Februar 19, 2018

Funktionen

 

Fahrzeugdecoder Fahrzeugdecoder

 

Einleitung

Der Decoder ist jener Baustein, der schlussendlich im zu steuernden Fahrzeug eingebaut wird. Er ist so konzipiert, dass neben den LEDs und dem Motor keine externen Elektronikkomponenten mehr benötigt werden. Ausgenommen hiervon ist natürlich die Spannungsversorgung – idealerweise sollte zum Betrieb ein LiPo-Akku verwendet werden, da dessen Spannung genau in den vom Decoder geforderten Spannungsbereich fällt. Neben den    „typischen“ Steuerungsaufgaben in Hinblick auf die Beleuchtung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs übernimmt der Prozessor am Decoder auch noch weitere Aufgaben, zu denen mitunter die kontinuierliche Überwachung der Akkuspannung, die automatische Abstandssteuerung bei Annäherung an ein anderes Fahrzeug, oder auch die die Rückmeldung von Fahrzeuginformationen an die Zentrale, zählen.

Funktionen

  • Bidirektionale 2.4GHz Funkkommunikation
    Zwischen den Decodern und der Zentrale besteht eine bidirektionale Funkverbindung. Das bedeutet, dass ein Decoder nicht nur Befehle entgegennehmen, sondern bei Bedarf auch eigenständig Informationen „zurück“ an die Zentrale senden kann. Gleichzeitig ist es zudem möglich, dass zwei oder mehr Fahrzeuge direkt untereinander Informationen austauschen, ohne dass diese von der Zentrale „umgeleitet“ werden müssen.
  • Modularer Aufbau
    Der Decoder setzt sich aus zwei Komponenten bzw. Leiterplatten zusammen: Dem Steuerungs- und dem Peripherieteil. Die beiden Teile sind über hochmoderne und sehr platzsparende Steckverbinder miteinander verbunden. Diese Art des Aufbaus ermöglicht in Zukunft einfache Funktionsnachrüstungen , ohne, dass der gesamt Decoder ausgestauscht werden muss bzw. obsolet wird.
  • Lastgeregelte PWM-Motoransteuerung
    Die Drehgeschwindgikeit des Fahrzeugmotors wird vom Decoder über ein PWM-Signal eingestellt. Zur Geschwindkeitsregelung stehen 28 Fahrstufen zur Verfügung, die vom Benutzer frei einer entsprechenden Motorspannung zugeordnet werden können. Neben 28 Fahrstufen in die Vorwärtsrichtung stehen zudem auch 28 Rückwärts-Fahrstufen zur Verfügung. Die Umkehr der Fahrtrichtung erfolgt rein elektrisch am Decoder – externe Komponenten (wie Relais, etc.) werden nicht benötigt! Um die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auch beim Bergauf- bzw. Bergabfahren konstant zu halten, misst der Decoder zudem kontinuierlich den Spannungsabfall am Motor, vergleicht diesen mit dem eingestellten Wert, und regelt gegebenenfalls – automatisch – nach.
  • Konstantstrom LED-Ausgänge
    Für diverse Beleuchtungen am Fahrzeug stehen insgesamt 16 LED-Ausgänge zur Verfügung. Jeder dieser Ausgänge ist separat einstell-, steuer- und dimmbar. Da es sich um Konstantstromausgänge handelt, werden keine externen Vorwiderstände zur Strombegrenzung benötigt, und die LED-Helligkeiten bleiben im Falle einer Serienschaltung ebenfalls gleich.
  • „Over-the-Air“ Softwareupdates
    Softwareupdates können mithilfe der Zentrale drahtlos an jedes Fahrzeug übertragen werden – eine Updatebuchse oder dergleichen wird daher nicht benötigt.
  • Automatische Abstandssteuerung
    Um Kollisionen zwischen Fahrzeugen auf der Strecke zu vermeiden, verfügt der Decoder über ausgeklügelte Algorithmen und Mechanismen zur automatischen Verlangsamung im Falle einer Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug. Infrarot-LEDs an der Fahrzeugfront bzw. Infrarot-Fototransistoren am Fahrzeugheck dienen hierbei zur Identifikation zwischen den zwei Fahrzeugen – die eigentliche Übertragung von Parametern und weitere Kommunikation erfolgt dann über den Funkkanal.
  • Spannungsüberwachung
    Jeder Decoder misst in regelmäßigen Abständen die Spannung am angeschlossen Akku und überträgt das Messergebnis an die Zentrale. Der Benutzer (bzw. auch die Steuerungssoftware) kann anhand dieser Information entsprechende Handlungen setzten, um ein „Liegenbleiben“ des Fahrzeugs auf der Strecke zu verhindern.
  • Konfiguration vom PC aus
    Sämtliche Einstellungen, die am Decoder vorgenommen werden können, lassen sich bequem über ein PC-Programm vornehmen und drahtlos an das entsprechende Fahrzeug übertragen. Die meisten Parameter können sogar im laufenden Betrieb (d.h. während der Fahrt) verändert werden.

Technische Daten

  • Versorgung
    Akkutyp: Lithium-Polymer (LiPo)
    Spannung: 3.6 – 5V
  • Abmessungen
    16.3 x 12.0 x 4.0 mm (LxBxH)
  • Funkparameter
    Frequenz: 2.4GHz
    Reichweite:  rund 15m (Radius)
Funkzentrale Funkzentrale

 

Einleitung

Die Funkzentrale ist das “Herzstück” des Car-Systems von Krois-Modell. Zu ihren Aufgaben zählt – vereinfacht gesagt – die Verwaltung, Überwachung und Steuerung der in den Fahrzeugen verbauten Funkdecoder. Steuerungsbefehle können sowohl von (bis zu zwei) Digitalzentralen über DCC entgegengenommen und auch über USB von einem PC übermittelt werden. Durch die bidirektionale Kommunikation zwischen den Fahrzeigen und der Zentrale sowie auch zwischen der Zentrale und einem PC ist es somit möglich, Daten und Informationen nicht nur an die Fahrzeuge zu senden, sondern auch von diesen auszulesen. Durch die Weiterverarbeitung dieser Informationen mit einem PC eröffnet sich so ein völlig neues Spektrum an Möglichkeiten in der Fahrzeug- und Ablaufsteuerung.

Funktionen

  • Kommunikation mit den Fahrzeugdecodern
    Die Funkzentrale wandelt die DCC-Befehle von den Schienen in Funk-Datenpakete um, und sendet diese – abhängig von der Adresse – an die Decoder. Alternativ ist es auch möglich, Befehle direkt per USB-Schnittstelle an die Zentrale (und damit in weiterer Folge auch an die Fahrzeuge) zu übermitteln.
  • Überwachung der Fahrzeugfunktionen
    In regelmäßigen Abständen wird der Status jedes Fahrzeugs von der Zentrale abgefragt und ausgewertet. Je nach auftretenden Ereignissen (z.B. kritischer Akkuladestand) können so die entsprechenden Aktionen von der Zentrale bzw. einem Steuerungsprogramm am PC gesetzt werden.
  • Durchführung von Softwareupdates
    Besteht eine Verbindung der Zentrale mit einem PC (über die USB-Schnittstelle), so kann sowohl die Software auf der Zentrale selbst, als auch jene auf den Fahrzeugdecodern, über die (kostenlos verfügbare) Konfigurationssoftware jederzeit vom Anwender selbst aktualisiert werden.
  • Fahrzeugprogrammierung
    Neben „normalen“ DCC-Steuerungsbefehlen können natürlich auch CV-Programmierungen direkt von der Zentrale ausgewertet und an die Decoder übertragen werden. Zusätzlich dazu besteht auch die Möglichkeit, sämtliche Einstellungen bequem über die Konfigurationssoftware vorzunehmen und mit einem Klick an ein ausgewähltes Fahrzeug zu übertragen.
  • Rückmeldung von Fahrzeugpositionen
    Die Fahrzeuge können ihre eigene Position per Funk an die Zentrale rückmelden (passende Positionsmodule vorausgesetzt), Belegtmelder in Form von Reed-Kontakten können somit entfallen.
  • Anzeige des Betriebszustandes
    Über die insgesamt 24 LEDs auf der Zentrale selbst können (vereinfachte) Informationen über den Betriebszustand direkt abgelesen werden. So ist eine grundlegende Funktionsüberprüfung bzw. Fehlererkennung jederzeit und ohne Zusatzsoftware möglich.
  • Ansteuerung von Erweiterungsmodulen
    Mit insgesamt vier RJ45-Erweiterungsanschlüssen lässt sich im Grunde jede gewünschte Funktion in Zukunft einfach nachrüsten. Ein teurer Neukauf der Hardware entfällt, es muss lediglich das entsprechende Modul mit der Zentrale verbunden und ein (eventuell ausständiges) kostenfreies Softwareupdate über den PC nachgeladen werden.
  • Standalone-Betrieb
    Aufgrund der Leistungsfähigkeit der verbauten Prozessoren ist es nicht zwingend erforderlich, die Zentrale ständig mit einem PC verbunden zu haben – grundlegende Abläufe und die Steuerung der Fahrzeuge über DCC können von der Hardware eigenständig koordiniert werden.

Technische Daten

  • Versorgung
    Steckertyp: USB Mini-B
    Spannung: 5V
    Stromaufnahme:  < 500mA
  • Schnittstellen
    1x USB 2.0 (Hi-Speed)
    2x DCC-Eingang
    4x RJ45-Erweitungsanschlüsse (per Software konfigurierbar)
  • Funkparameter
    Frequenz: 2.4GHz
    Reichweite:  rund 15m (Radius)
    Steuerbare Fahrzeuge: >200
PC-Software PC-Software

Einleitung

Die PC-Software, die der Zentrale kostenlos beiliegt, ist ebenso wie die Hardware eine vollständige Eigenentwicklung. Zu ihren Funktionen zählen u.A. das Verwalten des Fuhrparks (also das Anlegen bzw. Löschen von Fahrzeugen auf der Zentrale), das Auslesen von aktuellen Statusinformationen und Telemetriedaten sowie die drahtlose Steuerung und Konfiguration direkt vom PC aus. Neben dem aufwendigen Design der Oberfläche wurde besonderer Wert auf die Stabilität des Programms gelegt, um die Anwendung so einfach, zeitsparend und frustfrei wie möglich zu gestalten. Neue Funktionen werden über automatische Updates (ebenfalls kostenfrei) nachgereicht und sind somit schon kurz nach der Veröffentlichung eines Updates einsatzbereit (Internetverbindung vorausgesetzt).

Funktionen

  • Fuhrparkverwaltung
    Damit die Funkzentrale die richtigen DCC-Pakete auf dem DCC-Datenstrom herausfiltern kann, müssen die entsprechenden Fahrzeugadressen auf ihr gespeichert werden – dies geschieht automatisch, sobald ein Fahrzeug in der Software (in der „Garage“) angelegt wird und erfordert somit keinen zusätzlichen Eingriff durch den Benutzer.
  • Fahrzeuginformationen & Telemetriedaten
    Akkuspannung, eingestellte und aktuelle Fahrtrichtung bzw. -geschwindigkeit, momentan am Motor anliegende Spannung, (in-)aktive Funktionen, etc. – all diese Informationen werden, separat für jedes Fahrzeug, aufgezeichnet und übersichtlich dargestellt.
  • Steuerung
    Egal ob mit oder ohne verfügbarem DCC-Signal: Der Steuerungsmodus kann jederzeit (für jedes Fahrzeug separat) umgestellt werden, sodass die Übermittlung von Befehlen direkt aus der Benutzeroberfläche heraus geschehen kann.
  • DCC-Monitor
    Alle von der Zentrale gefilterten DCC-Pakete werden auch per USB an den PC gesendet und dargestellt – selbst wenn die Steuerung der Fahrzeuge nicht über den PC geschieht weiß die Software daher trotzdem jederzeit über die aktuell eingestellten Parameter (Fahrstufe, Funktionen, etc.) Bescheid.
  • Decoderkonfiguration
    Für jeden Einstellungsbereich des Decoders steht ein separates Menü im Programm zur Verfügung, in dem die Konfiguration einfach erfolgen kann. Das Einlesen in CV-Tabellen ist nicht notwendig.
  • Status
    Zur Funktionsüberprüfung werden sowohl die Temperaturen der beiden Prozessoren auf der Zentrale, der Gesamtstromverbrauch und der Status der DCC-Eingänge visuell dargestellt.
  • In-App Dokumentation
    Besteht beim Start der Software eine Verbindung zum Internet, so lädt diese automatisch die aktuellste Version der Dokumentation herunter. Im Programm selbst befindet sich ein eigener Bereich, in dem das Dokument dargestellt wird, ein ständiges „Herumwechseln“ zwischen zwei Programmen entfällt daher.
  • Ereignisgesteuert
    Da der Großteil der Funkkommunikation bereits von der Zentrale übernommen wird, empfängt die Software lediglich Benachrichtigungen im Falle einer Parameteränderung. Die Hardwareanforderungen an den ausführenden PC sind dementsprechend gering.

Systemanforderungen

  • Betriebssystem
    Windows 7 / 8 / 8.1 / 10
  • Prozessor
    Intel Core i3 oder höher empfohlen
  • Arbeitsspeicher
    Mindestens 2GB
  • Speicherplatzbedarf
    200MB