssignal: | 2,4 GHz moduliert mit RFM7x Modul übertragen |
| Funk Kanäle: | 80 im 2,4 GHz Band |
| Funk Sendeleistung: | bis 3,2 mW in 4 Stufen wählbar (Reichweite bis 6 Meter) |
1. Betriebsarten der RF-Basis
1.1 BiDiB RF–Basis
Als BiDiB RF-Basis ist das Fahren, das Schalten der Funktionen F0 – 28 sowie die Programmierung der Decoder per POM Kommandos möglich (Lesen und Schreiben).Die Basis holt dabei von allen einmal angesteuerten Fahrzeugdecoder die Rückmeldungen ab und leitet diese zum Host weiter.
Im BiDiB Umfeld steht an der RF-Basis ein zusätzlicher interner TP0 Port zum Anschluss eines GBM16T Belegtmelder zur Verfügung.
Hinweis: die RF-Basis verfügt über einen zweiten GBM16T Port TP1. Für diesen ist in der Hardware Version 1 der Basis zu wenig Platz um eine normales Anschlusskabel stecken zu können. Soll dieser Port trotzdem genutzt werden, kann an dieser Stelle, für den TP1 eine um 90° abgewinkelte Stiftleiste eingesetzt werden.
1.2 DCC RF–Basis
Vom DCC Eingang können die Fahrzeugdecoder mit 28 und 128 Fahrstufen-Fahrbefehlen, per Funktionsbefehl für die Funktionen F0 – 28 und per POM Programmierbefehlen angesteuert werden. Decoderrückmeldungen werden nicht an die DCC Zentrale ausgegeben!
Die DCC Funktionalität der RF-Basis steht nur zur Verfügung, wenn keine BiDiB Verbindung besteht!
1.3 Xpressnet RF–Basis
Die RF-Basis stellt dem Anwender ein Xpressnet Host zum Anschluss von Xpressnet Geräten zur Verfügung. Die mögliche Anzahl ist durch die 12V/500mA Stromversorgung des Buses auf ca. 5 Geräte begrenzt. Die Versorgungsspannung des Buses ist dabei kurzschlussfest ausgeführt.
Mit am Bus angeschlossenen Handreglern können die Fahrzeuge gesteuert und per POM programmiert werden (Schreiben).
Xpressnet Zubehör- und Weichenbefehle sowie Service Mode Programmierung werden an der RF–Basis nicht unterstützt.
Eine Steuerung am Xpressnet ist zusätzlich zum BiDiB oder USB, sowie auch primär als „Stand-Alone“ Lösung möglich. Besteht eine DCC Verbindung, können nur Fahrzeuge vom Xpressnet gesteuert werden, die in der laufenden DCC Sitzung noch nicht per DCC gesteuert wurden!
4. Anschlüsse und Funktionen
4.1 Übersicht
| DCC | DCC Eingang, wenn verwendet mit DCC Boosterausgang (Gleis) verbinden |
| BidiB | BiDiB Anschlüsse, am letzten Busteilnehmer TERM Jumper stecken |
| PDI | Programmieranschluss zur Erstprogrammierung des Mikrocontroller |
| Jumper | Funktions- und Boot Jumper Block |
| XP | Xpressnet Host Ausgang |
| Ext | Anschluss für externen Notaustaster und Status LEDs |
| TP0 | GBM16T Anschluss |
| DC in | DC Versorgungseingang |
4.2 LED Anzeigen
Auf der RF-Basis befinden sich vier Status LEDs. Diese zeigen unterschiedliche Betriebszustände und Fehler direkt an.
4.3 BiDiB und TP0 Anschluss
Die RF-Basis wird am BiDiB wie jeder übliche Node angeschlossen. Ist die Basis der letzte Teilnehmer am Bus, müssen die beiden BiDiB TERM Jumper gesteckt werden. Die Konfiguration der Basis ist mit den bekannten BiDiB Tools in der je aktuellen Version möglich.
Für den BiDiB Betrieb ist eine externe Stromversorgung der Basis nötig (siehe oben).
Wird die Basis in einem BiDiB Umfeld betrieben, steht dem Anwender ein zusätzlicher interner TP0 Port zum Anschluss eines GBM16T Belegtmelder zur Verfügung.
4.4 DCC Anschluss
Soll eine DCC Zentrale als Steuereingang verwendet werden, wird von der DCC Klemme an der RF-Basis eine Verbindung zum DCC Gleis hergestellt.
Beachte, in dieser Betriebsart teilen sich Lokomotiven und Autos einen gemeinsamen DCC Adressbereich!
Die Konfiguration der RF-Basis kann am BiDiB mit den BiDiB Tools oder per USB Verbindung in einem PC Terminal durchgeführt werden.
Fällt das DCC Signal aus (Notaus, Kurzschluss am Gleis oder DCC Verbindung unterbrochen), werden alle Fahrzeuge per Funk angehalten. Damit wird also ein Notaus vom DCC auch an die Fahrzeuge weitergegeben. Dies zeigt eine blinkende Power LED an. Notaus/Notstopp kann an der Basis von einem Xpressnet Eingabegerät, dem externen Notaustaster oder durch Wiedereinschalten des DCC Signal aufgehoben werden.
Die DCC Funktionalität der RF-Basis wurde als Ersatz für den Selbstbau DCC-RF-Booster implementiert. Hiermit wird dem Anwender eine SMD vorbestückte Hardware zur Verfügung gestellt, so dass nicht mehr zwingend eine SMD Basisplatine zum Betrieb des Carsystem selbst bestückt werden muss. Am DCC werden keine Fahrzeugrückmeldungen ausgegeben. Diese kann man aber am seriellen USB Terminal mitlesen bzw. nutzen.
Für den DCC Betrieb ist eine externe Stromversorgung der Basis nötig.
4.5 Xpressnet Anschluss
Die RF-Basis verfügt über einen Xpressnet Host Anschluss. Dieser ist für die Versorgung von Xpressnet Geräten mit insgesamt 500 mA Stromaufnahme ausgelegt. Dies reicht im Normalfall für 5 Handregler aus, die an der Xpressnet Buchse über handelsübliche Xpressnet Verteiler angeschlossen werden können. Wird der Bus auf der Anlage verlängert, eventuell mit externen Anschlussdosen, muss der Bus an der letzten Anschlussdose terminiert werden.
Am Xpressnet kann die Basis als Baugruppe für den autonomen Betrieb mit einem Handregler betrieben werden. In dieser Konfiguration erhält der Anwender eine autonome Lösung ohne PC Anbindung und kann seine Fahrzeuge alle separat von Hand steuern und per POM programmieren. Hierbei muss allerdings beachtet werden, dass die Firmware einiger Xpressnet Handregler das Ändern der CV 1, 17 und 18 per POM unterbindet. Zum ändern der Fahrzeugadresse muss also eine andere Programmierquelle genutzt werden (z.B. Terminal am PC).
Die Basis unterstützt am Xpressnet das Schalten aller 28 Funktionen, DCC Fahrbefehle mit 28 oder 128 Fahrstufen und alle POM Programmierbefehle (Schreiben).
Beachte, 14 Fahrstufen werden nicht unterstützt. Verwendet man 14 Fahrstufen, leuchtet beim Fahrstufenwechsel zyklisch die Fahrzeugbeleuchtung auf.
Für den Xpressnet Betrieb ist eine externe Stromversorgung der Basis nötig.
4.6 DC Anschluss
Dies ist der primäre Anschluss für die Versorgungsspannung der RF-Basis. Die Basis benötigt hier eine Eingangsgleichspannung von 14-18 V mit maximal 1 A. Die Anschlusspolarität ist im Bild rechts gekennzeichnet. Die Basis hat einen Verpolschutz, eine verpolte Versorgungsspannung führt also nicht zur Beschädigung der Basis, sie funktioniert so lediglich nicht.
Die Angabe zum Netzteil ist abhängig von den verwendeten Funktionen der Basis. Wird kein Xpressnet benötigt, reicht eine 5V/100 mA Versorgungsspannung zum Betrieb der Basis aus.
4.7 EXT Anschluss
Der „ExtEnt“ Anschluss der RF-Basis kann für eine externe Statusanzeige der RF-Basis und für einen Notaustaster genutzt werden. Alle nötigen Vorwiderstände sind auf der Basisplatine schon vorhanden, so dass LEDs und Taster direkt ohne weitere Bauteile angeschlossen werden können.
Der Taster schaltet bei jeder Betätigung zwischen Notstopp und Betrieb um. Die grüne LED leuchtet im normalen Betrieb, die rote LED beim Notstopp. Die Notstopp Funktion und damit diese LEDs lassen sich auch vom BiDiB, DCC, Xpressnet und USB Terminal schalten. Beachte, es gibt Kriterien, die ein Wiedereinschalten von einem anderen Terminal als dem auslösendem verhindern (z.B. bei einer Kabelunterbrechung am BiDiB).
Im Fichtelbahn Shop steht ein Bausatz mit Notaustaster und LEDs zum Anschluss an dieser Stelle zur Verfügung.
5. Die RF-Basis als BiDiB Basis
Die RF-Basis wird als klassischer Node am BiDiB angeschlossen. Dabei sind die Regeln zur Bus-Terminierung zu beachten. Die Basis meldet sich am Bus als DCC Generator an und kann so wie ein normaler DCC Generator für die digitale Gleisansteuerung genutzt werden.
Die BiDib Tools BiDiB-Wizard und BiDiB-Monitor unterstützen dabei die speziellen Fähigkeiten der RF-Basis als Carsystem Basis.
5.1 RF-Basis CV Konfiguration am BiDiB
Neben den BiDiB Features gibt es in der RF-Basis auch noch einige RF-Basis spezifische Konfigurationsvariablen (CV) und CVs von optional angeschlossenen Baugruppen wie dem GBM16T.
Im Bild grau hinterlegt der nur lesbare Bereich der Info CV. Darunter hier noch einmal größer:
die vier CV zum konfigurieren der RF-Basis Funktionen.
„RF channel“ CV17 (default 8), hier kann ein Funkkanal im 2,4GHz Funkband zum Betrieb der Basis eingestellt werden. Dieser muss bei Basis und allen Fahrzeugen identisch gewählt werden. Es ist aber möglich, verschiedene separate Carsysteme nebeneinander auf unterschiedlichen Funkkanälen gleichzeitig zu betreiben. Allerdings sollte hier ein Abstand von mehreren Kanälen gewählt werden, um eine Gegenseitige Beeinflussung der Systeme zu verhindern. Das OpenCarSystem verwendet default den Funkkanal 8 für alle Baugruppen, dies muss der Anwender mit einem Carsystem also auch nicht ändern.
„RF power“ CV18 (default 3), bietet die Möglichkeit die Sendeleistung der RF-Basis in vier Stufen an die Anlagengröße anzupassen. Hier muss der Anwender mit einer Basis und einer Funkzelle normalerweise keine Änderung machen. Bei sehr kleinen Anlagen (z.B. in Maßstab N) könnte man aber zum Energie sparen in den Fahrzeugen die Sendeleistung sowohl in der Basis wie auch in den Fahrzeugen verringern. Eine weitere Anwendung hierfür ist ein künftiger Mehrzellen Betrieb (siehe CV20).
„Air buffer size“ CV19 (default 32), gibt die maximal gleichzeitig von der Basis selbst per Funk aktualisierten Fahrzeuge an. Hier sind Werte zwischen 32 und 128 möglich. Ein Wert von 128 bedeutet nicht, dass man „nur“ maximal 128 Fahrzeuge gleichzeitig betreiben kann, sondern das die Basis die Fahr- und Funktionsdaten für die letzten 128 Fahrzeuge im internen Speicher vorhält. Wenn man mehr Fahrzeuge betreiben will, obliegt der Host Software die Aufgabe, die Fahrzeugdaten entsprechend häufig über den Bus zu aktualisieren. Dieser Wert sollte aus Gründen der Performance nicht erheblich größer als die maximal benutzte Anzahl von Fahrzeugen sein.
Beachte: ist der Wert kleiner als die benutzte Anzahl von Fahrzeugen, fahren nach einem Notstop nicht alle Fahrzeuge sofort wieder mit ihrer alten Geschwindigkeit weiter, sondern nur die, welche im internen Basis Speicher vorhanden sind, alle anderen erst dann, wenn sie von der Host Software neu angesprochen wurden!
„Basis Nummer“ CV20 (default 0), es wird die Möglichkeit geben, einen Mehrzellen Funkbetrieb für größere Anlagen aufzubauen. Dabei sind bis zu 6 unterschiedliche Funkzellen nebeneinander möglich. Bei einem Mehrzellen Betrieb sollte die Sendeleistung jeder Funkzelle nur so groß gewählt werden, dass genau die Fläche dieser Zelle abgedeckt ist. Eine großflächige Überschneidung der Funkzellen würde die Systemperformance deutlich senken. CV20 gibt die Nummer der Funkzelle an, es dürfen sich nicht zwei Zellen mit der gleichen Nummer überlappen. Ist CV20 = 0 arbeitet das System im Einzel Basis Modus mit nur einer Funkzelle. Dies sollte für die meisten Anlagen im Heim- und Hobbybereich auch völlig ausreichen, die maximale Reichweite einer Funkzelle beträgt ca. 6m um die RF-Basis herum. Dies ist natürlich vom Anlagenaufbau und den Ausbreitungsmöglichkeiten der Funkwellen auf der Anlage abhängig (z.B. Kückendrahtgestell als Gebirge bedämpft vorzüglich die Funkwellen).
Anschließend folgt noch der CV-Bereich von maximal zwei optional angeschlossenen GBM16T Belegtmeldern. Deren Konfiguration kann im Handbuch zum GBM16T bzw. dem BiDiB Wiki nachgeschlagen werden. Ist ein GBM16T angeschlossen, gibt es im Anschluss an die „CV Information“ im BiDiB Wizard noch einen weiteren „Reiter“ mit der Belegtanzeige vom GBM16T.
7. Die RF-Basis als DCC Basis
Die Hardware der RF-Basis ermöglicht einen Betrieb der Basis von einem digitalem DCC Gleissignal gesteuert (siehe Betriebsarten). Hiermit ersetzt diese Hardware den alten DCC-RF-Booster.
Wird die Basis mit einem DCC Gleissignal gesteuert, sind einige Einschränkungen beim Funktionsumfang gegeben. Zum einen teilen sich dann Bahn und Autos einen gemeinsamen DCC Adressbereich. Es ist also nicht möglich gleichzeitig eine Lokomotive und ein Auto mit z.B. der Adresse 3 zu betreiben. Jede Adresse kann nur 1x entweder für einen Zug oder für ein Straßenfahrzeug verwendet werden.
Am DCC Anschluss gibt die Basis auch keinerlei Rückmeldungen zur DCC Zentrale aus. Fahrzeugmeldungen können aber optional und zusätzlich an einem USB Terminal (siehe USB) mitgelesen werden.
Ein Betrieb am DCC Gleis ist nur möglich, wenn keine BiDiB Verbindung besteht. Ist die Basis am BiDiB angemeldet, deaktiviert sie automatisch den DCC Eingang! Eine gleichzeitige Steuerung aus beiden Signaleingangsquellen ist nicht möglich.
Von der DCC Zentrale können die Fahrzeuge mit 28 und 128 Fahrstufenbefehlen, allen Funktionsbefehlen und POM Schreibbefehlen angesteuert werden. Ein POM Lesen und „Service Mode Programmiergleis“ Programmieren ist nicht möglich. Die Programmierung von CV1,17,18 per POM wird unterstützt, sofern die verwendete DCC Zentrale dies zulässt.
Wird das DCC Gleis abgeschaltet (Notstopp am DCC), geht auch die RF-Basis in den Notstopp Status und hält alle Fahrzeuge an. Sobald die Gleisansteuerung wieder zugeschaltet wird, fahren dann auch die Straßenfahrzeuge wieder weiter.
Die Basis Konfiguration ist in dieser Betriebsart nicht möglich, sie kann aber am USB Terminal oder BiDiB durchgeführt werden und steht dann auch in dieser Betriebsart zur Verfügung.
Wird an der RF-Basis die DCC Ansteuerung genutzt, kann gleichzeitig mit einem Handregler am Xpressnet Anschluss ein weiteres nicht vom DCC angesteuertes Fahrzeug gesteuert werden. Entscheidend ist hier, das eine DCC Zentrale zyklisch die Befehle an ein Fahrzeug wiederholt. Wenn jetzt gleichzeitig ein Befehl an das selbe Fahrzeug vom Xpressnet kommt, wird dieser sofort wieder von der DCC Wiederholung überschrieben. Die Basis weiß dann also nicht mehr welcher von den beiden Befehlen an das Fahrzeug gesendet werden soll. Es gibt an einem DCC Gleissignal keine Möglichkeit der Zentrale zu sagen „Hallo jetzt regelt ein Handregler, du hast jetzt Pause“ wie das z.b. am BiDiB oder zwischen mehreren Handreglern möglich ist.
Trotz dieser Einschränkungen, ist eine Steuerung per Xpressnet bei aktiver DCC Ansteuerung erlaubt, auch wenn dies nur mit noch nicht am DCC adressierten Fahrzeugen möglich ist. So lassen sich einzelne Fahrzeuge auf einer DCC gesteuerten Anlage immer noch manuell fahren oder testen. Sobald ein Fahrzeug allerdings einmal vom DCC angesteuert wurde, ist es dort im Wiederholspeicher enthalten und kann bis zu dessen Neustart nicht mehr per Xpressnet gesteuert werden. Dies wird einem an einem Handregler angezeigt (bei der Multimaus blinkt dann das Loksymbol).
8. Die RF-Basis als Xpressnet Basis
Xpressnet Handregler können in allen Betriebsarten der RF-Basis zusätzlich oder auch ohne diese autonom genutzt werden. Bei der Ansteuerung vom Xpressnet gelten die gleichen Bedingungen wie am DCC Gleis.
Es können die Fahrzeuge mit 28 und 128 Fahrstufenbefehlen, allen Funktionsbefehlen und POM Schreibbefehlen angesteuert werden. Ein POM Lesen und „Service Mode Programmiergleis“ Programmieren ist nicht möglich. Die Programmierung von CV1,17,18 per POM wird unterstützt, sofern der verwendete Handregler dies zulässt.