Lokodekodéry - mapování funkcí

1. Úvod
2. Hardware
3. Mapování
4. Příklady
   1. Staré mašiny
   2. Brejle Kuehn + Zimo MX621
      1. varianta a
      2. varianta b
   3. Hektor Tillig + Zimo MX623P
5. Závěr

Úvod

    Další informace k mapování zvukových lokodekodérů Zimo jsou v článku Brejlovec Roco - zvuk !!!

    V článku Lokodekodéry (LD) jsem vybízel ke spolupráci ohledně mapování funkcí LD. Pár (téměř doslova) kolegů se ozvalo. Nejvíce mi pomohl Josef Králík, který mi předal své, velmi slušně popsané a zpracované poznatky, čímž podstatně zkrátil oblast mého tápání. Pepovi i ostatním patří vřelý dík.

    Mapování funkcí je způsob přiřazení funkčních výstupů lokodekodéru funkcím centrály, tedy funkčním tlačítkům ovladače. Lokodekodér má určitý počet funkčních výstupů. Jsou to vývody, které jsou pak pomocí ovladače aktivovány. Aktivací je myšleno sepnutí, většinou do nuly (mínusu), proti společnému kladnému napětí (+12V). Na tyto vývody jsou připojena světla a případně další zařízení, jako třeba vnitřní osvětlení, elektromagnetické spřáhlo, generátor dýmu atd. Funkční výstupy mohou mít i jiné napěťové úrovně, log 5V, výstup pro servo atd. Někdy lze jejich parametry měnit i programově (nastavením CV).

    Aby se třeba zapnula světla, musí být na ovladači stisknuto určité funkční tlačítko. Které tlačítko ovládá jakou funkci, příp. jak, to je právě mapování. Zkomplikované je to tím, že různé lokodekodéry mají různý počet funkčních výstupů, s různými parametry a mají různé způsoby mapování. Centrály a ovladače zase mají různé počty funkcí (funkčních tlačítek), které mohou ovládat, a to také ještě různým způsobem. A pak je tu ještě to hlavní, a tím je mašina, tedy její zapojení (rozhraní, elektronika...). Zapojení mašiny je totiž základním parametrem, určujícím, jak lokodekodér připojíme a namapujeme. Takže, co s tím?

    Není v možnostech jednoho amatéra, aby udělal nějaký celkový rozbor, přehled, napříč mnoha typy lokodekodérů, jejich možnostmi, navíc ještě k mnoha odlišným účelům. Domnívám se, že jediný způsob, jak problematiku aspoň trochu přiblížit uživateli, je popis základní činnosti, a pak pár příkladů pro konkrétní akce, na určité mašině, na konkrétním lokodekodéru.

    Některé informace jsou na webu dostupné, od prodejce (dovozce), na diskuzním fóru... Přesto se domnívám, že podrobnější rozbor neuškodí.

    Jako obvykle... Důrazně upozorňuji, že popisuji systém Lenz, a že jiné systémy mohou mít stejné nebo podobné jen dílčí části !!!  V článku Komponenty jsou detailnější informace o některých použitých prvcích.

Na začátek článku

Hardware

    Ten zde tvoří lokomotiva a lokodekodér. U obou těchto komponent nelze o nějaké jednotnosti hovořit ani náhodou. (Naopak centrála s ručním ovladačem, případně softwarové ovládání funkcí, generují příkazy pro aktivaci funkcí už způsobem obdobným.)

Lokomotiva

    U starších výrobků je pouze motor, nějaká ta žárovka nebo LED a chybí i rozhraní, tedy konektor. Nové stroje mají naopak už většinou normované rozhraní, případně nějakou elektroniku v různé fázi složitosti a funkčnosti. Právě zapojení elektroniky a zabudované rozhraní, tedy konektor, mají základní, určující vliv na to, jak bude vše uspořádáno. Výchozím bodem by mělo být schéma zapojení mašiny, případně pár příkladů vhodných lokodekodérů, včetně nastavení jejich registrů CV. Snad alespoň to schéma budou výrobci k mašinám poskytovat, měla by to být povinnost.

Lokodekodér

    I tady je výrobců a jejich produktů velké množství. Možnosti jsou ještě znásobené typem rozhraní. Postupem času jsem se dopracoval k používání lokodekodérů fy Zimo, a tak i popisovaný LD je jedním z novějších výrobků této firmy, typ MX621. Sice je toho na webu mraky, ale opakování je matka moudrosti. 

Lokodekodér fy Zimo, typ MX621.

    Vývody vlevo mohou být uspořádány do několika různých variant, rozhraní, počínaje šesti přímými piny (NEM 651) a konče třeba 8-mi pinovým konektorem dle NEM652 na vodičích.

Základní zapojení v mašině.

    Za zmínku stojí vývod, označený "+". Jak to, že v provedení přímého konektoru, rozhraní dle NEM651, je tam pouze 6 pinů, kdežto v provedení s volnými vodiči je vývodů 7? Je tam navíc modrý vodič. Na tomto vodiči je totiž +12Vss jako protějšek napájení funkčních výstupů. Pokud není "+" na LD k dispozici, snadno si pomůžeme dvěma diodami (viz násl. obrázek). Pokud má lokomotiva už 6ti pinový konektor (NEM651) připravený, je vlastně toto vše už zabudováno do desky plošných spojů (DPS) mašiny.

Vytvoření společného napájení pro funkční výstupy, pomocí dvou diod (znázorněno modře).

 

    Další dva funkční výstupy jsou na ploškách (zelená, fialová) vpravo nahoře. Vodiče sem je nutno naletovat. (Nepoužívat pistolovou trafopáječku, ale mikropáječku!!!) Způsob připojení a proudová zátěž je obvykle stejná jako u výstupů na pinech 5 a 6 (přední a zadní světla). Těchto dalších výstupů může mít lokodekodér různý počet (1 až 12), MX621 má dva.

    I jeden typ lokodekodéru může mít však několik způsobů uspořádání rozhraní. Pouze vodiče, NEM651, NEM652, NEM658 atd. A protože opakování je matka moudrosti, myslím, že neuškodí. Uvedené konektory (v mašině) jsou "female" (samice, dutinka, -), lokodekodéry jsou tedy "male" (samec, pin, +).

	1	motor 1		oranžová
	2	motor 2		šedá
	3	kolej pravá		červená
	4	kolej levá		černá
	5	FOf nebo FO1		bílá
	6	FOr nebo FO2		žlutá

oranžová		motor 1	1		8	kolej pravá		červená
žlutá		FOr	2		7	V+		modrá
			3		6	FOf		bílá
černá		kolej levá	4		5	motor 2		šedá

bílá		FOf	7		8	motor 1		oranžová
modrá		V+	9		10	motor 2		šedá
		index	11		12	kolej pravá		červená
žlutá		FOr	13		14	kolej levá		černá
		repro 1	15		16	FO1 nebo FOf		zelená
		repro 2	17		18	FO2 nebo FOr		fialová

GPIO/C			1	○  ○	2			FO3
GPIO/B			3	○  ○	4			GPIO/A
GND			5	○  ○	6			V+ Cap.
FOf	bílá		7	○  ○	8		oranžová	motor 1
V+	modrá		9	○  ○	10		šedá	motor 2
index			11	○	12		červená	kolej pravá
FOr	žlutá		13	○  ○	14		černá	kolej levá
repro 1			15	○  ○	16		zelená	FO1 nebo FOf
repro 2			17	○  ○	18		fialová	FO2 nebo FOr
FO4			19	○  ○	20			FO5
FO6			21	○  ○	22			FO7

PluX 8   ... červená, piny 7 až 14
PluX 12 ... červená + zelená, piny 7 až 18
PluX 16 ... modrá + červená + zelená, piny 3 až 18
PluX 22 ... vše
Piny 1 - 6 (PluX 16, PluX 22) se používají na různé účely, třeba na snímání polohy kola (pro synchro zvuku), připojení serv, SUSI (Serial User Standard Interface) atd. Bližší popis přesahuje rámec tohoto článku.

    Aby toho nebylo málo, existuje také rozhraní Next18. Komentář si raději odpustím.

    To by snad prozatím stačilo. Pokud vím, existuje ještě rozhraní 21MTC dle NEM660, ale nikde ho nemám a v TT o něm ani nevím.

    Funkční výstupy jsou na schématech označovány různě. Jde-li o základní konfiguraci, tedy o spínané napětí 12Vss, s proudovou zátěží kolem 100 mA (tedy pro připojení LED), je to označení FOf, FO1, Aux1, Out1 atd. Rovněž číslování bývá od nuly, od jedničky ... Je v tom trochu guláš, nenechte se tím zmást. Snažil jsem se u konektorů používat pouze jeden způsob, a to FOf, FOr, FO1, FO2 atd. Je to Function Output (funkční výstup), tedy FO né F0 ("ó", né "nula").

V ý s t u p		D a l š í   a l t e r n a t i v n í   o z n a č e n í
1	FOf		Out0f i Out1	Aux0f i Aux1	Výstup 0 pro směr vpřed	Výstup 1
2	FOr		Out0r i Out2	Aux0r i Aux2	Výstup 0 pro směr vzad	Výstup 2
3	FO1		Out3	Aux3	Výstup 1	Výstup 3
4	FO2		Out4	Aux4	Výstup 2	Výstup 4
5	FO3	a t d .
6	FO4
7	FO5
8	FO6

Na začátek článku

    Šedá je tvář teorie. V souvislosti s touto problematikou bych ji označil přímo za černou. Základní pravidla jsou uvedena (spolu s dalšími) v normě NMRA RP-9.2.2. Raději vynechám detailnější popis a komentář, jen si neodpustím, že (podle mne) je to uděláno nevhodně, nepřehledně, málo pochopitelně. Zřejmě je to následek postupného vývoje a nevím, čeho ještě. Nenaděláme s tím však nic, tak se přes to musíme nějak přenést.

    V podstatě jde o to, že jsou dány určité registry (základ je CV33 až CV46), které mapování řídí. Každý registr CV má 8 bitů (vah) a pomocí zadání "0" nebo "1" do určitého bitu je dosaženo přiřazení mezi funkčním tlačítkem (zapnutí/vypnutí určité funkce na ovladači) a funkčním výstupem (aktivací výstupu lokodekodéru). Uspořádáno do tabulky to bude snad lépe srozumitelné.

    Lokodekodér Zimo MX621 má tedy výstup "0", rozdělený na dva (FOf, FOr nebo FOpřední, FOzadní - bílý, žlutý), směrově závislý (aktivní je tedy vždy jen jeden z nich), a pak další dva přidané výstupy (FO1, FO2 - zelený, fialový).

... takhle v TrainProgrammeru RailCo, v5.8 (nastavovací tabulka vpravo je, nevím proč, otočená o 90°) ...

 

... a takhle v DecoderPro3 JMRI.

 

Na předešlém formuláři je možno vyzkoušet (rozmístění dle Zimo)...

(upraveno z © Arnold Hübsch 2000)

    Každý registr CV je tedy přiřazen funkčnímu tlačítku. Jeho 8 bitů pak říká, který funkční výstup má toto tlačítko ovládat (aktivovat). Jedno tlačítko může ovládat i více funkčních výstupů současně (třeba všechny).

Na začátek článku

Příklady

Příklad 1: Staré mašiny bez elektroniky, bez konektoru. Různé lokodekodéry.

 Na začátek článku

Příklad 2a: Brejle Kuehn TT, Zimo MX621.

    Schéma lokomotivy je k dispozici (zdroj DS modely, Kuehn). Jde o jednoduché zapojení motoru s odrušovacími prvky a osvětlení LED. Je to prakticky stejné jako v Příkladu 1, jen je elektroinstalace na DPS. Rozhraní NEM651 dovoluje zasunout lokodekodér se stejným konektorem a používat základní funkce, tedy jízdu a osvětlení spínané tl. F0, čelní (bílá) a koncová (červená) světla, umístěná na opačných koncích a směrově závislá. Horní reflektor je spojen s čelním osvětlením.

    Takto tedy lze osvětlení ovládat jen tímto základním způsobem. Aby šla koncová světla ovládat nezávisle, je nutno je od čelních odpojit. Na to výrobce myslel a úpravu DPS uvedl v návodu k obsluze. Prostě se v naznačeném místě přeruší (proškrábne, probrousí...) plošný spoj, čímž se odpojí napájení koncových světel, a to se následně připojí k dalším funkčním výstupům lokodekodéru, pokud je tedy lokodekodér má (Zimo MX621 ano).

DPS Brejlovce Kuehn TT. Funkční výstupy FO1 a FO2 se připojí na "výstup LD". Je vlastně jedno, který na který, protože nastavením CV to lze lehce změnit (prohodit).

 

Přerušení vyznačené červenou čarou na části schématu. Šipkou je označena chybějící tečka (vodivé křížení) na originálním výkresu.

    Registry CV125 až CV132 slouží k dalšímu nastavení funkčních výstupů. Jdou zde nastavit různé americké světelné efekty, automatické vypnutí po 5 (10) min (třeba pro generátory kouře), ovládání brzdových světel (pro tramvaje) atd. Pro nás jsou však důležité první dva bity těchto registrů, které slouží pro nastavení směrové závislosti. Výstup FO je totiž rozdělen na dva výstupy (FOf, FOr),  kde každý je aktivní jen při jednom směru. FOf při vpřed, FOr při vzad. Ostatní funkční výstupy ovšem fungují při obou směrech, pokud je v příslušném registru nenastavíme jinak. Tak jde třeba klávesou F1 aktivovat oba funkční výstupy FO1 a FO2 najednou, ale jednomu povolíme aktivaci jen při směru vpřed, druhému jen při vzad.

	Světla
	Čelní				Reflektor		Koncová
	přední		zadní		přední	zadní	přední		zadní
Funkce	levé	pravé	levé	pravé			levé	pravé	levé	pravé	Směr
žádná
F0	X	X			X						vpřed
			X	X		X					vzad
F1									X	X	vpřed
							X	X			vzad
F0+ F1	X	X			X				X	X	vpřed
			X	X		X	X	X			vzad

Svítit to bude takto.(Příklad 2a)

Funkce	Svítí	Poznámka
F0	Čelní, bílá světla + reflektor	Čelní + reflektor, směrově závislá
F1	Koncová červená světla	Koncová, směrově závislá
F0+F1	Čelní, bílá světla + reflektor Koncová červená světla	Čelní + reflektor + koncová, směrově závislá

F0 tedy zapíná jen čelní světla, F1 jen koncová, F0+F1 čelní i koncová.

Na začátek článku

Příklad 2b: Brejle Kuehn TT, Zimo MX621.

    Vše je stejné, jen mapování se provede jinak.

	Světla
	Čelní				Reflektor		Koncová
	přední		zadní		přední	zadní	přední		zadní
Funkce	levé	pravé	levé	pravé			levé	pravé	levé	pravé	Směr
žádná
F0 (F0+F1)	X	X			X				X	X	vpřed
			X	X		X	X	X			vzad
F1	X	X			X						vpřed
			X	X		X					vzad

Svítit to bude takto (Příklad 2b).

Funkce/font>	Svítí	Poznámka
F0 (F0+F1)	Čelní, bílá světla + reflektor Koncová červená světla	Čelní + reflektor + koncová, směrově závislá
F1	Čelní, bílá světla + reflektor	Čelní + reflektor, směrově závislá

F0 tedy zapíná komplet osvětlení, F1 jen čelní světla. Zde tedy nejdou zapnout samostatně jen koncová světla, ale je to zapojení často na webu uváděné. Osobně preferuji variantu 2a.

    Tyto dvě varianty mají výhodu v jednoduchosti. Stačí odpojit koncová světla (je-li DPS připravena, tím lépe) a připojit na dva volné výstupy. Jak je vidět, je zde však třeba příliš mnoho dalších funkčních výstupů. Dva na koncová světla, na reflektor případně další dva. Proto je mnohem výhodnější, když je na DPS jednoduchá elektronika, která vlastně vyřeší závislosti mezi jednotlivými funkcemi, včetně jejich inverze (viz dále).

Na začátek článku

Příklad 3: Hektor Tillig TT, Zimo MX623P.

    Schéma lokomotivy je k dispozici (původní zdroj Miroslav Uher). Tady jde už o složitější zapojení, využívající vazeb mezi jednotlivými funkcemi.

    Konektor, použitý na lokomotivě, je NEM658, PluX 12. Šikovně navržená elektronika pak dovoluje zasunout nejen lokodekodér s rozhraním NEM651 (6 pinů v řadě), ale i lokodekodér Zimo MX623P, tedy PluX 12. Elektronika mašiny je poměrně jednoduchá, přesto poskytuje plno možností ovládání světel.

Světla

Čelní

Reflektor

Koncová

Boční

> přední

zadní

přední

zadní

přední

zadní

Funkce

levé

pravé

levé

pravé

levé

pravé

levé

pravé

(obě)

Směr

žádná

F0 (F0+F1)

X

X

X

X

vpřed

X

X

X

X

vzad

F1

X

X

X

X

X

X

vpřed

X

X

X

X

X

X

vzad

F3

X

X

X

vpřed

X

X

X

vzad

Svítit to bude takto.(Příklad 3)

Funkce	Svítí	Poznámka
F0 (F0+F1)	Čelní, bílá světla + reflektor Boční tabulky	Čelní + reflektor, směrově závislá
F1	Čelní, bílá světla + reflektor  + koncová světla Boční tabulky	Čelní + reflektor + koncová, směrově závislá
F3	Jedno čelní (pravé) na obou stranách Boční tabulky	Navíc bude aktivována funkce "Posun", tedy poloviční rychlost a vypnuta akcelerace a decelerace. To už je ovšem záležitost dalšího nastavení CV.

F1 tedy zapíná komplet osvětlení, F0 vypíná koncová, F3 aktivuje Posun včetně osvětlení.

    Má to jedinou chybu, a to je, že nemám tušení, jak se v nastavení angažuje CV37=255. Ale chodí to přesně podle mých požadavků, tak mi další vysvětlení snad odpustíte. Další zajímavostí je, že "posunová" světla se mírně přisvítí na straně "vpřed". Považuji to ale spíš za výhodu, než za chybu. Na téma Hektor, elektronika v mašině a související problémy, kterých je na webu dost, bych chtěl ještě dodat, jak diskutabilní jsou všechny negativní názory na zapojení této mašiny. Takhle pěkně mi žádná jiná nesvítí.

Na začátek článku

Závěr

    Několik příkladů ukazuje rozmanitost elektrického zapojení mašiny a různé způsoby mapování funkcí. Článek by měl sloužit především jako inspirace pro bádání dalších kolegů. Není to jednoduché téma, k čemuž přispívá ještě nejednoznačnost značení, překlad některých výrazů do češtiny atd. Snad aspoň trochu přispěju k osvětě v této oblasti.

    Na obou mašinách (Brejle Kuehn, Hektor Tillig) jsem při tom všem svícení objevil dvě chybičky. Přestože jsem na DMB našel poznámky k prosvítání horního reflektoru střechou u Brejlí Kuehn, toto jsem nezaznamenal. Zato mi však prosvítá při rozsvícení čelních světel červená vpředu pod znakem ČD (asi si pamatuje požád tu rudou hvězdu ). Budu na to muset ještě mrknout. U Hektora zase prosvítají boční tabulky do reflektoru. Takže když jsou na přední straně rozsvícená jen koncová světle (tabulky svítí rovněž), svítí trochu i reflektor. Tady už jsem to odstranil, stačilo to odstínit kouskem lepící modelovací hmoty.

    A jako vždy, pokud najdete chybu nebo máte nějaké další poznatky či připomínky, neváhejte se ozvat, Kontakty jsou k dispozici.

    A nezapomeňte ... při programování CV registrů se snadno můžete dostat do potíží. V článku Lokodekodéry 2 jsou popsány některé problémy a jejich odstranění.