Електроника и Електротехника | Electronics and Electrical Engineering > Цифрово / дигитално управление | Digital Command Control
Малко теория и практика в използването на цифровото управление.
Adrian:
Респект ! - 2-3 пъти го чета внимателно , много полезна информация:)
pach:
Извинения за правописните грешки , но в момента съм на етап "съседни бутони" без да разбирам че грешно изписвам думите ::)пък и забравям да проверявам (че си губя мисълта...)
Малко допълнения и корекций:
--- Цитат ---Адреса обикновенно се състои от двуцифрено число (при по старите дешифратори то е от 01 до 99 ).
--- Край на цитат ---
Тук всички числа ги описвам в говоримата математика или тъй наречената "десетична бройна система".Тази е разбираемата за нас хората но не и за електрониката.Там се ползват други две бройни системи - едната е шестнайстична , предполага че сте виждали числа които се изписват не само с цифри но и с букви (но не я бъркайте с римските цифри и числа!!!)=
-другата е "двоичната" бройна система която е най-разбираема в електронните устройства.Свежда се до две основни състояния на ток по проводник - или го има (отговаря на "1") или го няма (отговаря на "0").Тоест включено /изключено.
Пример:
десетична І двоична І шестнайсетична
б р о й н и с и с т е м и
0 00 00
1 01 01
2 10 02
3 11 03
4 100 04
5 101 05
6 110 06
7 111 07
8 1000 08
9 1001 09
10 1010 0А
11 1011 0В
12 1100 0С
13 1101 0D
14 1110 0Е
15 1111 0F
16 10000 10
17 10001 11
18 10010 12
19 10011 13
20 10100 14
21 10101 15
22 10110 16
23 10111 17
24 11000 18
25 11001 19
26 11010 1A
27 11011 1B
и т.н. Забележете интересното означаване на числата в шестнайстичната бройна система.При нея не се ползва (както и при другите системи) буквата "О" а само цифрата "0" нула.Прието е когато се пише нулата на ръка да се задрасква с една черта по диагонал за да се отличава от буквата.За нас е доста объркващо , но електрониката си го разбира , все пак хората са го измислили.За моделистите е достатъчно да знаят , че има така наречените компилаторни програми които преобразуват автоматично от една в друга система , тоест те са нещо като преводачи от един език в друг.Като допълнителна информация - когато стигнем до програмиране на дешифратори , може да попаднем на файлове в мрежата които носят определител .НЕХ (пример---"именафайл.НЕХ") което всъщност означава че файла е в шестнайстичен формат.Програмиращите устройства (джойстици и пултове за управление) но най-често компютрите си превеждат тези файлове автоматично в двоичната система с която работи електрониката.С две думи - нема страшно ::)!!!
Открих си и една грешка при изчертаването на пакета с данни - последният краен бит , който завършва всеки пакет с данни винаги е единица (след него тръгва "въведението" от следващият пакет , което въведение е от единици) а аз по погрешка съм го начертал със широчината на импулса като нула.
Като се върнем към начина на формиране на пакетите с данни , ще ви стане ясно съвсем точно как го "видях"!!!
Друго за сега няма...
Gervasii:
повече на digitrax и esu
pach:
Стандарт NMRA S-9.1 ---електрически норми (NEM670)
Стандарт NMRA S-9.2---Стандарт за предаване на данните при цифровите управления.(NEM671)
Стандарт NMRA S-9.1 ---електрически норми (NEM670)[/size]
Връзката м/у цифровата командна управляваща станция и цифровите дешифратори се осъществява чрез предаване на пакети от данни , съдържащи необходимата информация.(серия от битове).Бит – това е сигнал , който може да има две значения : „1” и „0” тоест информацията се предава в двоичен код.
Този стандарт установява електрическите характеристики на цифровото командно управление и начина на шифриране на информацията.
1.Начин на шифририране на информацията.
NMRA – основният управляващ сигнал на цифровото управление се състои от поток правоъгълни импулси , които имат противоположна полярност (1).Изменението на полярността оразделя един бит от друг.Цифровите управляващи станций са длъжни да шифрират информацията в цифров управляващ поток , изменяйки дължината на импулсите и честотата на сигнала.
В бит съдържащ „1” , дължината на полупериода на импулса трябва да е с продължителност 58 микросекунди (2) , тоест целия импулс има дължина 116 микросекунди.Елементите на цифровата управляваща станция трябва да предават импулс съответстващ на „1” , с дължина на полупериода от 55 до 61 микросекунди.
Цифровият дешифратор трябва да приема импулси с дължина от 52 до 64 микросекунди и да го разпознават правилно - тоест като бит със съдържание „1”.
В бит съдържащ „0” , дължината на полупериода в импулса трябва да бъде по-голям или равен на 100 микросекунди.За това , постоянната съставка на сигнала да бъде равна на нула , положителните и отрицателни полупериоди както на импулсите , съдържащи „1” , така и на импулсите съдържащи „0” трябва да са равни по напрежение.
Елементите на цифровата управляваща станция са длъжни да предават импулс , съответстващ на „0” с дължина на полупериода от 95 до 9900 микросекунди , но не по –голяма дължина на импулса от 12 000 микросекунди.
Цифрофият дешифратор трябва да приема импулси с дължина на полупериода от 90 до 10 000 микросекунди и да го разпознава правилно като бит със съдържание „0”.
2.Форма на управляващият сигнал.
NMRA – цифровият сигнал , прилага върху релсите от всяка цифрова управляваща станция , трябва да има следната характеристика , измерена без товар и при пълно натоварване на източника на захранване:
Изменението на напрежението по амплитуда от – 4 V до + 4 V трябва да става със скорост 2,5 волта в микросекунда или по-бързо.Този сигнал може да има пулсации към нулевата точка при условие , че пулсацийте имат честота не по – малка от 100 кНz и с обща амплитуда на размаха не по-вече от ¼ от пълния размах по амплитуда на NMRA-цифровият сигнал (3).
Цифровите дешифратори трябва правилно да разпознават импулсите , изменящи се със скорост 2,0 волта в микросекунда (или по – бързо) в областта от – 4 V до + 4 V.
Цифровият дешифратор трябва правилно да дешифрира не по – малко от 95 % от правилно адресираните базови пакети , както се определя от стандарт NMRA S-9.2 при наличието на смущения (и / или други типови смущения) с честота не по-малка от 100 кНz и с обща амплитуда на пълния размах не по-голям от от ¼ от амплитудата на пълният размах на NMRA- цифровия сигнал (4).
Трябва да бъде гарантирана точната форма на NMRA- цифровия сигнал.
Нивотго на смущения , излъчвани от апаратурата , не трябва да превишава нормите , определяни то Федералната Комисия по Съобщенията на Съединените Щати.
3.Електрически параметри.
Основния метод на формиране захранването на подвижният състав и допълнителни устройства , който трябва да се получава чрез цифровата управляваща станция е преобразуването на пълният NMRA – цифров сигнал в напрежение с постоянен ток от цифровият дешифратор.(6).
За това да се ползва този метод на захранване ,управляващият сигнал трябва да се предава постоянно.
Големината на NMRA-цифровия сигнал измерена на релсите не трябва да превишава с повече от 2 волта напрежението (7) , определяно от стандарта NMRA S-9 за съответният мащаб (8) .
При никакви условия максималната амплитуда на цифровият управляващ сигнал не трябва да превишава +/- 22 V.
Минимално допустимата големина на NMRA- цифровия сигнал , необходима за захранване на дешифратора трябва да бъде до +/- 7 V измерено на релсите.
Цифровите дешифратори предназначени за N и по-малки мащаби , трябва да се проектират така , че да издържат на напрежение с постоянен ток не по-малко от 27 V , приложено на релсите.
Допълнителни точки
(1) . Има се в предвид , че локомотивите и останалия подвижен състав може да бъде слагани на релсовия път във всяка посока , поради което е невъзможно да се определи от гледна точка на цифровият дешифратор коя част от импулса ще има положителна стойност.
(2) Всички измервания се правят спрямо нулевата точка.
(3) Този стандарт специално разрешава прилагането на различни сигнали от NMRA-цифровият сигнал , за други цели , при условие , че тези различни сигнали не бъдат възприемани от NMRA – цифровшти дешифратори.
(4) Това измерване се преви с цифров дешифратор включен към релсите чрез спомагателни проводници.
(5) Всички елементи от цифровата система за управление по стандарта NMRA , трябва да отговарят на всички изисквания на Федералната Комисия по Съобщенията на Съединените Щати.(FCC)
(6) Алтернативните начини на захранване се приемат при условие , че устройствата на цифровите управляващи станций са способни да подадат на релсите ( и съответно цифровите дешифратори са способни да получат от релсите ) работоспособен цифров сигнал по нормите NMRA.
(7) Допълнителното напрежение трябва да компенсира пада в напрежението на цифровия дешифратор , с цел гарантиране на необходимото напрежение прилагано върху четките на двигателите , както е определено в стандарта NMRA S-9.
(8-) Трябва да знаем , че двигателите , употребявани заедно с апаратурата за цифрово управление , трябва да имат достатъчно голямо вътрпешно съпротивление при честоти 4 000 до 9 000 Нz , за да се изключи възможността от повредата им.Това се отнася , за високо точните безкотвени двигатели (correles can motors) ,както и за двигателите с паралелна намотка за възбуждане (стартова намотка) , които също имат малко съпротивление .
Така че , това трябва да се знае за формите , ползващи NMRA- цифров сигнал с амплитуда не по-голяма +/- 18 V.
Край февруари 1994 г.
Очаквайте след празниците да постна тук и втория важен стандарт --- Стандарт NMRA S-9.2
;D ;D ;D
pach:
Ето и обещаният
Стандарт NMRA S-9.2 ---стандарт за предаване на данни в цифрово управление при всички мащаби.
Този стандарт описва формата на информацията , предавана от управляващият пулт към дешифраторите.Цифровата станция предава тази информация в дешифраторите , изпращайки серия от битове във вида на сигнал , описан в стандарта NMRA S-9.1.Тази последователност от битове (съставящи пакета от данни) се употребява за зашифриране на един от комплексите с инструкций за дешифратора.Пакетите трябва да имат точно определение , за да се гарантира , чe предаваните команди могат правилно да се шифрират и дешифрират.
А.Стандартен формат на пакета от данни.
Описаната последователност от битове съставя стандартния NMRA-пакет с данни.Всяка последователност от битове , нямаща пълна спецификация от общият формат на пакета , не се явява и не се разпознава като стандартен пакет.Цифровите дешифратори не трябва да изпълняват всякакви инструкций извън пределите на стандартния NMRA-пакет с данни , когато са в режим на работа по стандартите на NMRA. (1)
Внимание!Данните , описани в квадратни скоби , трябва да се предава едновременно! [ ]
• Въведение: - въведението в пакета се състои от последователни минимум десет бита които имат значение “1”.
• Стартов бит: - това е първият бит със значение “0” , който следва след въведението.Стартовият бит завършва въведението и указва , че следващата поредица от битове е байта с адреса (8 бит = 1 байт)
• Адресен байт : - първият байт с данни от пакета обикновенно съдържа осемте бита носещи информацията за адреса. (2) Първият предаден бит от адреса трябва да се определя , като най-високия бит от байта с адресни данни.Адресните байтове със съдържание 00000000 , 11111110 и 11111111 са резервирани за специални операций и не трябва да имат друго приложение , освен това описано в този стандарт или във връзка с Практическите препоръки на NMRA.
• [ Бит за начало на инструкцийте : -този бит предшества байта с инструкций и винаги трябва да има значение “0”.(известен още като разделителен бит)
• Байт с данни : - всеки байт с данни съдържа информация от осем бита , било тя за употреба като адресен байт , байт с инструкций или байт за проверка.Първият предаван бит от всеки байт се определя като най-старши ( най-висок) . ]
• Бит завършващ пакета с данни : - този бит определя края на пакета с данни и винаги има значения “1”. (3)
В.Базови пакети с данни .
Базовите пакети с данни са установени , така че да подсигурят минимално взаимодействи между различните системи за цифрово управление.
По-сложни формати на пакета с данни , които поддържат и други типове дешифратори , допълнителни функций , адреси и скорости са приведени в Практическите препоръки за разширяване на формата RP-9.2.1 на NMRA.
Този стандарт определя :
-управляващият пулт трябва да шифрова подадената от оператора команда по управлението , като инструкция за управление , в съответствие с правилата за базовия пакет с данни , а дешифратора трябва да разпознава тази инструкция и да осигурява нормалното управление на подвижен състав със самостоятелен двигател , съгласно същите правила за базов пакет.
Пакет за скорост и посока на движение за дешифратори на самостоателен подвижен състав.
1111111111 _ 0 _ 0AAAAAAA _ 0 _ 01DUSSSS _ 0 _ EEEEEEEE _ 1 .
въведение І байт ІІ байт ІІІ байт
І байт . Това е адресният байт = 0ААААААА .Адресният байт съдържа адреса на предполагаемия получател на пакета с данни. Всеки дешифратор трябва да поддържа и разпознава своя собствен адрес за да може да получава и изпълнява базовите пакети с данни. Цифровите дешифратори в самостоятелния подвижен състав трябва да поддържат пълната област от базови адреси и тези адреси трябва лесно да се променят от ползвателя . ( 4 ) Това е важно и за цифровите управляващи пултове , за да подават изискуемото количество адреси .
ІІ байт . Това е байта с инструкций = 01DUSSSS . Употрябява се за предаване на информация за скоростта и посоката на движение към дешифраторите за самостоятелен подвижен състав.Битовете от 0 до 3-ти са четири запазени бита за определяне на скоростта (SSSS) ( 5 ) като нулевият бит (най-десният) има значение за най-висока скорост . Четвъртият бит (от дяснона ляво !) U може да е със значение “0” или “1” . ( 6 ) Петият бит D e запазен за определяне на посоката . Той трябва да е “1” за посока която се явява “напред” за дадения подвижен състав и “0” за “назад”. ( 7 ) Битовете седми и шести (битовете се броят от дясно на ляво и започват с нулевия та до седмият който е последен в байта) съдържат последователността “01” ( 8 ) , която се употребява за указание ,че това е байта с инструкций за скорост и посока .
ТАБЛИЦА ДАННИ ЗА БИТОВЕТЕ ОПРЕДЕЛЯЩИ СКОРОСТТА
в базовият пакет с данни
--------------------------------------------------------
І---бит--инструкция-І---бит--инструкция-І
--------------------------------------------------------
І--- 0000 --- Stop --- І--- 1000 --- Step 7 ---І
І--- 0001 --- Estop*--- І--- 1001 --- Step 8 ---І
І--- 0010 --- Step 1 --- І--- 1010 --- Step 9 ---І
І--- 0011 --- Step 2 --- І--- 1011 --- Step 10 –І
І--- 0100 --- Step 3 --- І--- 1100 --- Step 11--І
І--- 0101 --- Step 4 --- І--- 1101 --- Step 12--І
І--- 0110 --- Step 5 --- І--- 1110 --- Step 13--І
І--- 0111 --- Step 6 --- І--- 1111 --- Step 14--І
• *Estop – Emergence stop – тази комбинация е запазена за авариен стоп!
ІІІ байт . Байт за контрол на грешката = ЕЕЕЕЕЕЕЕ . Употребява се , за откриване на грешка в предаването / приемането на данни. Съдържанието на байта за откриване на грешка трябва да бъде от съставен от поразредни битове “изключително или” получени от съдържанието на байтовете за адрес и управление от приетият пакет с данни.(например “изключително или “ на нулевият бит от адресният байт и нулевият бит от байта с инструкций се установява в съдържанието на нулевият бит от байта за грешка) . Цифровите дешифратори , получаващи базовият пакет , трябва да сравняват получените данни от байта за контрол на грешката с поразрядно “изключително или” получено като резултат от сравнението на адресния и байта с инструкций , и ако това сравнение показва грешка , да пренебрегват изпълнението на инструкцийте.
Пакет за изчистване на данните за всички дешифратори.
1111111111_0_00000000_0_00000000_0_00000000_1
Пакета от три байта , в които осемте бита в пределите на всеки байт са със съдържание “0” , се определя като пакет за изчистване на данните в цифровите дешифратори.Когато дешифраторите получат този пакет , те трябва да изтрият всичко от своята оперативна памет (включително и данните за скорост и посока) и да се въстановят в своето нормално състояние . Ако в този момент се движи самостоятелен подвижен състав , то той трябва да бъде спрян от дешифраторите.
Цифровият пулт за управление не трябва да изпраща всякакви пакети на адресни байтове със съдържание “01100100” и “01111111” , след пакета за изчистване на данните в течение на 20 милисекунди , освен ако дешифраторите не преминават в режим на обслужване (запис). ( 9 )
Пакет за готовност на всички дешифратори .
1111111111_0_11111111_0_00000000_0_11111111_1
Пакета от три байта , в който първият (адресния) байт съдържа осем “1” , а вторият байт (байта с инструкций) съдържа осем “0” и третият байт (за контрол на грешката) съдържа осем “1” , се определя като пакет с данни за готовност до всички дешифратори.При получаването на този пакет с данни , дешифраторите не трябва да изпълняват никакви нови действия , а трябва да реагират на този пакет така както реагират като към пакет с данни ,адресиран за някой друг дешифратор.
С.Честота на предаване с пакети от данни.
Пакетите с данни , изпращани от цифровият пулт за управление , трябва да се повтарят с определена честота , тъй като пакет може да бъде загубен , поради смущения или лош електроконтакт между релсите и токоснемащите колооси на подвижният състав . Цифровите дешифратори трябва да реагират на адресираните до тях потоци от пакети с данни , разделени във времето между стоп бита на първия пакет и стартовият битна втория пакет не повече от 5 милисекунди. ( 10 ) Производителите на дешифратори могат да употребяват други видове захранване и управляващи протоколи като допълнение къмNMRA – цифров сигнал , при условие ,че автоматичното реагиране на алтернативното захранване и управление може да бъде изключено от потребителя. Ако автоматичното реагиране е включено , цифровите дешифратори трябва да остават в цифров режим и да не се превключват в употребата на алтернативно захранване и управление ,до тогава докато интервала между стартовите битове на NMRA-пакетите с данни не е по – голям или равен на 30 милисекунди. ( 11 )
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
(1). Това е допустимо за дешифратори , използващи алтернативни форми на управление като допълнение на NMRA – стандарта . виж раздел “С” относно подробности.
(2).Първият бит може също да се използва в специални случай , за предаване на инструкций.Виж “Режим на обслужване – практически препоръки NMRA RP-9.2.3 за примери при тази двойна употреба.
(3).За стоп бит може да се смята и един от десетте бита във въведението от следващият пакет ако няма стоп бит в предходният .
(4).В режим на обслужване , по практическите препоръки на NMRA RP-9.2.3 , се съдържа пример за метода на конфигуриране на адресният байт от потребителя.
(5). Битовете в пределите на байт се броят от дясно на ляво , като започват с най-малкия (младши) и стигат до най – големия (старши ) бит , който е седми.
(6).Разширеният формат на пакети с данни , практически препоръки NMRA RP-9.2.3 , съдържа описание на предпочитаното използване на този бит.
(7). Напред е тогава , когато кабината на машиниста е в позиция за движение напред.
(8.Други битове – образци на седми и шести битове резервирани за друг тип данни с инструкций които се определят в разширения формат от пакети с данни съгласно практически препоръки NMRA RP-9.2.3.
(9). Цифровите дешифратори могат да имат във свойта конфигурация незабавно въстановяване след въстановяващ пакет с данни , за подробности виж режим на обслужване от практически препоръки NMRA RP-9.2.3.
(10).Трябва да е гарантирано , че два пакета с данни и индентични адреси не се предават в пределите на 5 милисекунди , за адреси в областта от 112 до 127 , така ,че по – старите дешифраторида могат да разбират тези пакети в режим на обслужване , за подробности виж режим на обслужване от практически препоръки NMRA RP-9.2.3.
(11).Някой DCC-дешифратори , произвидени до приеманито на стандарта NMRA , изискват базовият пакет да се получава на всеки 30 милисекунди . Впротивен случай се превключват в режим аналогово захранване и управление.
--------------------------------------------------------------------------------------------
Очаквайте продължението - "Практическите препоръки за разширяване на формата RP-9.2.1 на NMRA"
;D
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия