LN-box s displejem rychlých hodin

LN-box with fast clock display

Myšlenka

Jedna z mála věcí, která je užitečná na LocoNetu je definice rychlého času. Tedy už samotný fakt, že je rychlý čas definován v protokolu je užitečný. Stavba digitálních hodin je oblíbený sport pro začínající konstruktéry elektronických zařízení, takže proč si nepostavit jedny další hodiny.

Ty moje vychází z myšlenky, že na klubových kolejištích se používají rozbočovače (LN-box) pro připojování ovladačů na různých místech kolejiště. Zdá se mi užitečné, aby se obsluha mohla podívat na hodiny a nemusela zvedat zrak od kolejiště. Proto jsem si vyrobil hodiny jako přímou součást rozbočovače.

Schéma

Schéma je velice základní, vlastně na schématu nic není, protože tam ani nic být nemá. Zařízení je založené na jednom procesoru, který řeší vše potřebné. V našem případě se jedná o procesor PIC16F1933. To je nejlevnější procesor s podporou pro LCD displeje. Dále pak LCD displej a rozhraní pro LocoNet.

Procesor

Na procesoru není co řešit. Prostě nejlevnější procesor s podporou pro LCD displeje. Drobným nedostatkem používání LCD displejů je, že potřebují relativně velký počet vývodů pro ovládání, pokud nejsou zapojené do multiplexu a pokud jsou, tak potřebují celkem komplexní řešení napěťových úrovní na každém výstupu. Proto je vhodné použít právě procesor s podporou pro LCD displeje.

Rozhraní kompatibilní s LocoNet

Rozhraní kompatibilní s LocoNet stále stejné. Popis je dostupný například u MiniMausL.

Displej

Displej je záležitost, kde se vyplatí se zamyslet. Já jsem použil celkem drahý displej typu DE161 dostupný v našich obchodech, nicméně za nezanedbatelnou cenu. V případě, že by mělo dojít k významnější orientaci na cenu, bylo by vhodné se zaměřit na displeje dostupné za zlomek ceny. Například z TĚCHTO, TĚCHTO, nebo TĚCHTO hodin, které se dají koupit za zlomek ceny (méně než 1€ / cca 20 Kč, když jsou v prodejní akci). To by pochopitelně znamenalo nějaké úpravy na desce a pravděpodobně také v nastavení řadiče LCD na procesoru.

Background

One of small amount of thinks good on LocoNet is definition of fast clock. I mean the fact, that fast clock is somehow defined in protocol is useful. Creation of digital clock is popular sport for beginners in electronic devices construction, so we can create next one clock.

My one are based on idea, that club layouts have lot of distributors (LN-box) for connection of throttles all around the layout. It seems useful, that users can see clock on various places without changing focus from layout. I created clock as integral part of distributor then.

Schematic

Schematic is very basic, in reality here is nothing on schematic. Because it is not supposed to have anything here. Device is based on one processor that sole all necessary. In our case we have processor PIC16F1933. It is cheapest processor with hardware support for LCD displays. Then LCD display itself and LocoNet interface.

Processor

Here is nothing to solve with processor. It is simply cheapest processor with LCD driver. Small disadvantage of using LCD displays is, they need relative big amount of pins to be controlled once they are not in multiplex mode. And when they are, they need relatively complex voltage management on each pin. That is reason, why it is effective to use processor with integrated LCD display driver.

LocoNet compatible interface

Still the same LocoNet compatible interface. Some description is available for example in MiniMausL.

Display

Display is the part, it is recommended to think about. I used relatively expensive display DE161 type. This one is available in our shops. But with not so good price. In case you are looking for something more price oriented, it will be good to think about displays available for friction of price. For example harvested from THIS, THIS, or THIS clock, that can be found for less than 1€ / cca 20 Kč (when they are with discount). That will for sure mean some changes on board and probably some changes in LCD driver configuration.

Stavba a oživení

Stavba je v tomto případě trochu komplikovanější. Zařízení se skládá ze dvou desek a navíc displej je osazený jako druhá vrstva nad ostatními součástkami. Proto osazování vyžaduje mnohem větší pozornost a zručnost, než je pro mé konstrukce běžné. Osazování probíhá v následujících krocích:

• Připravíme si obě desky. Pokud máme variantu, kde jsou spojené, pak je musíme rozdělit.
• Nejprve osadíme SMD součástky. Tato číst je celkem běžné osazení SMD komponent. Provádějte jej dostatečně precizně. V případě chyby je těžké se vracet.
• Doplníme THT kondenzátor. Někdy o jeho nutnosti dost pochybuji.
• Osadíme LCD displej. Tady obzvlášť dbáme na to, aby byl osazený rovně a ve stejné vzdálenosti nad deskou. Já ho osazuji tak, aby se nedotýkal komponent, ale moc na tom nezáleží.
• Spojíme obě desky do sebe. Zejména dbáme na to, aby desky byly spojené kolmo na sebe.
• Doplníme potřebné konektory pro LocoNet. Pozor na to, že na desce je kombinace konektorů "do boku" (90°) a "dopředu" (180°).

Build

Build is not that straight forward in this case. Device is consist of two boards and on display is soldered as second layer on top of other components. It mean, build require more soldering practice and focus, than it is usual in my constructions. Soldering is done on following steps:

• Prepare both boards. Once you have that variant, where both are connected, you have to separate them.
• First solder SND components. This part is usual soldering of SMD parts. Perform this task precise enough. In case of problem, it is hard to go back.
• Add THT capacitor. Time to time I have doubt it is necessary to be present.
• Solder LCD display. This step need special focus to solder display in level with same distance above board. I'm soldering display to not touch components in bottom, but it does not matter so much.
• Solder both boards together. Especially focus to have both boards soldered in perpendicular.
• Add requested LocoNet sockets. Be careful, that board contain combination of "angle" (90°) and "straight" (180°) sockets.

Program

Program nahráváme tradičně do osazeného zařízení. Program nemá žádné nastavení ani ovládací prvky. Po zapojení vše funguje autonomně. Pokud není v centrále nastaven čas, hodiny blikají. Pokud je čas nastaven, hodiny jej zobrazují. Nemají žádnou možnost pro zobrazení rychlosti ani symbol pro stojící čas. Na desce je prostor pro jedno tlačítko, třeba mu časem dodělám nějakou funkci.

Hodiny zobrazují stavy kolejiště jako zkrat a odpojení (nápis "Off"), nebo okamžité zastavení všech lokomotiv (nápis "Stop"). Tyto stavy se zobrazují na základě dat z hlavní centrály. Pokud používáte zapojení, kdy boostery nereportují stav, potom tyto stavy nikdy neuvidíte.

Závěr

Hodiny jsou na kolejišti užitečné. Použití LCD displeje znamená, že mají zanedbatelnou spotřebu, takže jich může být kolem kolejiště dostatečný počet.

Program

Program has to be uploaded to finished device as usual. Program have no configuration, no control inputs. When connected, watches works autonomous. Once time in command station is not set, they are blinking. Once time is set, they display time as set. They have no possibility to display time ratio or symbol for paused time. It is place on board for one button. May be, I will add some functionality to it later.

Watches can display track status such as short or disconnect (text "Off"), or emergency stop of all locomotives (text "Stop"). This status is displayed when coming from main command station. Once you are using wiring where boosters does not report status to main command station, you will never see them.

Conclusion

watches are really useful on layout. Use of LCD display mean, they have very small consumption and we can have lot of them all around layout.