8er Relais-Dekoder


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Relais-Dekoder (8 Umschaltkontakte): Relais-8-V V2.1

Aif dieser Seite wird ein 8-facher Relais-Dekoder beschrieben. Die Relais sind so verschaltet, dass eine Verteiler-Funktion realisiert wird. Es stehen mehrere Betriebs-Arten zur Verfügung. Für Motorola oder DCC.

Dieses Modul wurde ersetzt durch das Modul Relais 8-V V2.3

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Relais Dekoder (8er)

Diesen 8er Relaisdekoder habe ich in erster Linie dafür entwickelt, um die digitale Gleisspannung abschalten zu können. Berechtigt wäre hier die Frage: wozu? Alle Gleise können doch ständig mit der digitalen Spannung versorgt werden, die Loks fahren doch erst los, wenn Sie ihre Befehle erhalten?
Das ist sicherlich richtig, jedoch gibt es einige Sonderfälle, wo sich ein abgeschaltetes Gleis (oder zumindest die Möglichkeit dazu!) bewährt:

Es fahren Loks mit gleicher Adresse auf der Anlage. Das sollte zwar nach Möglichst vermieden werden, aber wenn mal eine "Gastlok" zu Besuch kommt, will man ja auch nicht gleich die Adressvergabe der Loks neu organisieren.
Es fahren Züge auf der Anlage, deren Beleuchtung nicht abschaltbar ist. Solange diese noch keinen eigenen Dekoder haben, kann man dann wenigstens auf den Abstellgleisen des Schattenbahnhofes das Licht abschalten.
Sie haben plötzlich einen Kurzschluss auf der Anlage. Und nun? So von weitem sieht es ja so aus, als ob alle 30 Zuggarnituren richtig auf dem Gleis stehen, aber irgendwo muss doch wohl eine Achse nicht mehr so ganz korrekt in der Spurführung (sprich im Gleis) sitzen.
Um dies zu vermeiden, kann man die Gleise z.B. des Schattenbahnhofes grundsätzlich abschalten. Wird das Gleis dann eingeschaltet, merkt man es sofort, wenn der Zug darauf einen Kurzschluss verursacht.
Nicht verschweigen will ich hierbei jedoch ein grundsätzliches Problem mit einem solchen Dekoder: Ist der Kurzschluss ersteinmal da, kann man auch keine Gleise mehr abschalten, da die kurzgeschlossene Digitalspannung ja auch den Relaisdekoder lahmlegt. Abhilfe schaffen hier getrennte Digitalspannungs-Kreise. Oder der Betrieb des Relais-Dekoders im Dumm-Mode, in dem beim Einschalten nicht die letzen Relaisstellungen wieder hergestellt werden. Das bedeutet, nach einem Kurzschluss sind zunächst alle Gleise abgeschaltet. Sie müssen dann natürlich an den Schliesser-Kontakt angeschlossen sein! Dann können die Gleise schrittweise wieder eingeschaltet werden.

Aber natürlich hat dieser Dekoder auch für viele andere Funktionen seine Berechtigung, z.B.:

Schalten von Beleuchtungen
Abschalten von Lichtkreisen
Schalten der Schattenbahnhof-Beleuchtung
Auslösen von Geräusch-Modulen (im Selbstabschaltungs-Mode)
Ansteuerung von Entkupplungsgleisen (im Selbstabschaltungs-Mode)
Auswahl von Kameras, die auf dem Monitor angezeigt werden sollen (im Single Output-Mode)

Der Dekoder hat 8 geschaltete Ausgänge. Da man meistens eine Spannung (z.B. die Lichtspannung oder die Gleisspannung) auf mehrere Ausgänge verteilen will, gibt es auch nur eine Zuführung. Der Dekoder erfüllt damit zusätzlich die Funktion eines Verteilers.
Für den Anschluss der Zuführung gibt es zwei Möglichkeiten. Der Anschluss ganz links sorgt für einen Öffner-Kontakt, d.h. im bei umbestromten Relais ist der Kontakt geschlossen. Zieht ein Relais an, wird der Kontakt geöffnet. Am 2. Anschluss von links wird die Verbindung zum Schliesser-Kontakt, die Verbindung wird also erst hergestellt, wenn das Relais anzieht.

Hier die wichtigen Features in Stichworten:

Für DCC oder Märklin Motorola (auch im MFX System einsetzbar)
Digitale Ansteuerung von 8 Umschaltern (Relais)
Eine gemeinsame Spannung wird auf mehrere Ausgänge geschaltet (Verteilerfunktion)
Ideal z.B. für das Abschalten von einzelnen Gleisen
Programmierstecker für das Brennen der Firmware in den PIC
Anzeige jeder Relais-Stellung über LED
Verwendung eines Relais, das extrem wenig Strom benötigt (Relais-Strom ist zugleich LED-Strom!)
Zulässige Strombelastung 6A je Umschalter
Verwendung des PIC16F630. Dieser PIC ist mit ein Flash-Type und kann daher immer wieder neu programmiert werden.
Beim Einschalten der Anlage (auch nach einem Kurzschluss) wird die letzte Schalterstellung wieder hergestellt (optional)
Die Adressen können für jeden Umschalter beliebig vergeben werden. So können z.B. auch mehrere Relais auf die gleiche Adresse gelegt werden
Adress Learning Funktion: Nach dem Druck auf die Taste gelangt der Dekoder in den "Lern-Modus".
Single Output Funktion: nur ein Ausgang zur Zeit ist aktiv
Master Adresse: neben den 8 Adressen für die einzelnen Relais gibt es eine weitere Adresse, mit der alle Ausgänge ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Die Relais werden dabei nacheinander innerhalb einer Sekunde zugeschaltet, um einen hohen Einschalt-Strom durch das gleichzeitige Anziehen aller Relais zu vermeiden
Keine DIP-Schalter notwendig, also auch keine Adress-Tabellen
Polung der Eingangssignale beliebig, keine Verpolungsmöglichkeit
Abmessungen ca. 45 mm x 78 mm
Vorbereitet für Montage auf DIN-Hutschienen (dadurch entfällt das Anschrauben unter der Anlage)
neu in V2.10: Betrieb auch mit DC oder AC-Spannung möglich, Digital-Befehle werden via Optokoppler eingespeist. Der Strom für die Relais-Spulen belastet daher die Digital-Spannung nicht. Es ist aber auch weiterhin der Betrieb direkt an der Digital-Spannung (ohne Optokoppler) möglich
neu in V2.10: es können sog. Überbrückungs Widerstände bestückt werden. Diese versorgen einen Lok-Dekoder auf einen abgeschaltetem Gleis mit einem geringen Strom, sodass hier kein Reset des Lokdekoders stattfindet (insbesondere bei Märklin 6080/6081 Lokdekodern). Für moderne Lok-Dekoder sollte dieser Widerstand jedoch nicht nötig sein.

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Anschluss

Anschluss 1 - ohne externe Versorgungsspannung

Wird keine Trennung zwischen Versorgungsspannung und Digital-Spannung vorgenommen, dann entfallen einige Bauteile. Die Platine wird damit aus der Digital-Spannung versorgt.

Anschlussplan Relais-8-V

Anschluss 2 - externe Versorgungsspannung

Hier zunächst einmal ein Anschlussbeispiel als geschalteter Verteiler für Gleisspannung zum Abschalten von Abstellgleisen. In diesem Fall wurde die Trennung von Versorgungs-Spannung und Digital-Spannung gewählt.

Anschlussplan Relais-8-V

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Die Stückliste

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
1	IC1	Prozessor PIC 16F630 , SOIC-14		Reichelt	PIC 16F630-I/SL	ca. 1.50 Euro
1	IC2	Spannungsregler 78L05 , SO-8		Reichelt	µA 78L05 SMD	ca. 0.12 Euro
1	IC3	Treiber ULN2803, SOIC-18		Reichelt	ULN 2803 D	ca. 0.45 Euro
1	G1	Gleichrichter DF005		Reichelt	SMD DF 005	ca. 0.17 Euro
9	LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, LED6, LED7, LED8, LED9	LED, 1206		Reichelt	SMD-LED 1206 xx	ca. 0.11 Euro	xx = RT/GN/GE
2	C1, C3	Keramik-C 100nF, 1206		Reichelt	X7R-G1206 100N	ca. 0.09 Euro
1	C4	unbestückt
1	C2	Tantal 10uF, 35V, D		Reichelt	SMD TAN.10/35	ca. 0.89 Euro
1	R1	Widerstand 22 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 22K	ca. 0.10 Euro
1	R2	Widerstand 10 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 10K	ca. 0.10 Euro
8	R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10	Widerstand 330 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 330	ca. 0.10 Euro
1	R11	Widerstand 470 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 470	ca. 0.10 Euro
2	R12, R13	Widerstand 4.7 R, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 4,7	ca. 0.10 Euro
8	R90, R91, R92, R93, R94, R95, R96, R97	Widerstand 1.5 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 1,5K	ca. 0.10 Euro	unbestückt, siehe Variaten
1	F1	Sicherung 500 mA, SMD		Reichelt	SMD-SF 0,5A	ca. 0.39 Euro
8	K1..K8	Relais Finder 34.51		Reichelt	FIN 34.51 12V	ca. 3.15 Euro	Relais baugleich
8	K1..K8	Relais FTR LYCA 12V		Reichelt	FTR LYCA 012V	ca. 1.75 Euro	Relais baugleich
1	SW1	Taster 9313 SMD 6x6		Reichelt	Taster 9313	ca. 0.23 Euro
1	X1	Stecksystem 2-polig, RM 3.5 mm		Reichelt	AKL 182-02	ca. 0.18 Euro	mit AKL 169-02
1	X2	Stecksystem 10-polig, RM 3.5 mm		Reichelt	AKL 182-10	ca. 0.87 Euro	mit AKL 169-10
1	X3	Stiftleiste 2x3-polig, RM 2.54 mm		Reichelt	(SL 2x40G 2,54) = 2x 40pol.	ca. 0.28 Euro	Programmierstecker
1	LP1	Platine, ca. 45 mm x 78 mm x 1.6 mm		-	nicht mehr lieferbar	-	-
1	Z1	DIN-Schienen-Halter		Reichelt	BOPLA TSH35	ca. 2.30 Euro	optional

Ergänzungs-Stückliste 1: externe Spannungsversorgung

Für den Betrieb mit externer Spannungsversorgung nach Anschluss 2 kommen diese Teile hinzu :

Qty	Parts	Bezeichnung	Gehäuse	Bezug	Bestellnummer	Preis	Anmerkung
1	OK20	Optokoppler 6N137, DIL-8		Reichelt	6N 137	ca. 0.49 Euro	ggf. 8-poliger IC-Sockel
1	D20	Doppel-Diode BAV99, SOT23		Reichelt	BAV 99 SMD	ca. 0.04 Euro
1	LED10	LED, 1206		Reichelt	SMD-LED 1206 xx	ca. 0.11 Euro	xx = RT/GN/GE
1	C20	Keramik-C 47pF, 0805		Reichelt	NPO-G0805 47P	ca. 0.05 Euro
2	R20, R21	Widerstand 1 kR, 1206		Reichelt	SMD 1/4W 1,0K	ca. 0.10 Euro
1	X20	Stecksystem 2-polig, RM 3.5 mm		Reichelt	AKL 182-02	ca. 0.18 Euro	mit AKL 169-02

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Artikel im Shop

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Download

Schaltplan, Bestückungsdruck, Layout für Relais-8V

	Schaltplan, Bestückungsdruck Layout für Relais-8V V2.12	Änderungen: V2.12, 18. Jan. 2012: keine Layout-Änderung, nur Werte-Änderung im Schaltplan! R12, R13 von 15R auf 4.7R geändert
	Schaltplan, Bestückungsdruck Layout für Relais-8V V2.11	Änderungen: V2.11, 23. Mar. 2011: keine Layout-Änderung, nur Werte-Änderung im Schaltplan! C4 auf unbestückt gesetzt
	Schaltplan, Bestückungsdruck Layout für Relais-8V V2.10	Änderungen: V2.10, 08. Nov. 2010: erste Serie

Motorola Firmware Download

	Protokoll	Motorola
	Name	16F630/676: relais8_355_mm.hex 16F684: relais8_16f684_355_mm.hex
	Version	V3.55
	Prozessor	PIC 16F630/676 oder 16F684 (SW-Varianten beachten!)
	Shop Bestell-Nummer	pic684-008-m
	vordefinierte Adressen	1-grün / rot (Ausgang #1 ein / aus) 2-grün / rot (Ausgang #2 ein / aus) 3-grün / rot (Ausgang #3 ein / aus) 4-grün / rot (Ausgang #4 ein / aus) 5-grün / rot (Ausgang #5 ein / aus) 6-grün / rot (Ausgang #6 ein / aus) 7-grün / rot (Ausgang #7 ein / aus) 8-grün / rot (Ausgang #8 ein / aus) ab V3.16: 9-grün / rot (alle Augänge ein / aus)
	Änderungen	V3.55 Mode-Umschaltung kann über Hex_Manipu (ab V0.982) gesperrt werden V3.55 Variante für 16F684 hinzu V3.52 keine Änderung V3.37 Konfiguration ANSEL-Register hinzu, sodass nutzbar mit 16F676 V3.32 keine Änderung V3.26 ID für Manipulator hinzu V3.16 Master-Adresse und Single-Output Mode hinzu V3.12 Anpassung an DDW-Timing V3.09 Speicheroptimierung V3.05 konfigurierbare Einschaltverzögerung für Mode 1/2 hinzu V3.04 Beim Adress-Lernen werden Relais wieder getoggelt, Code ist jetzt kompatibel zum 16F676 V3.01 LED auf Platine wird auch abgeschaltet V3.00 unabhängige Abschaltung in Mode 3, Abschaltzeit im EEPROM änderbar

DCC Firmware Download

	Protokoll	DCC
	Name	16F630/676: relais8_355_dcc.hex 16F684: relais8_16f684_355_dcc.hex
	Version	V3.55
	Prozessor	PIC 16F630/676 oder 16F684 (SW-Varianten beachten!)
	vordefinierte Adressen	1-grün / rot (Ausgang #1 ein / aus) 2-grün / rot (Ausgang #2 ein / aus) 3-grün / rot (Ausgang #3 ein / aus) 4-grün / rot (Ausgang #4 ein / aus) 5-grün / rot (Ausgang #5 ein / aus) 6-grün / rot (Ausgang #6 ein / aus) 7-grün / rot (Ausgang #7 ein / aus) 8-grün / rot (Ausgang #8 ein / aus) ab V3.16: 9-grün / rot (alle Augänge ein / aus)
	Änderungen	V3.55 Mode-Umschaltung kann über Hex_Manipu (ab V0.982) gesperrt werden V3.55 Variante für 16F684 hinzu V3.52 keine Änderung V3.37 Konfiguration ANSEL-Register hinzu, sodass nutzbar mit 16F676 V3.32 keine Änderung V3.26 ID für Manipulator hinzu V3.18 Kompatibilität zu RailCom Zentralen (NOP Befehl) V3.16 Master-Adresse und Single-Output Mode hinzu V3.09 Speicheroptimierung V3.05 konfigurierbare Einschaltverzögerung für Mode 1/2 hinzu V3.04 Beim Adress-Lernen werden Relais wieder getoggelt, Code ist jetzt kompatibel zum 16F676 V3.01 LED auf Platine wird auch abgeschaltet V3.00 unabhängige Abschaltung in Mode 3, Abschaltzeit im EEPROM änderbar

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Variationsmöglichkeiten

Betriebsarten

Die PIC-Software besitzt die folgenden 4 Betriebsarten:

Normale Betriebsart: Beim Abschalten der Anlage oder bei einem Kurzschluss wird die Stellung der Relais gespeichert. Beim Einschalten stellt der Dekoder dann die alten Relaisstellungen wieder her.
Dumm-Mode: Der Dekoder startet immer mit abgeschalteten Relais. Dies kann von Vorteil sein, wenn man einen Kurzschluss aufspüren muss.
Selbstabschaltungs-Mode:: Jedes aktivierte Relais schaltet sich nach ca. 1/2 Sekunde von alleine wieder aus.
Single Output-Mode:: es ist immer nur 1 Relais aktiv.

Um den Mode zu wechseln, wird während des Starten die Taste gedrückt gehalten. Der neue Mode wird dadurch umgeschaltet und dauerhaft gespeichert. Das Umschalten wird durch entsprechend häufiges Schalten des ersten Relais quittiert.

Der Mode kann auch mit dem HEX-Manipulator konfiguriert werden:

Hex_Manipu - Manipulieren des HEX-Files

Öffner / Schliesser / Verteiler

Je nach Anschluss der gemeinsamen Leitung arbeitet das Relais als Öffner oder Schliesser (siehe unter Anschluss). Werden sowohl Öffer alsauch Schliesser-Funktion genutzt, spricht man von einem Umschalter - auch dies ist möglich. Bei Verwendung als Öffner oder Verteiler müssen auf der Platinen-Unterseite die Lötbrücken J1..J8 gesetzt werden. Dadurch kann man z.B. ein Teil der Relais als Umschalter, andere nur Schliesser verwenden (wenn die entsprechende Lötbrücke nicht gesetzt wird).
Hintergrund für die Realisierung der Lötbrücke: Der Öffner-Kontakt des Relais macht Probleme, wenn die Platine als Verteiler für Gleisspannung mit bestückten Überbrückungs-Widerständen verwendet wird. Dann nämlich werden die Widerstände über die Öffner-Kontakte der Relais parallel geschaltet! Durch eine offene Lötbrücke wird dies verhindert.

Anschlussplan Relais-8-V

Überbrückungs-Widerstände

Es können auf der Platinen-Rückseite sog. Überbrückungswiderstände bestückt werden, was aber nur beim Einsatz mit älteren Lokdekodern (z.B. Märklin 6080) von Interesse ist:

Anschlussplan Relais-8-V

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In Circuit Programmierung

Über den 5-poligen Stecker X3 kann die
bestückte Dekoder Platine programmiert werden.

siehe

PICs programmieren

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Adressen lernen (Address learning function)

Durch den Druck auf den Taster gelangt der Dekoder in den "Lern-Modus". Jetzt fängt das erste Relais (das ganz linke) an zu toggeln und die LED blinkt im 1er-Rythmus. Nun wird ein Digital-Befehl erwartet. Durch Druck auf eine Keyboard-Taste (oder einen entsprechenden Befehl über PC und Interface) wird dieser Befehl an das Gleis gelegt. Dadurch wird dies zur Adresse des ersten Relais. Nun fängt das 2. Relais an zu toggeln und die LED blinkt im 2er-Takt. Auch hier wird wieder durch einen Digital-Befehl dem Dekoder mitgeteilt, unter welcher Adresse künftig dieses Relais geschaltet werden soll.
Und so geht das dann immer weiter bis zum 8. Relais (ganz rechts). Im Programmier-Mode kann mit dem Taster auch die aktuelle Lern-Phase übersprungen werden. Wer also nur die Adresse des 2. Relais wechseln möchte, drückt den Taster (und kommt in die Lern-Phase für Relais 1). Durch einen erneuten Druck auf den Taster wird diese Phase übersprungen und das Relais 1 behält die alte Adresse. Nun toggelt Relais 2 und hier kann nun die neue Adresse eingegeben werden (oder aber durch Tastendruck ebenfalls beibehalten werden).
Wer sich dann das Überspringen der Relais 3 bis 8 ersparen möchte, darf an dieser Stelle übrigens auch einfach die Betriebsspannung abklemmen (z.B. durch die STOP-Taste der Zentrale). Beim nächsten GO ist dann Relais 2 unter der neuen Adresse ansprechbar.
Ab der Firmware V3.16 gibt es eine 9. Adresse: mit dieser können alle Ausgänge ein- bzw. abgeschaltet werden.

Die Adressen können auch mit dem HEX-Manipulator konfiguriert werden:

Hex_Manipu - Manipulieren des HEX-Files

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Parameter ändern

Verschiedene Parameter können auch dem HEX-Manipulator konfiguriert werden:

Hex_Manipu - Manipulieren des HEX-Files

Manipulator Relais-8-v

Betriebs-Modi

Die unter Variations-Möglichkeiten vorgestellten Betrieb-Modi können hier ausgewählt werden.

Verzögerungs-Zeit

Die eingestellte Zeit hat je nach Mode eine unterschiedliche Bedeutung:

In Mode 1 / 2 kann man eine Einschaltverzögerung konfigurieren (die Ausgänge werden erst nach der Zeit X eingeschaltet).
Der tiefgreifende Sinn hinter dieser Möglichkeit: will man mit dem Relais-Dekoder Bremsstrecken schalten, dann kann man den Relais-Ausgang natürlich auf die gleiche Adresse wie das Licht-Signal legen. Beim entsprechenden Digital-Befehl schaltet nun das Relais und das Signal. Nur beginnt bei meinen Signalen ja nun erst die langsame Überblend-Phase. Die soll der Zug doch bitte vor dem Anfahren ruhig erst einmal abwarten!
Im Mode 3 definiert diese Variable den Abschaltzeitpunkt. Die Ausgänge werden nach der Zeit X wieder automatisch wieder abgeschaltet. Zu der eingestellten Zeit addiert der Dekoder noch die minimale Anschaltzeit von 0.5 sec.
Im Mode 4 bestimt diese Variabe die Zeit zwischen dem Abschalten aller eingeschalteten Relais und dem Einschalten des gewählten Relais (Tot-Zeit).

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Archiv für ältere Versionen

siehe

Relais-8 Modul V1.1
siehe

Relais-8 Modul V2.1

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