Dinamo/MCC

Verfasser: Walter Pohler

Der nachfolgende Textteil wurde im Wesentlichen mit Genehmigung von Leon van Perlo (NL)  aus dem holländischen Handbuch übersetzt. 

Was ist Dinamo/MCC?

Dinamo / MCC ist ein von Leon van Perlo (NL) entwickeltes,  umfassendes System zur Steuerung und Sicherung des Modellautobetriebes. Auf der Basis einer zuverlässigen Blocksicherung (vergleichbar den Modellbahnsteuerungen) können Autos in ihrer Geschwindigkeit und mit ihren Beleuchtungseinrichtungen gesteuert werden.

Erforderlich hierzu ist, neben der Zentraleinheit und einem PC,  ein adressierbarer Decoder je Fahrzeug. Die Autos stehen unter Kontrolle eines Computerprogramms. Das Computerprogramm verarbeitet Positionsmeldungen der Fahrzeuge und steuert die Autos entsprechend. Die Richtungsteuerung der Fahrzeuge erfolgt entweder auf der Basis des Faller Car System (®) oder durch das Mader-Magnet-Truck-System (®). 

Wie funktioniert Dinamo/MCC?

Die Straßen der Modellanlage werden mit einem unter der Straßendecke unsichtbar verlegtem Sendesystem ausgestattet. Das Sendesystem ist äußerst simpel und besteht lediglich aus 2 Kupferlitzen die parallel zum Führungsdraht verlegt werden. Die Fahrzeugdecoder sind mit einem Empfänger ausgestattet, der die von der Zentrale über das Sendesystem ausgestrahlten Signale induktiv empfängt.

FCS-Modell mit eingebautem Decoder (Foto: Leon J.A. van Perlo)

Dinamo / MCC arbeitet nicht mit Infrarot- Sendern und Empfängern und ist daher völlig unempfindlich gegenüber Infraroter Störstrahlung (Hallenbeleuchtung, Anlagenbeleuchtung, Kameras, ...). Darüber hinaus werden die Straßen mit Positionsmeldern ausgestattet. Die Positionsmelder sind im Prinzip Reedkontakte die neben dem Führungsdraht angebracht und vom Lenkmagneten des Fahrzeuges betätigt werden.

Mit welcher Software funktioniert Dinamo/MCC?

Der derzeit einfachste und preisgünstigste Weg ist die Verwendung der Open-Source Steuerungssoftware ROCRAIL. Darüber hinaus ist das Protokoll der Schnittstelle zur Hardware offen gelegt. Weiteren Software-Entwicklern bleibt es also überlassen, das proprietäre Protokoll von Dinamo/MCC zu implementieren.

Funktionen der Fahrzeugdecoder

• Adressierung: bis zu 4095 Adressen
• Ansteuerung der Motoren mit sogenannter Cruise-Control (Lastregelung)
• Langsames Anfahren und Abbremsen mit verschiedenen Charakteristiken
• Ansteuern von Fahrlicht, Rücklicht und Bremslicht
• Ansteuern von Standard-LED (auch weiße LED) aus Standard Batteriespannung 2,4V
• 2 Extra-Funktionen zur freien Verwendung
• Notstopp wenn der Fahrweg verlassen wird
• Schlafzustand des Controllers wenn das Sendesignal fehlt
• Wake-up des Controllers wenn der Sender wieder aktiv wird
• Batteriekontrolle
• „Programming-on-road“ – Möglichkeit zur Konfigurierung und Tuning des Decoders
• Arbeitet mit Batteriespannungen  zwischen 1,8 und 4,5 Volt

Was wird benötigt?

Für die Automodellsteuerung auf der Heimanlage wurde ein kostengünstiger Controller UCCI entwickelt der alle notwendigen Funktionen beinhaltet. Der Controller UCCI besorgt die Kommunikation mit dem PC, Ansteuerung des Sendesystems, das Einlesen der Positionsmelder (Reedkontakte) und die Ansteuerung von optionalen OM32 –Controllern. Optionale OM32-Controller schalten elektromagnetische Weichen, Lichtsignale, …

UCCI-Baugruppe (Foto: Leon J.A. van Perlo)

Die beschriebene UCCI-Lösung ist nicht erweiterbar. Für größere Anlagen steht deshalb  das Dinamo 3.x zur Verfügung.

Für den Start mit UCCI (max. 2 Sendeschleifen/max. 128 Rückmeldungen) werden benötigt:

• Ein UCCI-Controller und eine Stromversorgung 7,5..9V/2A
• optional ein oder mehrere OM32 – Module für Weichen, Signale  incl. Stromversorgung für die Weichen
• Ein MCC-Decoder je Auto incl. Empfangsspule
• Reedkontakte für die Positionsmeldung der Fahrzeuge
• Eine Handvoll 1N4148 Dioden oder einige SWDEC-Anschlußplatinen für die Empfangsmatrix der Reedkontakte.
• Selbstverständlich müssen die vorhandenen oder neu gekauften Fahrzeuge mit den Decodern und LED`s ausgestattet werden.
• Ein PC mit serieller Schnittstelle oder USB-Interface incl. Interfacekabel
• Entsprechende Software z.B. ROCRAIL

Viele weitere Informationen finden Sie im Internet unter: http://dinamo.vanperlo.net

Referenzen:

RAILZ MINIWORLD, Rotterdam
Die größte Modelleisenbahnanlage (Maßstab 1:87) in den Niederlanden

Fragen von Walter Pohler (IGM Kaarst) an den Entwickler Leon van Perlo (NL) auf der Rail 2008 in Houten/NL:

Was bedeutet UCCI?

UCCI steht für USB Car Control Interface. Spricht man es zusammenhängend – Öcki -
aus, entspricht es der Niederländischen Bedeutung für Kind (Baby). Ein Weg um die neue Baugruppe im Dinamo-System eindeutig zu identifizieren.

Ist eine Abstandssteuerung vorhanden?

Nein, eine Abstandssteuerung wie bei DC-Car ® ist nicht vorhanden. Unser vorrangig behandelter Anwendungsfall (RAILZ Miniworld) verlangt keine Abstandssteuerung.

Wird es einen Handregler geben?

Beispiel: Taster >>> Controller>>> Interface >>> UCCI

Derzeit ist nicht daran gedacht. Die Zielsetzung der Entwicklung war eine rein computer-gesteuerte Lösung. Da aber das Protokoll offen gelegt ist, bleibt es Jedermann selbst überlassen, das System dahingehend zu erweitern. Mit einer solchen Erweiterung wären einzelne Fahrzeuge dann von Hand steuerbar.

Wieviele Rückmeldungen kann UCCI verarbeiten?

Maximal 128 Rückmeldungen können mit UCCI verarbeitet werden. Darüber hinaus kann die modular erweiterbare Dinamo 3.0 Lösung mit TM-CC Controller verwendet werden. Diese Lösung unterstützt 2048 Rückmeldungen pro System.

Werden weitere Modellbahn-Steuerungsprogramme Dinamo/MCC steuern können?

Ggf. sind weitere Softwarehersteller zu befragen, ob Sie bereit sind das Protokoll zu implementieren. Darüber hinaus ist das Protokoll offen gelegt. Alle erforderlichen Befehle sind im Handbuch DINAMO INTERFACE Handbuch 3.0 erläutert.

Sind dort auch die Befehle zum Ändern von Variablen (CV) beschrieben?

Ja, die CV (CV in Anlehnung an DCC) sind ebenfalls dort beschrieben.

Können die MCC-Decoder auch in PKW oder Kleintransporter eingebaut werden?

Wegen der Decodergröße derzeit leider nicht. An kleineren Decodern wird gearbeitet; verfügbar in etwa einem Jahr. Da die Empfangsspule extrem klein ist, sollte diese auch für Kleintransporter verwendbar sein. Für PKW ist wahrscheinlich eine weitere Miniaturisierung  notwendig.

Warum verwendet Dinamo/MCC nicht das DCC-Protocol?

DCC ist aus unserer Sicht ein nicht sehr effektives Protokoll. Da Autos und Bahn nicht auf der gleichen Spur fahren, haben wir uns entschlossen, ein proprietäres Protokoll mit optimaler Performance für die Modellautos zu entwickeln. Es ist zuverlässiger und leichter zu dekodieren. Ein weiterer Grund sind die möglichen Interferencen zwischen Modellbahn und Autosteuerung, insbesondere an Bahnübergängen.

Wäre nicht ein einfaches BASIC-Programm in der Lage die Autos zu steuern?

Prinzipiell ja – aber Rocrail ist kostenlos verfügbar und kann auch die Modellbahn steuern. Wie bereits beschrieben, alle erforderlichen Befehle sind in der Interface-Spezifikation erläutert. Darüber hinaus werden keine Befehle benötigt.

Sind Störeinflüsse durch die Verwendung von Magnetband als Führung für die Fahrzeuge zu erwarten?

Nein, Magnetband wurde allerdings auch nicht von uns getestet.

Sind ggf. Bausätze verfügbar für UCCI, … ?

Leider nein.

Was bedeutet Cruise-Control und reichen 15 Fahrstufen aus?

Cruise-Control steht für Geschwindigkeitsregelanlage.

Die Gegen-EMK des Motors wird ständig gemessen, einem PID-Controller zugeführt, der Soll- und Istwert vergleicht und ggf. notwendige Korrekturen vornimmt. Vom Prinzip her handelt es sich somit eher um eine Lastregelung.

Nach unseren Erfahrungen reichen 15 Fahrstufen völlig aus. Dekoder-intern gibt es weitere Stufen, die das Anfahren, das Bremsen und die Lastregelung optimieren.

Wird auch im Sleep-Mode (Stillstand der Fahrzeuge) Strom verbraucht?

Ja, durchschnittlich 500 µA (Mikro-Ampere). Das heißt, nach ca. 300/0,500= 600 Stunden ist ein voller Akku von 300mA leer.

Welche Fahrzeiten der Modelle erreichen Sie durchschnittlich?

Das ist u.a. abhängig von Typ und Gewicht der Fahrzeuge sowie von der Akku-Kapazität. Auf der Rail 2008 erreichen unsere Demo-Fahrzeuge mit Standard-Akku (240mAh) eine durchschnittliche Laufzeit zwischen 6 und 8 Stunden.

Wie hoch ist der heutige Einstiegspreis(12.03.2008)?

Ein UCCI und zwei MCC-Decoder kosten derzeit 160,00 € plus Porto/Versand. Ein einzelner MCC-Decoder kostet derzeit 45,00€.

Ist mit einer Preissenkung bei den MCC-Dekodern zu rechnen?

Derzeit leider noch nicht – dazu reichen die Stückzahlen noch nicht aus.

SWDEC Anschlussplatinen, wozu dienen diese?

Diese Platinen dienen zur Rückmeldung der Standortinformation und kosten derzeit 17,00€. Die Baugruppe ist deshalb so teuer, weil die verwendeten Stecker von Phoenix Contact bereits 7,00€ kosten. Die unbestückte Leiterplatte kostet lediglich 4,00€.

Weiteres benötigtes Zubehör:

• Dioden
• Flachbandkabel
• Stromversorgung
• LED’s und Kleinwiderstande (1/8W) für die Auto’s
• Ggf. OM32-Decoder zum Stückpreis von                                

(alles bei Reichelt oder Conrad erhältlich)

Warum sind die Widerstände für die Beleuchtung des Fahrzeuges nicht auf der Platine untergebracht?

Weil die Widerstände
    a) von der verwendeten  Akku-Spannung (2,4..4,8V) und
    b) von der Anzahl der LED pro Ausgang abhängig sind.

Beinhalten die angegebenen Preise bereits die Mehrwertsteuer?

Ja, alle Preise beinhalten 19% MwSt. Allerdings sind unsere aktuellen Preise (Internet-Shop) zu berücksichtigen.

Können mit OM32 auch Servos geschaltet werden?

Leider nein – wir arbeiten aber an einer Lösung.

Ist die Ansteuerung OM32 offen gelegt und wenn ja, wo?

Ja, auf Anfrage oder in der Dinamo User Group erhältlich.

TIPP der IGM: Ggf. könnte man die sehr guten Baugruppen von WWW.SERVO-ANTRIEBE.DE mit DCC-Ansteuerung verwenden – ROCRAIL ist ja multiprotokollfähig

Gibt es einen Telefonsupport?

Der reguläre Support sollte über die Dinamo User Group erfolgen. In besonders schwierigen Fällen wird auch Telefonsupport geleistet.

Wird es einen Distributor in Deutschland geben?

Derzeit nicht notwendig.

Wird es ein Referenzobjekt oder Anschauungsmodell in Deutschland geben?

Möglicherweise bei der IGM Kaarst?

Wie werden CV’s (Adresse, ….    )  bei den Fahrzeugen geändert?

Ein Konfigurationsprogramm wird mitgeliefert, kann aber auch selbst  erstellt werden. Die Schnittstellen sind ja offen gelegt. Eine Liste aller CV finden Sie im MCC-Dec-Handbuch.

Gibt es eine Schnittstelle auf dem Decoder für Software-Änderungen?

Der PIC-Controller kann über eine 5-adrige Schnittstelle mit einem Standard-PIC-Programmer PIC-16 umprogrammiert werden. Software-Updates werden ins Internet gestellt und können dort abgerufen werden. Es ist auch möglich, Software-Updates bei uns vorzunehmen. Beim Einbau des Decoders in das Fahrzeug sollte eine Updatebuchse vorgesehen werden. Die Beschaltung ist wie folgt vorzunehmen:

Als Updatebuchse ist eine 6-polige Buchsenleiste im Raster 2,54 zu verwenden! Um ein falsches Einstecken zu vermeiden, benutzen wir ein 6-Pin-Interface. Pin 2 dient nur als Führungs-Pin. Wir werden Informationen hierzu im Handbuch genau beschreiben.

Aufgrund der Anwendung RAILZminiworld, Rotterdam sind Programmfehler im Decoder weitestgehend auszuschließen. Sie erhalten also wirklich getestete Decoder-Software.

Gibt es eine Funktion für Blaulicht, Blitzer, Springlicht, Blinklicht, ….. im MCC?

Jeder MCC-Controller besitzt 2 Funktionsausgänge (Ein/Aus), die weitere LED/Controller, Soundbausteine in Betrieb nehmen können. Die Funktionen dieser zusätzlichen Controller (z.B. vom Typ AtTiny) können dann vielfältigster Art sein. Beispiel: Feuerwehrmodul, Baufahrzeuge,…

Benötigen diese Module weiterhin Strom – auch wenn das Fahrzeug abgestellt ist?

Ja, aber das Ein-Ausschalten kann über einen MOSFET erfolgen, der den Stand-By-Mode herbeiführt. Für längere Stillstandszeiten wird dann der Standard-Ein-Ausschalter genutzt. Ein Schaltbild hierzu kann kurzfristig entworfen werden.

Fertige Blinkmodule kosten bis zu 15,00 € als Bausatz. Warum wurden diese Funktionen nicht in MCC implementiert?

Nun, das System ist gerade erst fertig geworden. Erweiterungswünsche der Anwender sind unumgänglich – nur unsere Entwicklungskapazität ist eingeschränkt. Ausreichend ist übrigens ein Attiny12 mit fliegender Verdrahtung.  

Gibt es bereits preisgünstige Zusatzbausteine von Ihnen?

Leider noch nicht.

Was bedeutet Batteriekontrolle? Bleiben die Fahrzeuge automatisch irgendwo stehen oder können noch einen Nothaltepunkt (Ladestation) erreichen?

Das Batteriemanagement besteht aus einem Messverfahren, welches den Akkustand gegenüber einer Spannungsreferenz vergleicht. Das Verfahren wird auch bei der Motorsteuerung benutzt.

Sinkt die Batteriespannung unter einen konfigurierbaren Wert, wird ein Alarm-Mode ausgelöst und die Geschwindigkeit auf ca. 30% herabgesetzt. Gleichzeitig blinken die ALARM-LICHTER (Frontlicht) am Modellauto (visuelle Indikation). Konfiguration ist möglich durch CV Einstellung.

In einem vorbestimmten Streckenabschnitt kann nun die Geschwindigkeit der Fahrzeuge gemessen und mit dem Sollwert verglichen werden. Liegt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter dem Sollwert, kann eine Route zur Ladestation eingestellt werden. Dieses Leistungsmerkmal ist allerdings in der ROCRAIL-Software noch nicht verfügbar. 

Das Sendesystem besteht aus einer 2-adrigen Schleife. Wie kann diese Schleife über Module geführt werden? Sind Stichleitungen erlaubt? Müssen die Adern absolut bis zur Modulkante geführt werden? Wie ist bei Abzweigen zu verfahren? 

Die Distanz zwischen dem Sendesystem und der Empfängerschleife am Fahrzeug kann bis zu 3 cm betragen. Um unnötige Störungen zu vermeiden, sollte dieser Abstand nicht überschritten werden. Beispiele zur Verlegung der Senderleitungen sind im UCCI–Handbuch beschrieben.

Wie viele Schleifen sind möglich und welche Längen sind erlaubt?

2 Schleifen per UCCI, 128 Schleifen per Dinamo-System. In Railz Miniworld werden Leitungslängen von 50 m je Schleife eingesetzt.

Sind diese Schleifen nicht auch gleichzeitig Störsender (Empfänger)?

Die Signale reichen lediglich 3-10cm über und neben der Straße. EMV-Prüfungen ergaben, dass es keine Interferenzen mit Radio/TV/GSM/etc. gibt.

Zugegeben, das System ist sicher nicht für Anfänger geignet, dennoch die Frage: Warum legen Sie die gesamte Dokumentation der Schnittstellen offen?

Das DINAMO 3.0 Interface wurde dokumentiert und offen gelegt, um Software-Entwicklern von Modellbahnsteuerungen die Möglichkeit zu geben, DINAMO/MCC in ihre Software zu implementieren. Der Focus unserer Entwicklung liegt auf der Hardware für Modellbahnen. Deshalb liefern wir zur Hardware auch nur Tools zum Testen der Hardware aus.

Alle Preisangaben und Informationen ohne Gewähr des Verfassers/Übersetzers oder der  IGM Kaarst.

Aktuelle Preise unter http://dinamo.vanperlo.net

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