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.
WDecN-90
Der Decoder, den ich WDecN-90 taufte, wurde zunächst auf einer Lochrasterplatine aufgebaut und getestet. Nachdem alles zufriedenstellend gelaufen war, 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 konnte ich ab da das POM (Programming On Main / Operations Mode Programming) mit der IntelliBox durchführen, aber vor allem die Eigenschaften des „Extended Mode“ und der Ausgangsadressierung prüfen.
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
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 |
WDecN-TN Bestückungsplan |
WDecn-TN Schaltplan |
Firmware für den WDecN-TN ( zip-Datei mit .hex, .eep und .elf Dateien, Fuses Extended 0xFF, High 0xDB, Low 0xE4) |
Stückliste mit Bezugsquellen |
Warenkorb Reichelt |
Universelles Layout WDecN/WDecD/WDecM-TN |
Handbuch WDecN-TN V2.3 (abweichendes Layout!) |
© 2003 – 2023 Gerard Clemens – letzte Aktualisierung 29.07.2023
30. April 2024 um 1:20 Uhr
hi
ein sehr schönes Projekt
wir hatten schon Email Kontakt
(leider hatte ich Email Probleme einige wurden nicht gesendet )
wegen dem Bestückungsplan
habe in China einige Platinen machen lassen
nun habe ich ein Problem
die Gerber Dateien passen nicht zum Bestückungsplan
Das sind einige Bauteile anderst angeordnet
Auf der Platine sind c4 und r6 drauf
Aber kein c5
Ich hoffe ich kann die Platinen trotzdem benutzen
gruss
robert
1. Mai 2024 um 17:09 Uhr
Hallo Robert, die Platinen werden auf jeden Fall funktionieren. Ich habe leider meine Variante aufgrund von Namensgleichheit mit der eines Anwenders vermischt. Meine ursprüngliche Variante ist universell verwendbar für WDecN und WDecD und hat eine ISP Schnittstelle zum Updaten der Firmware. In dieser Ursprungsvariante sind alle Komponenten wie C5, C4 und R6 enthalten.
Schaltplan
Bestückungsplan
Stückliste für beide Varianten
Mit diesen Informationen müsstest Du eigentlich weiterbauen können.
Ich wünsche Dir Erfolg. MfG Gerard
15. Juli 2023 um 14:08 Uhr
Hallo!
kann man nun den ATTiny2313 verwenden.
Gruß Thomas
15. Juli 2023 um 14:59 Uhr
Hallo Thomas,
.Daher muss der ATTiny2313 ohne Probleme laufen. Ich kann es leider mangels ATTiny2313 nicht mal eben testen.
Grüße
Gerard
9. März 2023 um 14:04 Uhr
Hallo Herr Clemens,
auf der Suche nach einem Signaldecoder für DCC bin ich auf Ihre Seite gelandet.
Gerne möchte ich ein Selbstbauprojekt mit dem WDecN-TN und einem ATTiny2313A starten. Leider habe ich in Bezug auf das Aufspielen des Codes auf einen IC keinerlei Erfahrung. Um das Projekt nicht zu gefährden, habe ich folgende Frage: verkaufen Sie den Baustein ATTiny2313A mit dem aufgespielten aktuellen Code noch? Falls ja, wieviel kostet so ein Baustein? LG S. Digel
12. März 2023 um 14:47 Uhr
Hallo Herr Digel,
ja, ich kann die programmierten Bausteine (im sehr begrenzten Umfang wegen der Chip-Krise) gerne liefern. Prüfen Sie bitte die Mail-Adresse, die Sie im Kommentar verwendet hatten. Meine private Antwort-Mail kam zurück.
Grüße
Gerard Clemens
11. Mai 2022 um 14:41 Uhr
Hallo Herr Clemens,
danke für diesen großartigen Decoder. Der ist mehrfach auf meiner Heimanlage, als auch in unserer Vereinsanlage im Einsatz. Dazu habe ich mir noch ein Gehäuse für den 3D-Drucker konstruiert. Gerne kann ich auch die Dateien zur Verfügung stellen (3D –> stl und die target-Files für die Leiterplatte)
Mit freundlichen Grüßen
Jens Nielsen
2. März 2022 um 21:35 Uhr
Hallo Herr Clemens,
vielen Dank, dass Sie dieses großartige Projekt für andere Privatbahner freigegeben haben! Ich habe zwei Fragen zu den Einstellungen des ATTiny2313A. Mit welcher Taktfrequenz sollte dieser betrieben werden und müssen bei den Fuses noch spezielle Einstellungen abweichend vom Lieferzustand eingestellt werden?
Mir freundlichen Grüßen
Christian Wilhelm
3. März 2022 um 9:14 Uhr
Hallo Herr Wilhelm,
wenn Sie die .elf Datei zum Flashen verwenden können, dann stehen da automatisch alle Fuses drin. Wenn nicht, dann hier die Übersicht aus dem AVR Studio:
SELFPRGEN = [ ]
DWEN = [ ]
EESAVE = [ ]
SPIEN = [X]
WDTON = [ ]
BODLEVEL = 2V7
RSTDISBL = [ ]
CKDIV8 = [ ]
CKOUT = [ ]
SUT_CKSEL = INTRCOSC_8MHZ_14CK_65MS
EXTENDED = 0xFF (valid)
HIGH = 0xDB (valid)
LOW = 0xE4 (valid)
Ich denke, Sie kommen damit zurecht.
Viele Grüße
Gerard Clemens
15. Februar 2021 um 13:32 Uhr
Hallo Herr Clemens,
wir hatten mal ca , 2006 Kontakt wegen des WDecN-90. Freundlicherweise haben Sie mir damals einige ATTiny2313 programmiert. Ich habe seitdem 8 erfolgreich im Einsatz. Ich wollte jetzt noch einige einsetzen, da ich die Bauteile noch habe. Kann ich das obenstehende Zip File zum programmieren des 2313 benutzen? Es geht aus dem Text für mich nicht direkt hervor. Danke für die Antwort.
Liebe Grüße
Ernst Mangold
15. Februar 2021 um 15:53 Uhr
Hallo Herr Mangold,
der Code im Zip-File ist für den ATTiny2313A assembliert worden. Ich meine mich aber zu erinnern, dass für den Decoder-Code ATTiny2313 und ATTiny2313A kompatibel sind, weil der Source unverändert vom ATTiny2313 übernommen wurde. Es wurden keine Erweiterungen des ATTiny2313A verwendet.
Grüße
Gerard Clemens