Der DCC-Signaldecoder wurde für die direkte Ansteuerung von Lichtsignalen auf unserer Modellbahnanlage entwickelt. Er arbeitet direkt mit der vorhandenen Z21-Digitalzentrale und Rocrail zusammen. Eine zusätzliche Steuerzentrale oder ein separater Datenbus ist nicht erforderlich.
Funktionsprinzip
Die Schaltbefehle für die Signale werden in Rocrail ausgelöst und von der Z21 als DCC-Zubehörbefehle ausgegeben.
Das DCC-Signal wird über unser separates DCC-to-Arduino-Modul mit 6N137 galvanisch getrennt und anschließend dem Arduino Mega 2560 an Digital-Pin 2 zugeführt.
Der Arduino dekodiert die DCC-Befehle und steuert über ULN2803A-Treiberbausteine die einzelnen LEDs der Signale.
Der Signalweg ist damit:
Rocrail → Z21 → DCC → 6N137 → Arduino Mega 2560 → ULN2803A → Signale
16 Signale / 32 Ausgänge
Ein Decoder kann 16 zweibegriffige Lichtsignale ansteuern. Für jedes Signal stehen zwei getrennte Ausgänge zur Verfügung:
- ROT – Halt
- GRÜN – Fahrt
Damit werden insgesamt 32 Ausgänge verwendet.
Nach dem Einschalten werden alle Signale zunächst automatisch auf ROT gestellt.
DCC-Adressen
Beim ersten Signaldecoder werden die DCC-Zubehöradressen 101 bis 116 verwendet.
| Signal | DCC-Adresse | ROT | GRÜN |
|---|---|---|---|
| Signal 1 | 101 | Pin 22 | Pin 23 |
| Signal 2 | 102 | Pin 24 | Pin 25 |
| Signal 3 | 103 | Pin 26 | Pin 27 |
| Signal 4 | 104 | Pin 28 | Pin 29 |
| Signal 5 | 105 | Pin 30 | Pin 31 |
| Signal 6 | 106 | Pin 32 | Pin 33 |
| Signal 7 | 107 | Pin 34 | Pin 35 |
| Signal 8 | 108 | Pin 36 | Pin 37 |
| Signal 9 | 109 | Pin 38 | Pin 39 |
| Signal 10 | 110 | Pin 40 | Pin 41 |
| Signal 11 | 111 | Pin 42 | Pin 43 |
| Signal 12 | 112 | Pin 44 | Pin 45 |
| Signal 13 | 113 | Pin 46 | Pin 47 |
| Signal 14 | 114 | Pin 48 | Pin 49 |
| Signal 15 | 115 | Pin 50 | Pin 51 |
| Signal 16 | 116 | Pin 52 | Pin 53 |
Ein zweiter identischer Decoder verwendet die DCC-Adressen 117 bis 132. Die physikalischen Arduino-Ausgänge bleiben dabei ebenfalls Pin 22 bis Pin 53.
Ausgangsstufe mit ULN2803A
Die LEDs der Signale werden nicht direkt vom Arduino versorgt. Zwischen Arduino und Signalen befinden sich ULN2803A-Treiberbausteine.
Diese übernehmen das Schalten der einzelnen Signalausgänge und entlasten die Ausgänge des Arduino Mega.
Für 32 Signalausgänge werden insgesamt vier ULN2803A verwendet.
Statusanzeigen
Der Decoder besitzt zusätzlich drei Statusanzeigen:
A0 – Grün: DCC-Signal vorhanden
A1 – Orange: blinkt bei einem empfangenen Schaltbefehl
A2 – Rot: kein DCC-Signal vorhanden
Dadurch lässt sich direkt am Decoder erkennen, ob DCC anliegt und ob Befehle empfangen werden.
Technische Daten
| Eigenschaft | Ausführung |
|---|---|
| Steuerung | Arduino Mega 2560 |
| Digitalzentrale | Z21 |
| Steuerungssoftware | Rocrail |
| Eingang | DCC über 6N137 |
| DCC-Eingang Arduino | Pin 2 |
| Anzahl Signale | 16 |
| Begriffe pro Signal | 2 (Rot/Grün) |
| Signalausgänge | 32 |
| Ausgangstreiber | 4 × ULN2803A |
| Modul 1 | DCC 101–116 |
| Modul 2 | DCC 117–132 |
| Startzustand | Alle Signale ROT |
Einsatz auf der Anlage
Der Decoder wurde speziell für unsere vorhandene Modellbahnanlage entwickelt. Ziel war eine möglichst direkte Lösung: Die bereits vorhandenen DCC-Befehle der Z21 werden unmittelbar ausgewertet und zum Schalten der Signale verwendet.
Damit sind keine zusätzlichen Bussysteme oder Kommunikationsmodule notwendig. Der Decoder ist vollständig in die Steuerung über Rocrail und Z21 integriert und wurde mit der Anlage praktisch getestet
