Halt
Hp0
3
2
Fahrt
Ks1
3
2
Halt erwarten
Ks2
3
1
1 3
2 4
YHUNU]WHU Bremswegabstand
W1
Ansicht von Oben
3
1
Geschwindigkeits- anzeiger
Zs3
2
4
Geschwindigkeits- voranzeiger
Zs3v
2
4
Schaltplan für die Ansteuerung von sechs LEDs durch drei Mikrocontroller-Ports mit Multiplexing
Mit einem Multimeter kann man relativ einfach die interne Verdrahtung des Signals 4045 von Viessmann herausfinden.
Pseudo-Code für die Multiplex-Ansteue- rung. Die Delay-Routine sollte man in der Praxis durch etwas Intelligenteres ersetzen.
Ansteuerung der Signale abgestimmt sind. Es gibt auch noch einige andere Mög- lichkeiten zur Ansteuerung. Neben dem in DiMo 02/2022 vorgestellten SiDe- Mux-Adapter sind auch einige Decoder von Q-Decoder in der Lage, die Viess- mann-Signale direkt anzusteuern. Auch die MobaLedLib (Seite 62-69) ermög- licht eine Charlieplexing-Ansteuerung. Wer mag, kann natürlich auch mit ei- nem Arduino die Viessmann-Signale selber ansteuern. Wir haben das mal ex- emplarisch für ein Ks-Signal von Viess- mann mit der Artikelnummer 4045 ge- macht. Der Arduino-Sketch steht im Download-Bereich zu dieser Ausgabe bereit. Er enthält in den Kommentaren weitere Informationen. Im Viessmann-Signalschirm sind kei- ne Vorwiderstände vorhanden. Ein di- rekter Anschluss der Signal-Leitungen an einen Arduino kann zur Zerstörung des Signals führen. Es sollten je Port mindestens 180 Ohm Widerstand vor- gesehen werden. Für die ersten eigenen Versuche sollte man größere Werte neh- men, denn der 180-Ohm-Widerstand ist nur ausreichend, wenn man mindes- tens Multiplexing betreibt. Für ein dau- erhaftes Einschalten der LED sollten mindestens 450 Ohm verwendet wer- den. Martin Pischky und Heiko Herholz
mindestens noch einen weiteren Weg über mindestens zwei Dioden. Auf die- sem zweiten Weg fließt zwar tatsächlich auch etwas Strom, er ist aber so gering, dass er vernachlässigbar ist. Die LEDs auf diesem zweiten Weg sind in Reihe geschaltet. Da LEDs nur in einem relativ engen Spannungsbereich von 2,9 V bis 3,3 V leuchten, reicht hier die halbe Be- triebsspannung nicht aus, um die LED zum Leuchten zu bringen. CHARLIE? Das Verfahren wird Charlieplexing ge- nannt, weil es zuerst von Charlie Allen publiziert wurde. Die Technik fristete lange Zeit ein Schattendasein und war nur wenig bekannt. Erst mit dem Hype der Maker-Szene ist Charlieplexing vie- len Entwicklern ein Begriff geworden. LICHTSIGNALE Bei Modellbahn-Lichtsignalen hat man immer das Problem, dass relativ viele Kabel durch einen filigranen Mast gefä- delt werden müssen und die Optik da- mit negativ beeinflusst wird. Um die Anzahl der Kabel zu reduzieren, hat Viessmann bei vielen Signalen die „Multiplex“-Technik eingeführt. Betrachtet man so ein Viessmann- Signal etwas genauer, stellt man schnell fest, dass Viessmann hier Charlie- plexing betreibt. Der Anschlussstecker dieser Signale hat vier Kontakte. Damit lassen sich dann in einem Signalschirm bis zu 12 LEDs ansteuern. Viessmann bietet spezielle Decoder an, die auf die
Im einfachsten Fall ist nun immer eine LED an und die andere LED aus. Dabei wechselt die eingeschaltete LED je nach Polarität. Sollen beide LEDs leuchten, dann können wir wieder mit einer PWM agieren und die Polarität des Ports sehr schnell wechseln. Wir kom- men dabei aber nur auf eine Einschalt- dauer von 50 % und müssen also die Vorwiderstände verkleinern. Damit eine einzelne leuchtende LED jetzt nicht heller ist, sollten wir auch diese pulsen. Wenn beide LEDs gleichzeitig aus sein sollen, können wir das über eine Beson- derheit des Mikrocontrollers regeln: Dieser kann einen Port nicht nur ein- oder ausschalten, sondern diesem auch den Zustand „nichts“ geben. In Wahr- heit ist das natürlich nicht „nichts“, son- dern der Modus, in dem der Port als Eingang funktioniert. Dabei wird der Port so hochohmig, dass er nicht mehr als Rückleiter für den Strom der LED fungiert. Wir haben also bisher nur die Verkabelung reduziert aber noch nicht die Anzahl der Ports. MEHR LEDS Nimmt man nun einen dritten Port hin- zu, kann man bereits sechs LEDs an- steuern, da je möglicher Port-Verbin- dung zwei weitere LEDs ansteuerbar sind. Mit vier Ports ist man dann schon bei zwölf LEDs und bei fünf Ports kann man 20 LEDs ansteuern. Sieht man sich so eine Schaltungsmatrix an, gibt es für den Strom immer einen direkten Weg von Plus nach Minus über genau eine Diode und je nach Größe der Matrix
WEITERE INFORMATIONEN https://dimo.vgbahn.de/2022Heft3/ charlie/linkliste.html
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