Elektronische systeem - NOODCENTRALE

Het gegeven voor dit deel van het systeem waren de noodknoppen die ik eerder gebruikte.
Deze onderbraken onmiddellijk de rijstroom, maar deden ook niet meer dan dat.

Op zich was dat eerdere systeem zeker nuttig om bij ontsporingen, dreigende aanrijdingen of andere noodsituaties heel de baan stante pede stil te leggen,
en is het tijdens de bouw van Marche-en-Bières vaak gebruikt. Toch had het ook enkele belangrijke nadelen, die ik hier even oplijst:

Onmiddellijk de rijstroom onderbreken zorgt voor een heel bruusk remmen. Een snel rijdende, lange trein, en zeker indien afdalend in de klimspiralen, kon net door dat plotse remmen uit de rails gaan. Ook voor de modelbouwkoppelingen is al dat geweld behoorlijk belastend.
Bij het terug opstarten moest ik dus niet alleen letten op extra ontspoorde treinen en losgekomen koppelingen, maar het kon ook dat een wissel werd verzet terwijl er een trein op die plek tot stilstand was gekomen.

... en zo ontstond er een verlanglijstje wat dit systeem moest doen:

De al geplaatse knopjes en leds verder gebruiken
Bij een noodstop een niet-te-bruuske noodremming starten
Veilig heropstarten:
- Treinen eerst naar veilige plaats,
- daarna (eventueel) wissels verzetten
- en dan pas normaal treinverkeer toelaten
Een klok-signaal genereren voor de snelheidsregelaars

... en kwamen er nog wat dingen bij op dat lijstje:

Indien er (na een tijdje) niet terug wordt opgestart:
- alle stroom uitschakelen
Met diezelfde noodknopjes het systeem terug opstarten
- ook bij een globale opstart
- of na een algemene stroompanne
Dus gebruik maken van een standby-voeding
Relais om grotere stroombronnen te schakelen

Om al die stromen vlot aan te kunnen sturen maakte ik gebruik van bestaande technologie:
een PC-voeding. Die heeft immers nogal wat voordelen:

Vlot verkrijgbaar, in vele uitvoeringen
Kan goedkoop en betrouwbaar krachtige stromen leveren
Heeft ingebouwde elektronica voor een standby-stroom
Verschillende nuttige spanningen (+5v, +12v, ...)
Eenvoudig "op afstand" in en uit te schakelen

... en zo kon ik met niet al te complexe microcontroller-technologie
heel de noodcentrale bouwen en naar wens doen functioneren:

HET ONTWERP EN DE WERKING:

Dankzij een AtMega16 in smd-formaat is het printplaatontwerp bijzonder compact. Het grootste deel van de ruimte wordt ingenomen door connectoren en twee relais. Het rechtse grote blauwe blok is een "zwaar" relais om netspanning mee te schakelen (voor enkele transfo's, de latere modelbaanverlichting, ...)
Enkele smd-mosfets (IRLM6244 en IRLM2244) zorgen voor het schakelen van deze relais en sommige uitgaande signalen en stromen.

Connectoren:

ISP : Voor het (her-)programmeren van de microcontroller
LCD : Aansluitingen voor een "universele regelaar"
Nled/Nknop : Voor de vele noodknopjes, verspreid rond en onder de baan
NET : Aansluiting om (grote) netspanningen te schakelen
SB-PC-12 : van de PC-Voeding, Stand-By, "PC" inschakelen, +12 Volt
De grote connector onderaan heeft verder nog de gemeenschappelijke massa en +5Volt van de voeding, wat power-uitgangen die later nog een functie kunnen krijgen, het kloksignaal voor de snelheidsregelaars, stroom voor de wissel-servo's en de uitgang van een kleiner relais
Enkele kleinere connectoren communiceren met de centrale intelligentie van de baan en krijgen nog een "power good" vanuit de PC-Voeding (waardoor bij een dreigende stroomuitval "nog snel" enkele zaken kunnen geregeld worden)
De signalen, die enkele verklikkerleds op de print aansturen, kunnen ook door een centrale sturing verwerkt worden

Noodprocedure: De baan uitschakelen (ook handig als je plots weg moet...)

Noodknop indrukken : Versneld - maar niet te bruusk - stoppen van alle rollend materiaal
Noodknop opnieuw indrukken : de opstartprocedure wordt gestart bij stap 1 (zie verder)
Noodknop niet opnieuw indrukken :
- Na een in te stellen tijd (waarschuwingsleds aan noodknop gaan 1 twee stappen sneller knipperen)
- gaat de baan automatisch naar stand-by - en worden eventuele externe stroombronnen uitgeschakeld

Opstartprocedure: De baan veilig in bedrijf nemen (ook na bvb een stroompanne...)

Baan in Stand-By : Leds aan noodknoppen knipperen zacht, indrukken start de baan terug op
Stap 1 : Alle rollend materiaal gaat - indien nodig - naar de eerstvolgende veilge plaats
Stap 2 : Gewenste stand van de wissels wordt bepaald, wissels worden (indien nodig) verzet
Stap 3 : (automatisch) treinverkeer wordt hervat
Stap 4 : de noodknoppen zijn terug in bedrijf

Zoals je op de foto's kan zien, is het een compact printje geworden, dat gemakkelijk op het deksel van een PC-voeding kan gemonteerd worden.
De vrij korte kabels die meestal uit een dergelijke voeding komen, hoeven dan niet verlengd te worden - en dat verhoogt dan weer de betrouwbaarheid, die we toch van een noodcentrale mogen verwachten ...