A továbbiakban minden egyes egységet egy rövid általános ismertetéssel mutatok be, és később kifejtve bővebben is, azok számára akit komolyabb érdekel az adott témakör.
A kommunikációs csatornák legtöbbször egyben egy fizikai kialakítást is meghatároznak, például egy csatlakozó formát.
A különböző buszrendszereknek mind un. csomagokban kommunikálnak, ezen csomagok hagyományos bájtok (számok) összessége, egy adott szabályrendszer alapján létrehozva.
DCC
Igen, ő is egy kommunikációs csatorna. Ő a kapcsolat a dekóderek és a digitális központ között. A DCC jel egy speciális váltakozóáramú jel, ahol az információt a váltakozóáramú jel időbeni változása (periódus idő változás) hordozza.
A digitális rendszerben nincs még egy ilyen összetett feladatú kommunikációs csatorna, ugyanis a DCC nem csak információt, hanem egyben tápfeszültséget is hordoz. A sínbe vezetve ezt a jelet, azonnal előállt a működéshez szükséges feszültség éppúgy, ahogy a kommunikáció is.
A DCC jelszintje egy 14-18V körüli csúcsértékű átlagban 8 KHz-es frekvenciájú szimmetrikus négyszögjel. Összehasonlításképp egy másik váltakozóáramú jel a hálózati 230V-os feszültség, ám ott a frekvencia az itt használt frekvenciának csak a 160-ad része, feszültségben meg a 16-18-szorosa.
Felhasználás helye: A digitális központ és a dekóderek közötti kommunikáció, ez a jel van a terepasztal egészén a sínben.
Ez a DCC rendszer adja a legmagasabb szintű kompatibilitást a digitális rendszerekben.
XpressNet (X-Bus)
A Lenz GmbH által kifejlesztett szabvány, mely egy RS485-ös kommunikációra alapul. Az RS485 kommunikáció biztosítja a buszrendszer nagyobb távolságokra való elszállításának lehetőségét.
Csatlakozója RJ12 azaz 6p6c (6 pólus és 6 csatlakozás) moduláris jack. Becézik "telefon csatlakozónak", bár a telefon csatlakozó az RJ11 (4p4c és 4p2c), de kialakításukban hasonló.
Az XpressNet felépítését tekintve egy tipikus master-slave hálózat, ahol vagy egy központi egység és vannak a szolgák az eszközök. A buszrendszeren gyors kommunikáció történik, melynek egyetlen egy "szelete" az alábbiak szerint zajlik.
- Központ megkérdezni az 1. eszközt, hogy van-e mondanivalója
- Amennyiben az 1. eszköznek van mondanivalója, kap a központtól lehetőséget hogy megszólaljon.
- Központ megvárja az üzenet végét vagy egy maximális időt, majd az egész folyamat kezdődik előről, de a 2. eszközzel.
Ez a végigkérdezés tart egészen a 31. eszközig, amikor is az egész folyamat kezdődik előről. Egy ilyen végigszólongatási idő összesen 31*110us azaz másodpercenként közel 300-szor kérdezi végig a központ az összes eszközt.
Látható, hogy mivel minden eszköznek egyedi címének kell lennie, így az XpressNet hálózaton az eszközök nem cserélhetők teljes szabadsággal, és maximum 31 eszköz lehet.
Ismert gyártók: Lenz Digital Plus (DE), Roco (régebbi X-Bus, DE), Atlas (USA), CVP (USA), TrainModules.
Felhasználás helye: Kézivezérlők és digitális központ közötti buszrendszer.
L - Pozitív tápfeszültség az eszközöknek (+12V)
M - Tápfeszültség föld (0V)
A - Adás/Vétel nem invertált jel
B - Adás/Vétel invertált jel
| Pin # |
Megnevezés |
| 1 |
"C" vezérlő busz csatlakozás |
| 2 |
Föld "M" |
| 3 |
- RS-485 "B" |
| 4 |
+ RS-485 "A" |
| 5 |
+12V "L" |
| 6 |
"D" vezérlő busz csatlakozás |
A vezeték szálak közül semelyik nem cserélhető fel, fokozottan kell figyelni az RS-485 kommunikációt biztosító A és B vonalakra és a tápfeszültség pontokra is, ugyanis "szembe" toldva egymással a két kábelt, megfordul a tápfeszültség és a kommunikáció polaritása is, ami üzemképtelenséget okoz.
Fontos megjegyezni továbbá, hogy az XpressNet specifikációja nem tiltja meg a szabványtól való eltérést, így több gyártó "XpressNet"-el szerelt digitális központja zavarja más XpressNet eszköz működését. Ilyen központ például az osztrák Tran digitális központjai, ahol szabványtól eltérő üzenetek is utaznak a buszrendszeren, ez még a Roco eszközöket is zavarja.
LocoNet
Az amerikai Digitrax Inc által kifejlesztett elosztott buszrendszer. Mit is jelent ez?
Míg az XpressNet-et egy zárt csőhöz hasonlíthatjuk, ahol csak az hallhatja amit mondtunk akinek címeztük és csak akkor ha felszólítottak minket, addig a LocoNet ezzel szemben a szabad levegő, ahol ha felkiáltunk azt mindenki hallja, és bármikor megtehetjük.
Ez az elosztott rendszer biztosítja, hogy szabadon használhatunk / cserélgethetünk rengeteg eszközt, nagyon megbízható kommunikációval.
Ahogy egy szobában is ha senkinek nincs mondanivalója csend van, úgy a LocoNet-en is csend van ha épp nem történik semmi. (Ezzel szemben az XpressNet folyamatosan kérdezget mindenkit).
Ha a hasonlatunk - emberi kommunikáció útján haladunk tovább akkor egyből felmerülhet a kérdés, hogy mi van, ha többen egyszerre kezdenek beszélni. A LocoNet rendszeren erre egy CSMA/CD kommunikációs forma használatos. Ez lényegében annyit takar, hogy mindenki megszólalhat, amikor csak akar, de ha észrevette hogy ütközés történt (más is megszólalt) akkor véletlenszerű ideig csöndben marad, majd megszólal újra.
Ennek CSMA/CD-nek (esetenként CSMA/CA-nak) köszönhetik a megbízhatóságukat a számítógépes hálózatok is, mint például az Ethernet (LAN) a Wifi (WLAN), a mobiltelefonos Bluetooth és még sorolhatnánk. Ezek után minden bizonnyal könnyel elhihető a hálózat megbízhatósága.
Kommunikáció formája, amikor mondanivalónk támad:
- Belehallgatunk a buszban, van-e kommunikáció (beszél-e valaki)
- Ha nem, akkor elkezdjük kiadni az üzenetet (beszélünk)
- Ha küldés közben észrevesszük, hogy más is megszólalt, akkor elhallgatunk (egyszerre beszélünk?)
- Várunk, majd megpróbáljuk ismételten (... "az előbb azt akartam mondani, hogy...")
A kommunikáció során, hogy ki hallgat el, és ki folytatja ütközéskor a beszédet, az ún. arbitráció dönti el, itt az mondhatja tovább a mondanivalóját aki az arbitráció folyamatából győztesen jön ki (magasabb prioritású). Ezek általában olyan utasítások mint például: "Leálltunk (vész stop)". Látható, hogy ez valóban mindennél fontosabb parancs.
A LocoNet mellet szóljon továbbá, hogy az egyetlen egy olyan buszrendszer melyet változtatás nélkül használ az egész világ, a Fremo (moduláris digitális terepasztal) alapja. Ez többek között annak köszönhető, hogy a LocoNet specifikációja a szabvány jóval szigorúbb betartását teszi kötelezővé mint XpressNet esetén (ott lehetőség van "barkácsolásra"), és a szabvány tulajdonos nem engedélyezi a külső gyártó termékének gyártását amíg tesztelésen nem esett át a készülék. Így biztosítják, hogy minden LocoNet eszköz kompatibilis legyen a másikkal.
Ismert gyártók: Digitrax Inc (USA), Uhlenbrock (DE), CML (UK), Team Digital LLC (USA), Fleischamann (DE), TrainModules (HU)
Felhasználás helye: Digitális központ, kézivezérlők és kapcsolópultok közötti kommunikáció.
(Fotó: Hiub M.)
Csatlakozó ezúttal is RJ12 (6p6c), de bekötése teljesen más. Még véletlenül sem szabad felcserélni a LocoNet csatlakozóját az XpressNet csatlakozójával, mert az eszközök károsodhatnak!
Látható, hogy az XpressNet csatlakozóval ellentétben a LocoNet kiosztása szimmetrikus a csatlakozó közepétől. Ennek oka, hogy az eszközök külön vezeték fordító nélkül egymás után felfűzhetők legyenek.
Az egyenes kábelt a fentebbi ábrának megfelelően kell elkészíteni. Látható, hogy ha a csatlakozókat egymás mellé fordítjuk, akkor azonos a vezetékek sorrendje.
További buszrendszerek
Néhány gyártó, különböző okokból saját buszrendszert hozott létre, melyek egyediségük miatt nem is nagyon terjedtek el. Ezek rendszerint vagy ugyan úgy RS485-re épülnek, vagy az autóiparban használt CAN buszra. Mindenki döntse el maga, hogy mi értelme van egy semmivel csak saját magával működő digitális rendszernek..
Továbbiakban ismerjük meg a főnököt, a digitális központot.
