In April 2003 hatte ich das Projekt „Zu­be­hör­de­co­der selbst gebaut“ an­ge­fangen und recht bald Er­geb­nis­se vor­zei­gen kön­nen. Die De­coder hat­ten schnell die ersten Kin­der­krank­­­hei­ten überstanden und laufen heute bei Mo­dell­bahn­freun­den und natürlich auch bei mir zu­frie­den­stel­lend. Je mehr ich mich aber mit dem Thema Zu­be­hördecoder, Weichendecoder, Sig­nal­de­co­der aus­ein­an­der­setz­te, um so mehr kam ich zu der Überzeugung, dass die Flexibilität des rea­lisierten Konzeptes unzureichend ist. Die starre Bindung an den 4 Doppelausgängen pro Decoder, die 8 möglichen Aus­gangs­zu­stän­de, der Programmiertaster und vor al­lem die fehlende Möglichkeit, die Schalt­zeiten und das Verhalten des Decoders freizügig an­zu­pas­sen, wurden bald als störend emp­fun­den. Ich wollte einen Decoder haben, bei dem man wie bei einem Fahrzeugdecoder, die Pa­ra­me­ter in CVs (Control Variables) einstellen kann. Ein Zubehördecoder, der sich an die bestehende Normierung des DCC-Protokolls der NMRA (National Model Rail­road Association) hält, den man lesen und schreiben kann und so­gar im Betrieb, im eingebauten Zustand, noch neu oder anders programmieren kann. Vielleicht kann man solche NMRA DCC Accessory Decoder in USA erwerben, hier auf dem Markt kenne ich kein Beispiel. Seitdem habe ich viele Abende damit verbracht, die NMRA Recommended Practices (RPs) und Stan­­dards (Normen) zu lesen und zu untersuchen, wie man diese Kon­zepte in ein Pro­gramm für den mir nun bekannten ATMEL AT90S2313 umsetzen kann.

Das Logo der NMRA

WDecN-90

Der Decoder, den ich WDecN-90 taufte, wurde zunächst auf einer Lochrasterplatine auf­gebaut und getestet. Nachdem alles zu­frie­den­stel­lend lief, wurde die Schaltung auf eine kompakte gedruckte Schaltung übertragen und diversen Härtetests unterworfen (Belas­tung und EMV). Das Lesen und Schreiben der CVs funktioniert. Der Decoder versteht alle DCC-Telegramme und zeigt den Status der 8 Ausgänge richtig an. Die DCC-Telegramme, die ich mit der IntelliBox in der Version 1.3 noch nicht absetzen konnte, sind nun in der Version 1.5 der IntelliBox-Firmware über den Umweg LocoNet möglich. So kann ich nun das POM (Pro­gram­ming On Main / Operations Mode Programming) mit der IntelliBox durchführen, aber vor allem die Eigenschaften des „Extended Mode“ und der Ausgangsadressierung prüfen.

Der Prototyp des NMRA kompatiblen Decoders

Software Eigenschaften

  • Universell einsetzbar für Doppelmagnetantriebe und für Dauer­betrieb (Lichtsignale)
  • Unterstützt alle NMRA Basic Accessory Decoder DCC Formate (Broadcast/Output/Operations Mode Programming)
  • Unterstützt die NMRA Extended Accessory Decoder Formate (Broadcast/Output/Operations Mode Programming)
  • Zeitdauer der Ausgänge einstellbar (Magnetspulenantriebe)
  • Blinken für jeden Ausgang getrennt schaltbar (Bahnschranken/Lichtsignale)
  • Blinkfrequenz und Tastverhältnis einstellbar
  • Vorbildgetreues überblenden der Signalbegriffe mit einstellbarer Zeit und Maske
  • Hauptgleisprogrammierung wird unterstützt (das neue sowie das alte, von der IB benutzte, Format werden akzeptiert)
  • Lesen und Schreiben Byteweise und Bitweise aller CVs am Programmiergleis
  • Betriebsarten für 2-, 3-, 4- und 8-begriffige Signale oder Signalkombinationen inklusive Blinken mit bis zu 8 physikalischen Ausgängen möglich
  • Automatische Beeinflussung eines Signals durch das nächste Signal (Vorsignal-Funktion eines Hauptsignals)
  • Mit der automatischen Beeinflussung stehen bis zu 40 Signalbegriffe in bis zu 8 Gruppen zur Auswahl
  • Bei der erweiterten Betriebsart, sind für ein Signal/ Signalkombination bis zu 32 verschiedene Signalbegriffe möglich (Signal Aspects / Aspect Control)
  • Ausgangs- oder Decoderadressierung, spart Decoderadressen
  • Speicherung des letzten Begriffes bei Spannungsausfall (Option über CV einstellbar)
  • Mode 0 mit freier und unabhängiger Verwendung aller 8 Ausgänge (ab v2.0)

Hardware Eigenschaften

  • Einfacher Aufbau
  • Leistung aus Modellbahntrafo oder aus dem Booster
  • Preisgünstige Komponenten
  • 1 oder 2 ULN2803 als Ausgangsstufen
  • Leistungsfähiger ATMEL AT90S2313 oder ATTiny2313 mit 10 MHz Quarz

Die erste gedruckte Schaltung des Decoders kam mit einer Drahtbrücke aus und mass 70 x 55 mm

Nachbau des Nachfolgers WDecN-TN

Auch für den Decoder WDecN-90 bestand bald kom­mer­ziel­les Interesse. Die Firma Darisus GmbH fertigte und ver­trieb den Decoder von Mitte Mai 2005 bis Ende 2016. Da die Ent­wür­fe der Decoder WDecD/WDecM und WDecN recht ähn­lich waren, verwendete Darisus für alle Varianten dieselbe Platine. Zwischenzeitlich kam die Abkündigung des Mi­kro­­control­lers AT902313 und die Um­stel­lung auf den verbesserten Nach­folger ATTiny2313. Der kom­mer­ziel­le Decoder erhielt deswegen den Na­men WDecN-TN, das Selbst­bauprojekt WDecN-90 behielt seinen Namen, wurde aber auch auf ATTiny2313 umgestellt. Das hatte den Vorteil, dass die Reset­schal­tung TL7705 entfallen konnte. Obwohl der ATTiny einen internen RC-Oszillator hat, wurde für das Selbst­bau­pro­jekt der 10 MHz Quarz vom AT90­S2313 Projekt über­nom­men. Der interne Oszillator (max 8 MHz ) kam bis Ende 2016 nur bei der kom­­mer­­ziel­­len Variante WDecN-TN der Firma Darisus GmbH zum Einsatz. Auch der ATTiny2313 wurde ab­gekündigt und durch den weiter ver­bes­serten ATTiny2313A ersetzt. Das hat auf das Projekt aber keinen Ein­fluss gehabt, weil die erweiterten Eigen­schaften der neuen Va­rian­te nicht benötigt wurden. Durch die Ein­stel­lung des Vertriebs der kom­mer­ziel­len Variante, ist die Verwen­dung der WDecN-TN Firmware für private, nicht kommerzielle Zwecke nun offen für alle Selbst­bauer.
Der Atmel Mikroprozessor ist mit den vielen Aufgaben vom Flash Speicher her zu ca. 99% ausgelastet. Die aktuelle Firmware ist sta­bil und seit mehreren Jahren auf dem Versions­stand 2.3. Dieser Versionsstand ist nicht mehr mit dem ursprünglichen Prozessor AT90­S2313 kompatibel.
Wer den Decoder WDecN-TN nachbauen möchte, findet weiter unten alle erforderlichen Informationen wie Schalt­plan, Layout, Stückliste, Firmware und Handbuch.


Frequently Asked Questions

Frage: Ich habe noch AT90S2313 (oder ATTiny2313) liegen. Können diese noch für den WDecN-90 verwendet werden?

Antwort: Ja, sprechen Sie mich bitte an! Ich programmiere auch Ihre AT90S2313 mit der Version 2.0 (in leicht veränderter Aus­füh­rung) oder Ihre ATTiny2313 mit dem Code V2.3 für den WDecN-90 Decoder. Wenn Sie selbst flashen wollen: Achtung, die Firmware hier im Blog ist nicht kompatibel mit dem AT90S2313!

Frage: Was ist der Unterschied zwischen dem NMRA kompatiblen Decoder WDecN-TN und dem selbstlernenden DCC Decoder WDecD­-TN, der auch auf diesen Seiten beschrieben wird? Beide sind doch DCC Decoder.

Antwort: Der einfache Weichendecoder WDecD-TN versteht aus der gesamten Menge von Befehlen, die von der NMRA standardi­siert wurden, gerade mal einen Befehl, nämlich den Weichenbefehl (und auch nur den zum Einschalten der Ausgänge). Der Decoder kennt keine CV und lässt sich nur über einen Taster program­mie­ren. Der NMRA kompatible Decoder WDecN-TN dagegen be­herrscht alle von der NMRA definierten Befehle und wird vor­schrifts­mäßig über CV programmiert.

Frage: Ich arbeite an einem ähnlichen Projekt. Kann ich den Quell­code für den Decoder einsehen?

Antwort: Nein, der Quellcode wurde nie veröffentlicht und bleibt auch weiter unter Verschluss.

Frage: Ist der WDecN-90 kompatibel mit der bidirektionalen Kom­munikation der neueren Zentralen?

Antwort: Ja, die Austastlücke hat keinen Einfluss auf die Funktion des Decoders. Sich aktiv an der Kommunikation beteiligen tut er aufgrund des kleinen und preiswerten Atmel Prozessors jedoch nicht.

Nachbau WDecN-TN
Bestückungsplan
Schaltplan des WDecN-TN
Firmware für den WDecN-TN ( zip-Datei mit .hex, .eep und .elf Dateien)
Stückliste mit Bezugsquellen
Warenkorb Reichelt
Layout (Eagle)
Handbuch WDecN-TN V2.3 (abweichendes Layout!)

© 2003 – 2020 Gerard Clemens  – letzte Aktualisierung 28.03.2020