S88-Booster und Optokoppler

[Serge Simon]

Zurück zum eigentlichen Thema.

Also wenn der Ausgang des Optokopplers ein hochohmiger Schaltkreis ist, bedeutet dies dass er empfindlich für Störeinstrahlung ist.
Somit bliebe noch das Interface zum Bus zu betrachten. Hier könnten die Eingänge eventuell auch hochohmig sein.

Es stellt sich mir die Frage nach dem S88-Standard. Ist dies ein offener Bus? Falls ja, wo bekommt man die Spezifikation?
Da ich kein solches Modul verfügbar habe stellt sich mir noch die Frage nach dem Bus-Interface Baustein.
Ist dies ein IC von der Stange oder ein PIC?

Auf jeden Fall, wenn die Module selbst durch interne hochohmige Schaltkreise "spinnen", nützt eine Diode am Moduleingang auch nicht viel.
Hier gilt dann: Module weit weg von allen Störquellen montieren, kurze Busleitungen, Ferritringe auf Busleitungen anbringen, etc...

Um aber auf Karl's Bemerkung mit Strombauch, etc... zurückzukommen.   
Also HF- und Sende- und Antennentechnik ist eines meiner Fachgebiete.
Wir sprechen hier aber über RM-Kontakte welche ja durchaus nicht im HF-Bereich betrieben werden.

Schönen Sonntag an alle:
-Serge-

[Kalle]

Hi Serge,

Info ueber die s-88-Module und Schaltplan http://www.digital-bahn.de/info_tech/s88.htm

Als "Bus" im herkoemmlichen Sinne ist der s88 nicht aufzufassen. Er ist eine einfache Aneinanderreihung von Mehrfach-Schieberegistern mit drei Steuerleitungen Clock, Parallel/Seriell, Reset. Eine durchgehende Datenleitung fehlt. Auch fehlen protokollmaessig die gemeinsame Anwendung von Adressen und Daten. Das letzte Bit in der Kette muss durch alle Schieberegister hindurch um zum Interface zu gelangen.

Moeglich, dass das Schieberegister-System bei LDT durch PIC ersetzt.

Spezifikationen sind eigentlich die C-Mos-4000er bei Standard-s88.

Beim Interface PC - s88 ist entweder ein PIC oder Atmel in Verbindung mit Treiber-IC´s realisiert.

Mein Vergleich mit HF ist dahin begruendet wenn sehr steile Flanken bei Umschaltungen und Digitalsignalen.

Bin mal gespannt auf Deine Loesungen. 

[Gian Bott]

Hallo Serge,

Auf jeden Fall, wenn die Module selbst durch interne hochohmige Schaltkreise "spinnen", nützt eine Diode am Moduleingang auch nicht viel.
Hier gilt dann: Module weit weg von allen Störquellen montieren, kurze Busleitungen, Ferritringe auf Busleitungen anbringen, etc...

Genau darum habe ich mich seinerzeit am Anfang meiner IB-Epoche nach kurzem Einsatz vom s88 (inkl. HSI-88) dem Loconet-BUS zugewendet. Mit dem Ende der IB-Epoche Ende 2004 ist dann auch der Loconet-BUS leider "gestorben", aber der Ersatz dafür ist noch problemloser .

mit freundlichen Grüssen

Gian

[Hans-Jürgen Mangelmann]

Hallo Freunde,

ich habe gar keine Probleme  , d. h. ich benutze den S88-Booster von Tams und habe dahinter 48 GBM-Module von Boll. Jeder Abgang hat eine Sperrdiode zum jeweiligen Gleisabschnitt. Eine saubere Kabelverlegung ist wichtig.

Viel spaß weiterhin und

Gruß aus Berlin 

Hans

[Serge Simon]

Danke Karl für den Link. Ich lese mich da demnächst mal ein.

Auha, ein einfacher Bitbus à-la Interbus-S. Nur noch etwas schlimmer und rudimentärer aufgebaut.
Na Super. Da kann ja noch was kommen...

Tja, was gibt's denn so als Alternativen dazu?
Laut Gian ist der Loconet-Bus ja keine Alternative.

Gruss:
-Serge-

[Kalle]

Hi Serge,

eigentlich haben die Dioden nichts mit dem Bus zu tun, haengen ja vor dem Speicherregister-Eingang. Die Pegel der Speicherregister-Ausgaenge werden ueber P/S und Clock ja erst ins Schieberegister parallel geladen - P/S wird zurueckgeschaltet und dann werden mit Clocks die Schieberegister- Nullen und Einsen ins Interface befoerdert. Dort wird verglichen und anschliessend in Bytes gewandelt welche dann dem PC angedreht werden.

Zur Zeit existieren an Moeglickeiten - Module nahe beieinander anordnen um die "Busleitungen" kurz zu halten, hoehere Betriebsspannung an den Modulen (ob bei Pic-Modulen moeglich?) um die Stoerabstaende zu vergroessern, Verwendung von kapazitaetsarmen geschirmten CAT-Leitungen um die Module weiter entfernt zu verbinden. Den meisten Anwendern helfen einer dieser Loesungen.

Sehe das Problem eher darin, die C-Mos-FF-Eingaenge mit dem einfachen Tiefpass an einer unsymmetrischen  Stromversorgung der abzutastenden Last-Stromkreise, evtl. auch schwankendes GND Potential mit Stoeramplituden.
Egal, da die Dioden ja in fast allen Faellen, warum auch immer, ob mit oder ohne Optokoppler,  helfen ist es wohl eine der preisguenstigsten und am wenigsten Arbeit verursachende Methode. Ausserdem kann diese auch der duemmste Moba-User nachtraeglich einbauen.

Sonstige Alternativen: synchron arbeitender SelectriX-Bus, -- asynchrone Bussysteme - RS-Bus von Lenz oder auch wie der immer jetzt heisst. Loconet aehnelt prinzipill ja dem RS-Bus,  Sonst noch TCP/IP, aehnelt auch dem RS-Bus, CAN - aehnelt auch dem RS-Bus. Prinzipiell sind heute alle Zweidraht-Busse mit Differenzspannungen, bzw. Stroemen vom "alten" RS485 abgeleitet.
Sog. "Industrie-Busse" sind auch moeglich, je nach Spezifikation und Protokolle bezueglich Geschwindigkeit, Uebertragungssicherheit und Entfernungen mehr oder weniger gut. Meist schon allein preismaessig fuer den MoBa-Bereich nicht relevant. Eigentlich koennte man diese Busse auch in der Anzahl stauchen aber gewuenschte "Inkompatibilitaeten" zwischen Herstellern lassen gruessen.

[Serge Simon]

Ja Karl, das mit den Dioden ist schon klar.

Also ich habe kein Problem damit einen ASI-, CAN- oder Industrial-Ethernet-Bus aufzubauen.
Nur, wie kann man so einen Bus in Win-Digipet einbinden?

Gruss:
-Serge-

[Kalle]

Hi Serge,

Nur, wie kann man so einen Bus in Win-Digipet einbinden?

muss nur halt das passende Interface dazu bauen.
Man kann ja die MoBa-Software-Entwickler auch nicht zumuten fuer jedes Software-Protokoll der verschiedensten Bussystem in ihr Programm einzubinden.  Zimo hat z. B. den CAN - Bus mit eigenem Protokoll. Obwohl schon laenger auf dem Markt, weiss allerdings nicht die Gruende der Nichteinbindung in WDP.
Zimo ist auch ein relativ sehr teures System, ansonsten waere der SX-Bus vom Verhalten dem Zimo-System schon aehnlich.
Aber jetzt kommen noch Railcom, mfx und der CAN aus Goeppingen "welche die Welt veraendern werden"  . Bis auf weniges gibt´s kaum Module dafuer. Prinzipiell ist alles, bis auf die Protokolle schon irgendwo irgendwie auf Erden vorhanden.

[Kalle]

Hi,

um den Thread so langsam zu Ende zu bringen moechte ich meine Vorstellung der Loksteuerung mitteilen.

Zentrale-Lok- und umgekehrt- Datenuebertragung ueber Bluetooth. Vom Anwender frei plazierbare Kilometersteine mit eigenem Kennunginhalt welche aehnlich RFID (Transpondersystem)  vom Lokdekoder ausgelesen werden. Dazu (analoges) DC auf den Gleisen. Wundere mich, dass die Hersteller sich nicht zusammenraufen koennen um so etwas machbares zu realisieren.
S-88 und Konsorten koennten dann groesstenteil wegfallen.

GPS scheidet zur Zeit noch aus da solch praezise Erfassung zur Zeit auch im Dezimeter-Bereich noch ein Wahnsinns-Vermoegen kostet.

[Frank Mondorf]

Hallo Serge,

Also ich habe kein Problem damit einen ASI-, CAN- oder Industrial-Ethernet-Bus aufzubauen.
Nur, wie kann man so einen Bus in Win-Digipet einbinden?

Die Digitalsystemhersteller bieten normalerweise komplette Lösungen an. Die genannte Busse sind dabei in der Regel nur anwendungsspezifische Teilsysteme, die meist in der Zentrale zusammengeführt werden. Die Systeme haben dann meist ein PC-Interface mit standardisiertem (RS232, USB, Ethernet) elektrischem und properitärem Software-Protokol.

Wenn Sie nun ein eigenes System entwickeln wollten, könnten Sie ein zu einem der anderen System kompatibeles PC-Interface entwickeln (z.B. einen ASI-Bus mit HSI-kompatiblem Interface wenns auschliesslich ein Rückemeldesystem sein soll).

Ob sie damit die Qualitäten eines S88 toppen können, wage ich aber zu bezweifeln.

Der S88 erfüllt schon in der Standardausführung die qualitativen wie quantitativen (ich glaube bis zu 768 RMK je HSI)Anforderungen der meisten Mobahner. Durch Segmentierung (HSI, Paralleisierung mehrerer HSI oder S88-Weichen), sowie möglichem Tuning für Leitungen unter widrigen Bedingungen (Booster zur Pegelanhebung) stemmt er fast jede MoBa-Anforderung bei PC-gesteuerten Systemen.

Seine Schwächen sehe ich theoretisch auch in den 6 notwendigen Adern und durchgehenden (also bei dezentraler Anordnung und grosser Anlage prinzipiell langen) Clock-Leitung. Aber Praktisch war er bisher auch unter widrigen Bedinungen wohl immer den Griff zu kriegen, und hat somit so weit mir bekannt auch ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis.

Ich habe schon vieles über die Vorteile von ASI im industriellen Bereich gehört, und weiss rudimentär um seine prinzipiellen Qualitäten in vielen Belangen. Aber ich denke auf Grund ihrer speziellen Anpassung an die Moba-Anforderungen haben gerade so einfache Systeme wie der S88 zu Recht ein grosse Verbreitung gefunden.

Viele Grüße
Frank

[Serge Simon]

Ich will den S88 Bus ja auch nicht in Frage stellen oder neu erfinden.

Mir geht's nur drum, dass problemlos 600-1000 Kröten für ne Lok über den Tisch gehen, bei der Automatisierung aber dann wieder der Pfennig 3x umgedreht wird.
Also ich bin für einen robusten-Bus mit allen Konsequenzen, meinetwegen dann auch teueren I/O-Modulen.

Denn 1-2 Crashs vermieden, bringen das Geld problemlos wieder rein.
Ist halt meine Einstellung zu dem Thema und dieser Problematik.
Ech denke dass ich den S88 "bezähmen" werde.
Nur wenn ich lese wieviele Probleme die Leute damit haben, denke ich die Hersteller sollten endlich mal in eine neue Richtung gehen.

So, ich denke damit wäre das Thema sogut wie erschöpft.

Gruss aus Luxemburg:
-Serge-

[Serge Simon]

Ich grabe das Thema nur noch mal kurz aus, da ich inzwischen etwas Zeit hatte mich in die S88 Geschichte einzulesen.

Also ich hoffe mal dass niemand die S88-Module so nachbaut wie auf dem Plan auf dem Link von Karl.
Das wird nähmlich nie zuverlässig funktionnieren. Die Eingänge sind nicht über Pull-up Widerstände auf einen festen Pegel gelegt. Das sind regelrechte Antennen.   

Wieso noch ein Latch vorgeschaltet wurde leuchtet mir auch nicht ein, ausser man will die Störimpulse bis zum nächsten Auslesen latchen. Der Bus ist in weniger als 100ms ausgelesen. Ein Latch macht wirklich keinen Sinn ausser man hat Kontakte die weniger als 100ms betätigt werden, was ich bezweifele.

Dann generell zum S88-Bus. Da CMos Bausteine verwendet werden stellt sich mir die Frage wieso als Betriebsspannung 5 Volt gewählt wurde. Das macht die Sache nur noch störanfälliger. Die Hersteller hätten sich auf 12-15 Volt einigen sollen.

Schönes Wochenende:
-Serge-

[Kalle]

Hi Serge,

was Sven Brand beschreibt ist das Prinzip von Latch und Schieberegister, die Eingangsbeschaltung hat er einfach weggelassen. Die realen Module haben schon eine Eingangsbeschaltung, einfachst mit Pull-Up und RC-Glied.

Die Latches sind schon korrekt da die Kontaktgabe der Fahrzeuge sehr aenderlich ist. So hat man bis zur naechsten Einlese-Periode einen definierten Logikpegel der ins Schieberegister eingelesen wird.

Warum 5V - ganz einfach, fast alle Controllerschaltungen arbeiten allgemein mit 5 V und es sollte ja auch billig sein.
Man darf nicht vergessen wann die Schaltungen entwickelt wurden, die IC´s waren oft teurer als heute, die C-Mos-ICs waren sog. "A" Typen, und hatten in den Schaltflanken "oben und unten grosse Boegen". Waren als Analogbausteine gut zu gebrauchen. Heute bekommt man diese Typen kaum noch und die Flanken sind fast durchgehend steil.
Ausserdem ist die Grenzfrequenz der IC´s auch stark spannungsabhaengig, bei 15V sind die ca. dreimal so schnell als mit 5 V. Dazu kommt aber beim Betrieb mit hoeheren Spannungen auch eine sich erhoehnde  Verlustleistung der C-Mos-IC´s.
Man bekommt bei Tams schon so einen s-88-Booster, glaube, Sven Brandt hat auch einen beschrieben. Bei den B-Typen heute ist es eher moeglich als damals bei den A-Typen.

Anbei eine Skizze mit in etwa prinzipiell dargestellte Flanken.

[Serge Simon]

Hallo Karl,

Ack für die Eingangsbeschaltung. Sonst würde das nie funzen.

Mit den Latches bin ich nicht so einverstanden. Den definierten Logikpegel ist durch die Eingangsbeschaltung gewährleistet. Und eine Kontaktgabe unter 80ms ist für mich unrealistisch. So schnell ist keine Lok über die RM-Strecke weg

CMOS wurde nicht umsonst für 12 VDC entwickelt. Wenn man nur 5V zur Verfügung hat, nimt man TTL Bauteile, fertig.
Ein CMOS-IC mit 5 Volt zu betreiben ist eine "elektronische Vergewaltigung" 
Also dein Argument mit der Grenzfrequenz lasse ich nicht gelten. Ich hab's Datenblatt mal rausgekramt. Der 4014 macht bei 5V noch 2,8MHz mit. Bei 10V 6MHz und bei 15V 8Mz. Der S88 Bus wird mit 6kHz ausgelesen. Da haben wir einige 10er-Potenzen dazwischen. Das ist wie Tag und Nacht.
Wann wurde der S88 Bus denn entwickelt? So lange kann das noch nicht her als dass die Technik unbezahlbar gewesen wäre. Die Transitionszeiten sind alle im ns- nicht ms-Sekunden Bereich.
Auch hätte man den TTL-Pegel direkt am Controller auf 12V also "CMOS-tauglich" (ich nenne es mal so) umsetzen können.
Hätten wir damals in der Prüfung so ein "Schrottdesign" abgeliefert, wir wären durchgefallen. Alleine einen CMOS-Bus meterweit zu schleifen ist so abwegig...

Ich sage es nochmal. Der Preis eines I/O Moduls ist zweitrangig. Es ist eine einmalige Anschaffung. Ich zahle gerne etwas mehr für eine Technik wo zuverlässig funktionniert.
Der technisch versiertere bekommt's ans Laufen, der Laie rauft sich die Haare.

Ist halt meine persönliche Einstellung zu der Sache. Mag etwas stur klingen, ist aber auf keinen Fall bös gemeint. 

Gruss:
-Serge-

[Frank Mondorf]

Hallo Serge,

den Entwicklern des S88 ging es nicht um "so schnell wie möglich", sondern um "so schnell wie nötig". Das ganze soll möglichst auch dann noch funktionieren, wenn mit Kabelresten oder über einige ausgeleierte Steckerchen geführt wurde.

Wie Sie selbst erwähnt haben, rast die Lok nicht innerhalb einer uSekunde über den Abschnitt, so das die übliche Taktrate von ca 5kHz (0,2ms) selbst bei 250 Rückmeldern noch eine Abtastintervall von 50ms (20 pro Sekunde)gewährleistet.

Bei mehr als 256 Rückmeldern nimmt man dann mehrere S88 (HSI), so das die Abtastfrequenz darüberhinaus nicht weiter sinkt.

Ansonsten habe Sie vollkommen Recht: Man kann den S88 prinzipiell um ein vielfaches schneller betreiben, wobei  der Grenzwert dabei vermutlich eher durch die Verkabelung oder die Sensoren als durch die ICs begrenzt wird.

Viele Grüße
Frank