Ringleiding en Bussystemen

Om een modelspoorbaan van enige omvang te maken, is het nodig om een manier te verzinnen om de hele baan van railspanning (en DCC-signaal) te voorzien. Daarnaast is het nodig om op meerdere plekken op de baan punten te hebben om een controller aan te sluiten. Als derde is een systeem nodig om de bezetmelders terug te leiden naar de centrale.

Railspanning en Signaal

Omdat ik mijn baan zowel digitaal als analoog wil besturen, kies ik er op dit moment voor om middels een simpele ringleiding de hele baan te voorzien van hetzelfde signaal. Deze 2-aderige ringleiding komt uit op een schakelaar, die deze 2 aders tegelijk kan schakelen naar een analoog dan wel digitaal signaal.

Een complicatie hierbij is het gebruik van bezetmelders. Maar als ik me beperk tot het gebruik van de simpele brugcel-bezetmelder:

Kan deze volgens mij zonder problemen ook werken met analoge sturing, hoogstens is er de complicatie dat de baanspanning met 2 x de spanningsval over de diodes (meestal zo'n 2 x 0,65 = 1,3 Volt) afneemt. Een oplossing hiervoor is om standaard een soortgelijke schakeling in de aansluiting voor de niet-gedetecteerde blokken op te nemen, zodat de baanspanning overal hetzelfde is.

Bussysteem voor controllers

Ik maak gebruik van XpressNet (of Xbus) voor het aansluiten van mijn controllers:

Roco Multimaus

Roco RouteControl

Dus is het handig als ik de 6-polige stekkers en kabels standaardiseer voor de controllers. Standaard worden hier alleen de middelste 4 draden gebruikt, maar de buitenste 2 kunnen gebruikt worden om het DCC-signaal te distribueren voor bijvoorbeeld boosters.

Terugmelding Bezetmelders

Om bezetmelders terug te melden wordt standaard de S88 aansluiting gebruikt, dit is simpelweg een schuifregister waar alle bezetmelders serieel langskomen. Er zijn wat beperkingen wat betreft lengte van kabels, maar bij gebruik van de S88-N norm en afgeschermde UTP-kabels kun je redelijk storingsvrij werken.

Als ik gebruik wil maken van railcom terugmelding, is dit niet voldoende, dan is het zinvol om na te gaan denken over een alternatief, bijvoorbeeld BIDIB, maar ook andere protocollen zijn mogelijk. 

Bekabeling modules

Voor de hele baan heb ik dus eigenlijk 2 kabels nodig; 

• 1 6-polige kabel voor het XpressNet signaal (4 binnenste aders) en het DCC-signaal (buitenste 2 aders)
• 1 8-polige kabel voor het S88-N signaal

Hierbij ga ik er van uit dat in deze modules het DCC-signaal met een aparte booster wordt versterkt, anders moet de ringleiding met de rijstroom worden doorverbonden.

RailCom

Een van de redenen voor het upgraden van mijn DCC-systeem was RailCom, oftewel terugmeldingen via de DCC-bus. Wat je hiervoor nodig hebt was mij al bekend:
- geschikte boosters (speciale aanpassingen voor het doorlaten van het RailCom-signaal
- een terugmeldbus voor de RailCom-data
- decoders met RailCom-functionaliteit.

Ik heb in een eerder berichtje al een overzicht gegeven van alle systemen, en het door mij gekozen systeem: het Bidib-systeem van OpenDCC-guru Wolfgang Kufer. Nu er een deel van de baan gereed was, had ik de mogelijkheid om de decoders in de praktijk te testen. Ik kwam een paar verrassende dingen tegen:
- ESU LokPilot 3.0 DCC-decoders ondersteunden weliswaar RailCom, maar volgens een verouderde standaard, waardoor ze 'vreemde' snelheidsgegevens uitstuurden tijdens het rijden.
- ESU Lokpilot 4.0 DCC-decoders werkten prima, programmeren via RailCom (POM) werkt ook prima.
- De Zimo geluidsdecoder die Fleischmann gebruikt in mijn nieuwe lokset (Beierse D VI) meldt ook de snelheid terug, maar dan correct, hierbij werkt ook POM heel goed.
Gelukkig melden alle Railcom-decoders wel prima hun adres terug, dus kan ik prima de melders gebruiken zoals ze bedoeld zijn: om een betrouwbare terugmelding te krijgen over welke loc waar staat.

Helaas hielp bij de 'oude' ESU lokpilot decoders zelfs het updaten van de firmware niet tegen het verouderde railcom probleem; daarnaast viel het me op dat zelfs pas gekochte decoders met verouderde firmware worden uitgeleverd.

RocNet

Een nieuwe baan is elke keer weer een gelegenheid om zaken beter aan te pakken; zo wilde ik deze keer de besturing van de baan in een aantal punten verbeteren:

• stroomvoorziening: alle boosters. trafo's en electronica die 'onder de baan' komt wil ik digitaal kunnen schakelen, zodat ik centraal alles kan regelen.
• Bekabeling: zo weinig mogelijk kabels onder de baan, tussen de schakelelementen, naar de besturing

Ik heb daarom 2 projecten opgepakt om dit te realiseren:

1. Bidib: op de site www.bidib.org staat een heel nieuwe standaard gedefinieerd, die zorgt voor een eenduidige aansluiting van DCC centrale, boosters, en terugmelders, inclusief Railcom. Dit ga ik gebruiken voor alle digitale sturing van treinen, wissels, etc. De bekebeling gaat via UTP-kabels.
2. RocNetNode: dit is een implementatie van de RocRail software op een RaspBerry Pi; door simpelweg de I/O mogelijkheden van een Raspberry Pi te combineren met Rocrail, krijg je een goedkope manier om maximaal 128 I/O kanalen te gebruiken. Voor de bekabeling wordt ethernet gebruikt via UTP-kabels.

Er zit een bepaalde overlap tussen de twee projecten, maar elk project heeft zijn sterke kanten: zo heeft RocNetNode (nog) geen Railcom-mogelijkheid, en zijn de I/O-poorten bij Bidib relatief duur. Een ander voordeel is dat ik met de RocNetNode ook zonder RocRail kan schakelen.

Het blokschema voor de baan ziet er dan als volgt uit:

De baan kent 2 zijden (west en oost), deze zijn fysiek gescheiden door 2 bruggen, dus dit geeft wat uitdagingen qua bekabeling.
Het DCC-signaal wordt aan de oostzijde verzorgd door de GBMBoost, en aan de wetszijde door een aparte booster (booster2). Hier komen nog aanvullende boosters bij voor de wisselsturing, hier gebruik ik bestaande Roco 10764 modules voor, zodat deze de rijstroom niet beïnvloeden.
Aan beide kanten komt een Raspberry Pi, zodat ik aan beide kanten maximaal 128 I/O-poorten heb. Aan de oostzijde heb ik 16 Railcom secties, dit kan eventueel uitgebreid worden naar 48 met de toevoeging van 2 GBM16T modules. De westzijde gebruikt alleen S88 melders, zonder Railcom.
De bekabeling tussen oost en west bestaat uit 2 UTP kabels, 1 voor Bidiib, en 1 voor XpressNet (hierbij gebruik ik maar 6 aders).

De spanningsvoorziening wordt middels relais geschakeld, hierbij is de verdeling als volgt:

1. Booster 1: wissels en seinen
2. Booster 2: railstroom
3. Licht
4. Overige schakelspannng (motoren, etc.)

Situatie onder de oostbaan:

- linksboven 5 volt-voeding voor rocnet

- midden de raspi, daaronder de netwerkswitch

- rechts daarnaast de relaiskast, die de 4 rode wcd's schakelt

Railcom / bezetmelders

Voor mijn nieuwe baan wilde ik direct goed beginnen met terugmelders: zoveel mogelijk intelligentie en slimme techniek, en zo weinig mogelijk extra electronica.
Dus wilde ik direct RailCom melders inzetten waar mogelijk. Maar bij het bestuderen van de beschikbare RailCom oplossingen viel me al direct op dat er veel wildgroei was: elke fabrikant had een eigen oplossing voor het aansluiten en gebruiken van RailCom.
Ik besloot om eerst eens een vergelijk te maken van de verschillende systemen, en daarbij te berekenen wat het zou kosten om RailCom te gebruiken, voor het gemak teruggerekend naar de kosten per RailCom aansluiting:

• Esu

Ecosdetect

Esu heeft met de ECOS een fantastische centrale op de markt gezet, met veel bedieiningsgemak en uitbreidingsmogelijkheden. Alleen zijn ze voor RailCom wel weer erg behoudend: de EcosDetector heeft maar 4 RailCom poorten van de 16 gebruikte ingangen. Het hele systeem is ook erg prijzig.
Kosten per RailCom melder: ca. € 45 (exclusief ECOS)
Voordelen: degelijk systeem, compleet, uitbreidbaar.
Nadelen: ESU-specifieke aansluiting, maar 4 van de 16 ingangen RailCom, duur.

• Uhlenbrock

MarCo

Uhlenbrock heeft met de Intellibox een van de beste systemen gebouwd, die er op dit moment beschikbaar zijn, en via de LocoNet bus zijn de aansluitmogelijkheden bijna onbeperkt.
Voor RailCom zijn de MarCo modules bedacht, die ook intelligentie aan boord hebben om allerlei acties uit te voeren op basis van de RailCom gegevens.
Kosten per RailCom melder: ca. € 20 (exclusief Intellibox)
Voordelen: ook zonder PC te gebruiken, lokale intelligentie
Nadelen: werkt alleen met Loconet, geen bezetmelding zonder RailCom mogelijk.

• Tams

Tams heeft voor RailCom speciale melders (RCD-2) in het pakket, die via een andere module (RC-LINK) aan een PC kunnen worden gekoppeld. 
Kosten per RailCom melder: ca. € 18 (exclusief centrale)
Voordelen: aparte schakellogica aanwezig
Nadelen: aparte terugmeldbus, PC benodigd.

• Blücher Elektronik (http://www.bluecher-elektronik.de) 

Deze fabrikant heeft geavanceerde melders, die middels een apart verkrijgbare module aan een centrale kunnen worden gekoppeld. Ik ben uitgegaan van de XpressNet module, die goed samenwerkt met OpenDCC en RocRail.
Kosten per RailCom melder: ca. € 10,50
Voordelen: robuust, maximaal tot 8A(!) belastbaar, uit te breiden met keerlusmodule
Nadelen: aparte centrale benodigd.

• DCC4PC (www.dcc4pc.co.uk)

Deze betrekkelijk onbekende speler op de markt heeft een nieuwe module, die compleet computergestuurd RailCom kan uitlezen, met uitgebreide mogelijkheden, ook voor meerdere decoders op een RailCom melder.
Kosten per RailCom melder: ca. € 16,50
Voordelen: geavanceerde RailCom functies
Nadelen: PC nodig, aparte terugmeldbus.

• Bidib (www.opendcc.de)

De maker van de 'open source' OpenDCC centrale, Wolfgang Kufer, is een stap verder gegaan, en heeft een nieuwe standaard gecreëerd voor het aansluiten van verschillende bouwstenen in een digitaal systeem. De basismodule (GBM16T/GBMBoost) is een gecombineerde booster + 16-voudige RailCom bezetmelder, die middels standaard UTP kabels verder kan worden uitgebreid. Er zijn al uitgebreide lichtdecoders beschikbaar, en een interface naar S88, zodat ook oude niet-RailCom melders kunnen worden aangesloten.
Kosten per RailCom melder: ca. € 10,69 (inclusief centrale)
Voordelen: ingebouwde centrale, uitbreidbaar, XpressNet aansluiting
Nadelen: nieuwe nog niet algemeen gebruikte techniek (BidiBus)

Conclusie: qua kosten zijn de Blücher en Bidib oplossingen het best, alleen krijg je er bij de Bidib oplossing ook nog een centrale bij met USB aansluiting. Ik heb dus besloten voor het laatste, en ook de koppelmodule gekocht voor S88, zodat ik mijn bestaande S88-melders ook kon aansluiten. Het valt te bezien of de Bidibus aanslaat, voorlopig zijn volgens de site zowel Tams als Blücher Elektronik van plan om hier gebruik van te maken, dus dat ziet er goed uit.