Fakulta elektrotechnická. Model železnice

ˇ ´ vysoke ´ uc ˇen´ı technicke ´ v Praze Cesk e ´ Fakulta elektrotechnicka ˇ´ıdic´ı techniky Katedra r

´ PRACE ´ DIPLOMOVA Model ˇ zeleznice

Praha, 2004

Duˇ san Havl´ık

Prohl´ aˇ sen´ı Prohlaˇsuji, ˇze jsem zadanou diplomovou práci zpracoval samostatnˇe s pˇrispˇen´ım vedouc´ıho diplomové práce a pouˇz´ıval jsem pouze literaturu v práci uvedenou. Prohlaˇsuji, ˇze nemám námitek proti vyuˇzit´ı v´ ysledk˚ u této práce fakultou ani proti zveˇrejˇ nován´ı nebo p˚ ujˇcován´ı se souhlasem vedouc´ıho diplomové práce.

II

Podˇ ekov´ an´ı Dˇekuji své vedouc´ı diplomové práce Ing. Martinˇe Svádové za veden´ı diplomové ˇ práce a za cenné rady pˇri jej´ı realizaci. Dále dˇekuji Ing. Radku Sindel´ aˇrovi za konzultace, bez kter´ ych by nemohl b´ yt realizován model ˇzeleznice a ˇr´ızen´ı lokomotiv by bylo podstatnˇe sloˇzitˇejˇs´ı. A v neposledn´ı ˇradˇe dˇekuji i sv´ ym rodiˇc˚ u za podporu a trpˇelivost bˇehem diplomové práce.

III

Abstrakt Diplomová práce se zab´ yvá stavbou modelu ˇzeleznice a jeho ˇr´ızen´ım pomoc´ı PLC Simatic S7-315 2DP. Model ˇzeleznice se skládá ze tˇr´ı nádraˇz´ı s v´ yhybkami a semafory. ˇ ızen´ı Ke sledován´ı pohybu lokomotiv po kolejiˇsti jsou pouˇzity proudové sn´ımaˇce. R´ pohybu lokomotiv se provád´ı pomoc´ı DCC systému. K ovládán´ı v´ yhybek, semafor˚ u a lokomotiv se pouˇz´ıvá ˇr´ıdic´ı elektronika, která zajiˇst’uje komunikaci s nadˇr´ızen´ ym systémem. Ukázkov´ y ˇr´ıdic´ı algoritmus v PLC Simatic S7-315 2DP ˇr´ıd´ı jednak reáln´ y model ˇzeleznice ale i virtuáln´ı model ˇzeleznice, kter´ y je naprogramován ve visualizaˇcn´ım prostˇred´ı InTouch. Visualizace jak reálného tak i virtuáln´ıho kolejiˇste je provedna ve visualizaˇcn´ım prostˇred´ı InTouch.

IV

Abstract This master thesis presents a railway model built for an assessment of possibilities of model simulations. Imitating a real railway structure the model incorporates three platforms with shunts and semaphores and feedback sensors together with two locomotives with carriages. Through a PIC16F877 microcontroller it is possible to control semaphores and shunt positions, monitor Locomotive model locations and digitally control movements the locomotive models via Digital Control Command standard. To allow a simulation of more complex control processes the microcontroller is managed by Simatic S7-315 2DP PLC, which is able of generating paths between desired points and to transfer the locomotion models between them. Easier to control, the entire control process is visualized via InTouch environment.

V

Obsah ´ 1 Uvod

1

2 Stavba modelu

3

2.1

2.2

2.3

Zp˚ usoby ˇreˇsen´ı ˇr´ızen´ı pohybu lokomotiv . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.1.1

Konvenˇcn´ı ˇr´ızen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.1.2

DCC ˇr´ızen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

Mechanická ˇcást modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.2.1

Kolejivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.2.2

V´ yhybky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.2.3 Pˇrestavn´ıky v´ yhybek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ˇ ıdic´ı elektronika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . R´

6

2.3.1

Centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.3.1.1

Nápájen´ı centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky . . . . . . . . . . .

8

2.3.1.2

Mikrokontrolér PIC16F877

8

2.3.1.3

Obvod MAX232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3.1.4

DCC v´ ystup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3.1.5

Paraleln´ı sbˇernice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.2

DCC zesilovaˇc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.3

Proudové sn´ımaˇce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.4

Ovládán´ı v´ yhybek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.5

Semafory

2.3.6

Napájen´ı modelu ˇzeleznice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3 Programov´ an´ı PIC16F84 3.1

. . . . . . . . . . . . . .

7

18

Programován´ı PIC16F84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1.1

Mikrokontrolér PIC16F84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.1.2

Programován´ı PIC16F84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4 Programov´ an´ı PIC16F877

21

4.1

Mikrokontrolér PIC16F877 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.2

Programován´ı PIC16F877 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 VI

4.2.1

Organizace pamˇeti RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.2.2

Nepˇr´ımé adresován´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.2.3

Konfigurace pˇreruˇsen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.2.4

Konfigurace USART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.2.5

Konfigurace I 2 C

4.2.6

Konfigurace ˇcasovaˇce TMR0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.2.7

Popis programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.2.7.1

Podprogram Sorting . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.2.7.2

Podprogram Switchs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.2.7.3

Podprogram Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.2.7.4

Podprogram Measure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.2.7.5

Podprogram Transmit . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.2.7.6

Pˇreruˇsen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

ˇ ıdic´ı algoritmus v PLC 5 R´ 5.1

Hardwarová konfigurace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.1.1

5.2

35

Hardwarová konfigurace PLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1.2 Hardwarová konfigurace Wago Serial Interface RS232 . . . . . 36 ˇ ıdic´ı algoritmus v PLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 R´ 5.2.1

Komunikace modulem WAGO 750-650 . . . . . . . . . . . . . 39

5.2.2

Funkˇcn´ı bloky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.2.3

5.2.4

5.2.2.1

Funkˇcn´ı blok FB1 - ˇr´ızen´ı lokomotivy . . . . . . . . . 40

5.2.2.2

Funkˇcn´ı blok FB2, FB4, FB6 a FB8 - Vlakové cesty

43

Funkce FC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.2.3.1

Funkce FC100 - zpracován´ı dat pˇrijat´ ych po RS232 . 44

5.2.3.2

Funkce FC101 - Ovládán´ı v´ yhybek . . . . . . . . . . 44

5.2.3.3 5.2.3.4

Funkce FC102 - Zamykán´ı a odemykán´ı v´ yhybek . . 44 Funkce FC106 - Inicilizace tabulky trat’ov´ ych u ´sek˚ u . 45

5.2.3.5

Funkce FC107 - Ovládán´ı semafor˚ u . . . . . . . . . . 45

Hlavn´ı program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

6 Visualizace

48

6.1

Konfigurace I/O serveru S7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

6.2

Visualizace v prostˇred´ı InTouch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6.2.1

Základn´ı nastaven´ı v prostˇred´ı InTouch . . . . . . . . . . . . . 49

6.2.2

Visualizace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.2.2.1

Visualizace nádraˇz´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

6.2.2.2

Visualizace celého modelu kolejiˇstˇe . . . . . . . . . . 51

6.2.2.3

Ovládan´ı lokomotivy BR221 a V180 . . . . . . . . . 52 VII

7 Z´ avˇ er

54

Literatura

55

A Pouˇ zit´ e zkratky

57

B Sch´ emata

58

B.1 Schéma centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 B.2 Schéma DCC zesilovaˇce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 B.3 Schéma proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 B.4 Schéma ovládán´ı v´ yhybek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 B.5 Schéma ovládán´ı semafor˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 B.6 Schéma multiplexoru paraleln´ı sbˇernice . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 C Obsah CD

65

D N´ akres kolejiˇ stˇ e

66

VIII

Seznam obr´ azk˚ u 2.1

DCC Paket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.2

Kódován´ı DCC signálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2.3

Pˇrestavn´ık FULGUREX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.4

Blokové schéma ˇr´ıdic´ı elektroniky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.5

Napájec´ı zdroj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.6

Mikrokontrolér PIC16F877 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.7

Blokové schéma mikrokontroléru PIC16F877 . . . . . . . . . . . . . . 10

2.8

Typické zapojen´ı obvodu MAX232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.9

Vstupy DCC zesilovaˇce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.10 M˚ ustkov´ y zesilovaˇc L6203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.11 Schéma proudového sn´ımaˇce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.1

Poˇcáteˇcn´ı podm´ınka komunikace na sbˇernici I 2 C . . . . . . . . . . . . 24

4.2

Koncová podm´ınka komunikace na sbˇernici I 2 C . . . . . . . . . . . . 24

4.3

Pˇrenos jednoho bytu na sbˇernici I 2 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.1

Konfigurace Simaticu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.2

Konfigurace profibusového modulu WAGO 750-650 . . . . . . . . . . 36

5.3

Nastaven´ı adresy profibusového modulu . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.4

Konfigurace modulu WAGO 750-650/003-000 . . . . . . . . . . . . . 37

6.1

Nastaven´ı DDE serveru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

6.2

Nastaven´ı karty v poˇc´ıtaˇci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

6.3

Konfigurace pˇr´ıstupového bodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

6.4

Visualizace nádraˇz´ı Marketta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6.5

Visualizace celého modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

6.6

Ovládán´ı lokomotivy BR221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

D.1 Nákres kolejiˇstˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

IX

Seznam tabulek 2.1

DCC signál na v´ ystupu zesilovaˇce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2.2

DCC signál na vstupu dekodéru

5

4.1

Struktura pˇr´ıkaz˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.2

Rozˇrazen´ı v´ yhybek k jednotliv´ ym v´ ystup˚ um expandéru . . . . . . . . 31

4.3

Rozˇrazen´ı semafor˚ u k jednotliv´ ym expandér˚ um PCF8574 . . . . . . . 31

4.4

Formát data pˇri odes´ılán´ı po RS232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

5.1

´ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Struktura ˇrádku v tabulce Usek˚

5.2

Struktura stavového bytu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.3

Control byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.4

Status byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.5

Poˇzadavek na inicializaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.6

Potvrzen´ı na inicializace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5.7

Odjezdov´ y semafor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.8

Vjezdovy semafor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

5.9

Data urˇcená k pˇrenosu do modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

X

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kapitola 1 ´ Uvod Modelová ˇzeleznice je svˇet model˚ u lokomotiv, vagón˚ u, semafor˚ u a nádraˇz´ı doplnˇen´ y figurkami v´ ypravˇc´ıch, pr˚ uvodˇc´ıch, strojv˚ udc˚ u a ˇzelezniˇcáˇr˚ u zasazen´ y do krajiny. Ze strany modeláˇre a technika je tento svˇet dán souhrnem pravidel, kter´ y zajist´ı fungován´ı systému dopravy. Tato diplomová práce mˇela dva hlavn´ı c´ıle. Prvn´ım c´ılem bylo postavit model ˇ ıdic´ı ˇzeleznice, kter´ y budou v budoucnu vyuˇz´ıvat studenti ve cviˇcen´ı v pˇredmˇetu R´ systémy. Druh´ ym c´ılem bylo naprogramován´ı ukázkové ˇr´ıdic´ı aplikace. Diplomová práce je rozdˇelena do sedmi kapitol. Prvn´ı kapitola nás seznamuje s obsahem diplomové práce a s motivem, proˇc tato diplomová práce vznikla. Druhá kapitola se zab´ yvá stavbou modelu ˇzeleznice. Stavba modelu ˇzeleznice je rozdˇelena na dvˇe na sebe navazuj´ıc´ı ˇcásti. Prvn´ı ˇcást´ı je mechanická stavba kolejiˇstˇe. Do této ˇcásti patˇr´ı v´ ybˇer vhodného druhu kolejiva a pˇrestavn´ık˚ u v´ yhybek. Druhá ˇ ıdic´ı elektronika moˇcást kapitoly je vˇenována ˇr´ıdic´ı elektronice modelu ˇzeleznice. R´ delu zajiˇst’uje komunikaˇcn´ı rozhran´ı mezi modelem a nadˇr´ızen´ ym systémem, ovládá vˇsechny v´ yhybky, semafory a ˇr´ıd´ı pohyb lokomotiv po kolejiˇsti. Tˇret´ı kapitola je urˇcena programován´ı mikrokontroléru PIC16F84, kter´ y je pouˇzit v DCC zesilovaˇci. V kapitole jsou nejprve uvedeny základn´ı informace o mikrokontroléru a potom je popsán ˇr´ıdic´ı program mikrokontroléru. ˇ Ctvrt´ a kapitola se vˇenuje programován´ı mikrokontroléru PIC16F877, kter´ y je jádrem centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky. Na zaˇcátku kapitoly jsou nejdˇr´ıve uvedeny základn´ı informace o mikrokontroléru a následnˇe je popsána struktura programu, kter´ y jednak generuje pˇr´ıkazy pro ovládan´ı lokomotiv, ovládá v´ yhybky, semafory a sb´ırá data z kolejiˇste o pohybu lokomotiv. Dále tento program zajiˇst’uje komunikaci s nadˇr´ızen´ ym systémem. Pátá kapitola se zab´ yvá ˇr´ıdic´ım algoritmem v PLC automatu Simatic S7-315 2DP. Na zaˇcátku kapitoly je popsána hardwarová konfigurace PLC. Následnˇe na to je uve1

´ KAPITOLA 1. UVOD

2

den popis komunikace s profibusov´ ym modulem WAGO 750-650, coˇz je pˇrevodn´ık profibus-sériová linka RS232. Dále následuje popis programu, kter´ y je rozdˇelen na funkce, funkˇcn´ı bloky a hlavn´ı program. ˇ a kapitola se vˇenuje visualizaci jak skuteˇcn´ Sest´ ych modelov´ ych nádraˇz´ı tak i softwarovˇe vytvoˇren´ ych nádraˇz´ı ve visualizaˇcn´ım prostˇred´ı InTouch. Na zaˇcátku kapitoly je uvedena ukázka konfigurace DDE serveru a základn´ıho nastaven´ı prostˇred´ı InTouch. Následnˇe je uvedena struktura visualizaˇcn´ıch oken a ovládán´ı modelu prostˇrednictv´ım visualizace. Posledn´ı sedmá kapitola obsahuje zhodnocen´ı v´ ysledk˚ u diplomové práce s doporuˇcen´ım pro práci s modelem.

Kapitola 2 Stavba modelu 2.1

Zp˚ usoby ˇ reˇ sen´ı ˇ r´ızen´ı pohybu lokomotiv

Vˇsechny elektrické modely lokomotiv potˇrebuj´ı ke svému pohybu po kolejiˇsti elektrické napˇet´ı, které sb´ıraj´ı z kolej´ı. K ˇr´ızen´ı pohybu lokomotivy po kolejiˇsti se pouˇz´ıvaj´ı dva základn´ı typy ˇr´ızen´ı. Prvn´ı typ je tzv. konvenˇcn´ı ˇr´ızen´ı a druh´ y typ je DCC ˇr´ızen´ı. Oba tyto typy ˇr´ızen´ı budou popsány v následuj´ıc´ıch kapitolách.

2.1.1

Konvenˇ cn´ı ˇ r´ızen´ı

Pˇri konvenˇcn´ım ˇr´ızen´ı je celé kolejiˇstˇe rozdˇeleno na jednotlivé od sebe elektricky izolované kolejové u ´seky. V kaˇzdém u ´seku m˚ uˇze b´ yt pouze jedna lokomotiva nebo jedna souprava lokomotiv. Pˇripojen´ım stejnosmˇerného napˇet´ı k u ´seku se uvede lokomotiva do pohybu. Rychlost pohybu je urˇcena velikost´ı stejnosmˇerného napˇet´ı a smˇer pohybu je urˇcen polaritou stejnosmˇerného napˇet´ı, které je pˇrivedeno do lokomotivy. V´ yhodou tohoto zp˚ usobu ˇr´ızen´ı je jednoduchost ovládac´ı elektroniky modelu a n´ızké náklady na jej´ı stavbu pˇri menˇs´ıch rozmˇerech kolejiˇstˇe. Dalˇs´ı v´ yhodou je, ˇze v lokomotivˇe nen´ı potˇreba ˇzádná dalˇs´ı elektronika. Hlavn´ı nev´ yhodu konvenˇcn´ıho ˇr´ızen´ı je to, ˇze nelze ovládat nezávisle na sobˇe dvˇe a v´ıce lokomotiv v jednom kolejovém u ´seku. V pˇr´ıpadˇe rozsáhl´ ych model˚ u je dalˇs´ı nev´ yhodou velká sloˇzitost zapojen´ı ovládac´ı elektroniky v porovnán´ı s druhou metodou.

2.1.2

DCC ˇ r´ızen´ı

Pˇri pouˇzit´ı DCC1 ˇr´ızen´ı nen´ı nezbytnˇe nutné rozdˇelit kolejiˇstˇe na jednotlivé od sebe elektricky izolované u ´seky, protoˇze DCC ˇr´ızen´ı umoˇzn ˇuje na sobˇe nezávislé ˇr´ızen´ı dvou a v´ıce lokomotiv v jednom kolejovém u ´seku. DCC ˇr´ızen´ı je zaloˇzené na pos´ılán´ı 1

DCC - Digital Command Control

3

KAPITOLA 2. STAVBA MODELU

4

paket˚ u zaˇr´ızen´ım, které jsou pˇripojené ke kolej´ım. Pakety jsou rozdˇeleny do tˇr´ı základn´ıch typ˚ u. Prvn´ım typem jsou pakety, které jsou adresovány konkrétn´ım lokomotivám a zaˇr´ızen´ım, druh´ ym typem jsou pakety, které jsou urˇceny vˇsem zaˇr´ızen´ım najednou a tˇret´ım typem jsou IDLE pakety, které se pos´ılaj´ı v pˇr´ıpadˇe, ˇze nen´ı co pos´ılat. Pokud byl do kolej´ı vyslán paket prvn´ıho typu, lokomotiva si ho sv´ ym dekodérem pˇr´ıjme a pˇreˇcte. V pˇr´ıpadˇe, ˇze byl urˇcen pro ni, zaˇcne vykonávat pˇr´ıkaz obsaˇzen´ y v paketu. Pokud pˇrijat´ y paket nebyl urˇcen pro ni, pokraˇcuje ve své dosavadn´ı ˇcinnosti. Zcela stejnˇe by se zachovalo kterékoliv jiné zaˇr´ızen´ı pˇripojené ke kolej´ım. Kaˇzd´ y paket (obr.2.1) je sloˇzen z preambule, adresy zaˇr´ızen´ı, dat a kontroln´ıho souˇctu pˇredcházej´ıc´ıch dat paketu.

Obrázek 2.1: DCC Paket Preambule je hlaviˇcka paketu, která se skládá minimálnˇe z 11 po sobˇe jdouc´ıch log.1. Adresa urˇcuje zaˇr´ızen´ı, kterému je paket urˇcen. Pokud se adresa skládá z osmi po sobˇe jdouc´ıch log.0, pak je paket urˇcen pro vˇsechny zaˇr´ızen´ı pˇripojené ke kolej´ım. Data obsahuj´ı pˇr´ıkaz, kter´ y má zaˇr´ızen´ı provést a kontroln´ı souˇcet je urˇcen pro kontrolu pˇr´ıjmut´ ych dat. Obsah paketu je reprezentován posloupnost´ı log.0 a log.1, které jsou kódovány podle normy NMRA 9.2.12 . Kód log.1 je definován jako obdéln´ıkov´ y pr˚ ubˇeh napˇet´ı. V pˇr´ıpadˇe modelu ˇzeleznice se napˇet´ı pohybuje v rozmez´ı +12 V a -12 V . Definice délky jednotliv´ ych ˇcásti kódu DCC signálu je rozdˇelená na definici DCC signálu vycházej´ıc´ıho ze zesilovaˇce (tab.2.1) a na definici DCC signálu akceptovaného dekodérem (tab.2.2). 2

NMRA - National Model Railway Association


5

Obrázek 2.2: Kódován´ı DCC signálu

ˇ Casov´ y pr˚ ubˇeh pro log.1 periodaA < 55µs nebo periodaA > 61µs

V´ ysledek ˇ Spatnˇ e

periodaA = periodaB

Dobˇre

|periodaA − periodaB| ⇐ 3µs

Dobˇre ˇ Spatnˇ e

|periodaA − periodaB| > 3µs

Tabulka 2.1: DCC signál na v´ ystupu zesilovaˇce

ˇ Casov´ y pr˚ ubˇeh pro log.1

V´ ysledek

periodaA ≥ 52µs nebo periodaA ≤ 64µs

Dobˇre

periodaA = periodaB

Dobˇre

|periodaA − periodaB| ⇐ 6µs

Dobˇre

Tabulka 2.2: DCC signál na vstupu dekodéru Kód log.0 je definován stejnˇe jako kód log.1 s t´ım rozd´ılem, ˇze délka jednotliv´ ych ˇcást´ı je minimálnˇe 100 µs a zároveˇ n je menˇs´ı neˇz 6000 µs. Rychlost pˇrebˇehu stejnosmˇerného napˇet´ı mus´ı b´ yt minimálnˇe 2, 5 V /µs. Hlavn´ı v´ yhodou tohoto zp˚ usobu ˇr´ızen´ı je moˇznost ovládat nˇekolik lokomotiv v jednom kolejové u ´seku nezávisle na sobˇe, coˇz u prvého zp˚ usobu nebylo moˇzné. Dalˇs´ı v´ yhodou je menˇs´ı sloˇzitost zapojen´ı ovládac´ı elektroniky pˇri pouˇzit´ı na stˇrednˇe velkém modelu ˇzeleznice oproti prvému zp˚ usobu. Hlavn´ı nev´ yhodou DCC ˇr´ızen´ı je finanˇcn´ı nákladnost DCC ˇr´ızen´ı pˇri pouˇzit´ı na malém modelu ˇzeleznice. Pˇri porovnáván´ı obou základn´ıch zp˚ usob˚ u ˇr´ızen´ı pohybu lokomotivy po kolejiˇsti bylo vybráno DCC ˇr´ızen´ı, protoˇze pˇri zam´ yˇsleném rozmˇeru kolejiˇstˇe a zp˚ usobu ˇr´ızen´ı byl tento zp˚ usob levnˇejˇs´ı a jednoduˇsˇs´ı neˇz prvn´ı zp˚ usob.


2.2

6

Mechanick´ aˇ c´ ast modelu

2.2.1

Kolejivo

Pro stavbu modelu ˇzeleznice bylo vybráno ”modelové kolejivo”, protoˇze je vhodné pro DCC ˇr´ızen´ı. Kolejivo se skládá z umˇelohmotn´ ych v´ ylisk˚ u praˇzc˚ u a z kovov´ ych kolejnic. V´ ysledná kolej se vytvoˇr´ı sloˇzen´ım tˇechto dvou d´ıl˚ u dohromady. Umˇelohmotn´ y v´ ylisek praˇzc˚ u tvoˇr´ı bud’ rovn´ y u ´sek o délce 166 mm nebo oblouk o polomˇeru 315 mm a u ´hlu 300 . Profil kovové kolejnice je stejn´ y jako profil skuteˇcné ˇzelezné kolejnice.

2.2.2

V´ yhybky

Vzhledem k tomu, ˇze pro stavbu modelu bylo vybráno ”modelové kolejivo”, byly vybrány v´ yhybky urˇcené pro ”modelové kolejivo” s u ´hlem odboˇcen´ı 12, 50 a délkou rovné koleje 129,5 mm.

2.2.3

Pˇ restavn´ıky v´ yhybek

K pˇrestavován´ı v´ yhybek byl vybrán pˇrestavn´ık FULGUREX (obr. 2.3), kter´ y k pˇrestavˇen´ı v´ yhybky pouˇz´ıvá posuvn´ y mostek.

Obrázek 2.3: Pˇrestavn´ık FULGUREX Mostek je posunován pˇres ˇsnek motorkem. Aby motorek nebyl ve zkratu pˇri pˇresunut´ı v´ yhybky do krajn´ı polohy, jsou na kaˇzdé stranˇe posuvného mostku koncové


7

sp´ınaˇce, které odpoj´ı motorek od napˇet´ı. K opˇetovnému pˇresunu v´ yhybky dojde pouze po zmˇenˇe polarity napájec´ıho napˇet´ı. V´ yhodou pˇrestavn´ıku FULGUREX jsou zpˇetné kontakty, které se nechaj´ı vyuˇz´ıt ve zpˇetné vazbˇe pro ˇr´ızen´ı modelu.

2.3

ˇ ıdic´ı elektronika R´

PLC automat Simatic S7-315 2DP pouˇzit´ y pro ˇr´ızen´ı modelu ˇzeleznice je pˇr´ıliˇs pomal´ y pro generován´ı pˇr´ıkaz˚ u pouˇzit´ ych pˇri DCC ˇr´ızen´ı. Proto byl vloˇzen mezi PLC automat a model ˇzeleznice elektronick´ y systém (obr. 2.4), kter´ y generuje pˇr´ıkazy pro ovládan´ı lokomotiv, ovládá v´ yhybky, semafory a sb´ırá data z kolejiˇste o pohybu lokomotiv. Dále tento elektronick´ y systém komunikuje s nadˇr´ızen´ ym systémem po sériové lince RS232.

Obrázek 2.4: Blokové schéma ˇr´ıdic´ı elektroniky


2.3.1

8

Centr´ aln´ı ˇ r´ıdic´ı jednotka

Centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotka se skládá z mikrokontroléru PIC16F877 od firmy Microchip, z napájec´ıch zdroj˚ u, které jsou urˇceny pro napájen´ı jak samotné desky tak i pro napájen´ı periferi´ı pˇripojen´ ych k desce. Dále centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotka obsahuje sériovou linku RS232, sbˇernici I 2 C, paraleln´ı sbˇernici a v´ ystup pro DCC ˇr´ızen´ı. K indikaci napájec´ıho napˇet´ı slouˇz´ı velká ˇcervená LED dioda, k resetován´ı mikrokontroléru slouˇz´ı ˇcervené tlaˇc´ıtko, které je pˇridˇeláno k desce stolu. Elektrické schéma je uvedeno v pˇr´ıloze A na str.1. Celá deska je napájena stejnosmˇern´ ym napˇet´ım +12 V DC. Celkov´ y odbˇer proudu je závisl´ y na poˇctu pˇripojen´ ych periferi´ı, ale nepˇresáhne hodnotu 1 A. 2.3.1.1

N´ ap´ ajen´ı centr´ aln´ı ˇ r´ıdic´ı jednotky

Deska centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky je napájena stejnosmˇern´ ym napˇet´ım +12 V DC. Toto napˇet´ı je pˇrivedeno na vstup dvou zdroj˚ u stabilizovaného stejnosmˇerného napˇet´ı +5V DC (obr.2.5). Prvn´ı zdroj je urˇcen v´ yhradnˇe pro napájen´ı obvod˚ u na desce, druh´ y zdroj je urˇcen k napájen´ı zaˇr´ızen´ı pˇripojen´ ych k desce. Jádrem tˇechto zdroj˚ u jsou stabilizátory napˇet´ı LM7805, které jsou schopny s dostateˇcn´ ym chlazen´ım dodat proud 1.5A. Kondenzátory na vstupu stabilizátoru sniˇzuj´ı zvlnˇen´ı vstupn´ıho stejnosmˇerného napˇet´ı a kondenzátory na v´ ystupu sniˇzuj´ı zvlnˇen´ı v´ ystupn´ıho napˇet´ı.

Obrázek 2.5: Napájec´ı zdroj 2.3.1.2

Mikrokontrol´ er PIC16F877

Mikrokontrolér je jeden z nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ıch prvk˚ u celé ovládac´ı elektroniky modelu ˇzeleznice. Pˇri v´ ybˇeru vhodného mikrokontroléru bylo nutné splnit dvˇe hlavn´ı podm´ınky.


9

Obrázek 2.6: Mikrokontrolér PIC16F877 Prvn´ı podm´ınkou byla implementace podpory rozhran´ı RS232 a I 2 C uvnitˇr mikrokontroléru. Druhou podm´ınkou byla snadná dostupnost v´ yvojového prostˇred´ı. Obˇe tyto podm´ınky splnil mikrokontrolér PIC16F877 (obr. 2.6) od firmy Microchip. V následuj´ıc´ım textu této kapitoly bude mikrokontrolér popsán z hardwarového pohledu a z pohledu programátora bude popsán v kapitole 4, která se zab´ yvá programem v mikrokontroléru. Mikrokontrolér PIC16F877 má architekturu RISC (Reduced Instruction Set Computer), která je zaloˇzena na pˇredpokladu, ˇze frekvence pouˇz´ıván´ı sloˇzit´ ych instrukc´ı je tak malá, ˇze se nevyplat´ı pro nˇe pl´ ytvat plochou na ˇcipu a v pˇr´ıpadˇe potˇreby jsou nahrazeny posloupnost´ı jednoduch´ ych instrukc´ı. Instrukˇcn´ı sada obsahuje 35 jednoduch´ ych instrukc´ı. V´ ykon instrukce s v´ yjimkou komunikace s pamˇet´ı je jeden strojov´ y cyklus. Vnitˇrn´ı struktura mikrokontroléru je zobrazena na obr.2.7. Mikrokontrolér má celkem 33 vstupnˇe-v´ ystupn´ıch pin˚ u rozdˇelˇen´ ych do pˇeti port˚ u A aˇz E. Zápisem do konfiguraˇcn´ıch registr˚ u tˇechto port˚ u se urˇc´ı kter´ y pin jakého portu bude vstup a kter´ y pin bude v´ ystup. Piny portu A je moˇzno nakonfigurovat jako vstup A/D pˇrevodn´ıku nebo jako digitáln´ı vstupy ˇci v´ ystupy. Piny port˚ u B, C, a E je moˇzné nakonfigurovat jen jako digitáln´ı vstupy ˇci v´ ystupy. U portu B lze jeˇstˇe konfigurac´ı urˇcit, zda se budou k pin˚ um pˇripojovat zvyˇsovac´ı odpory. Mikrokontrolér má na svém ˇcipu pamˇet’ rozdˇelenou na pamˇet’ programu a na pamˇet’ dat. Pamˇet’ programu je typu FLASH a má velikost 8192B. K tomuto typu mikrokontroléru nelze pˇripojit extern´ı pamˇet’ programu jako napˇr. u mikrokontroléru ˇrady ’51, protoˇze by to v´ yraznˇe zpomalovalo v´ ykonáván´ı programu a ztratily by se v´ yhody RISC architektury. Pamˇet’ dat je rozdˇelena na dynamickou pamˇet’ RAM o velikosti 368B a na pamˇet’ typu EEPROM o velikosti 128B. Dynamická pamˇet’ RAM slouˇz´ı k uchovávan´ı dat bˇehem vykonáván´ı programu. Pokud dojde k v´ ypadku napájec´ıho napˇet´ı, data se z této pamˇeti ztrat´ı. Po restartu vynuceném nábˇehem napájec´ıho napˇet´ı se v pamˇeti RAM objev´ı náhodn´ y obsah log. nul a


Obrázek 2.7: Blokové schéma mikrokontroléru PIC16F877

10


11

jedniˇcek. Pamˇet’ EEPROM slouˇz´ı k uchován´ı dat i v pˇr´ıpadˇe, ˇze dojde k vypnut´ı napájec´ıho napˇet´ı, protoˇze pamˇet’ typu EEPROM nepotˇrebuje pro uchován´ı dat v sobˇe zapsan´ ych napájec´ı napˇet´ı. Mikrokontrolér PIC16F877 má dvˇe komunikaˇcn´ı rozhran´ı. Prvn´ı rozhran´ı je univerzáln´ı synchronn´ı – asynchronn´ı vys´ılaˇc – pˇrij´ımaˇc v katalogovém listu oznaˇcované jako USART 3 . Druhé rozhran´ı je synchronn´ı sériov´ y port, kter´ y lze na konfigurovat jako komunikaˇcn´ı rozhran´ı pro sbˇernici SPI

4

nebo I2 C. Rozhran´ı USART

lze nastavit pomoc´ı konfiguraˇcn´ıch registr˚ u jako plnˇe duplexn´ı asynchronn´ı systém, jehoˇz prostˇrednictv´ım mikrokontrolér m˚ uˇze komunikovat se zaˇr´ızen´ımi jako je osobn´ı poˇc´ıtaˇc. Dále lze rozhran´ı USART nakonfigurovat jako poloviˇcn´ı duplexn´ı synchronn´ı systém, kter´ ym mikrokontrolér m˚ uˇze komunikovat se zaˇr´ızen´ımi jako jsou A/D a D/A pˇrevodn´ıky, nebo sériové pamˇeti EEPROM apod. Rozhran´ı synchronn´ıho sériového portu lze nakonfigurovat pomoc´ı konfiguraˇcn´ıch registr˚ u bud’ jako rozhran´ı pro sbˇernici SPI nebo jako rozhran´ı pro sbˇernici I2 C. V obou moˇznostech se mikrokontrolér m˚ uˇze chovat na sbˇernici jako nadˇr´ızené ˇci podˇr´ızené zaˇr´ızen´ı. Obˇe sbˇernice se pouˇz´ıvaj´ı ke komunikaci s pamˇetmi, ovladaˇcemi displej˚ u a podobn´ ymi zaˇr´ızen´ımi. V centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotce bylo pouˇzito rozhran´ı pro sbˇernici I2 C, jehoˇz konfigurace je popsána v kapitole 4.2.5. Pˇri pouˇzit´ı sbˇernice I2 C je nutné pˇripojit mezi piny RC3, RC4 a napájen´ı zvyˇsovac´ı rezistory s hodnotou 1kΩ. 2.3.1.3

Obvod MAX232

Pro pˇrevod napˇet’ov´ ych u ´rovn´ı z TTL na V24 je pouˇzit obvod MAX232 v typickém zapojen´ı (obr. 2.8), které je uvedeno v katalogovém listu tohoto obvodu. U tohoto obvodu je velice d˚ uleˇzité si dávat pozor na typ obvodu, protoˇze kaˇzd´ y typ obvodu potˇrebuje ke své správné funkci extern´ı kondenzátory s r˚ uzn´ ymi hodnotami. V modelu byl pouˇzit obvod MAX232CPE s extern´ımi kondenzátory 1 µF . 2.3.1.4

DCC v´ ystup

DCC signál je generován mikrokontrolérem na pinech RC0 a RC1. Odtud je signál pˇriveden pˇr´ımo do galvanicky izolovaného vstupu zesilovaˇce, kter´ y tento signál v´ ykonovˇe zes´ıl´ı. Pokud na pinu RC0 je log.1, tak na pinu RC1 je log.0 a naopak. Odeb´ıran´ y proud z pin˚ u RC0 a RC1 je cca 2 mA. DCC signál generovan´ y mikrokontrolérem je v napˇet’ové u ´rovni TTL. 3 4

USART - Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter SPI - Serial Peripheral Interface


12

Obrázek 2.8: Typické zapojen´ı obvodu MAX232 2.3.1.5

Paraleln´ı sbˇ ernice

Paraleln´ı sbˇernice pˇripojuje proudové sn´ımaˇce k centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotce. V´ ybˇer proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u, které jsou pˇripojeny ke sbˇernici, se provád´ı pomoc´ı obvodu 74HCT154, coˇz je multiplexer 1 z 16. Multiplexer 74HCT154 ovládá sbˇernicové budiˇce 74HCT541 na deskách proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u. Rychlost pˇrenosu dat po paralen´ı sbˇernici je cca 10kHz. Vˇetˇs´ı frekvence nen´ı jednak ˇzádouc´ı, protoˇze by mohlo docházet k ruˇsen´ı vedlejˇs´ıch vodiˇc˚ u a jednak nen´ı tˇreba tak ˇcasto sb´ırat data z modelu.

2.3.2

DCC zesilovaˇ c

DCC zesilovaˇc je jednou z nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı ˇcást´ı ovládac´ı elektroniky modelu, bez které by nebylo moˇzné ovládat lokomotivy pohybuj´ıc´ı se po kolejiˇsti. DCC zesilovaˇc v´ ykonovˇe zesiluje DCC signál generovan´ y v centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotce a napáj´ı j´ım celé kolejiˇstˇe. Protoˇze se po kolejiˇsti budou pohybovat pouze dvˇe lokomotivy staˇc´ı, aby minimáln´ı dostateˇcn´ y v´ ykon dodávan´ y do kolejiˇste byl 24 W tj. aby pˇri 12 V DC mohl b´ yt odbˇer proudu 2 A. Vzhledem k tomu, ˇze na internetu bylo nalezeno hned nˇekolik zaj´ımav´ ych volnˇe ˇs´ıˇriteln´ ych zapojen´ı DCC zesilovaˇc˚ u, nebylo tˇreba vym´ yˇslet u ´plnˇe nové zapojen´ı. Jako nejv´ıce vyhovuj´ıc´ı zapojen´ı bylo vybráno elektrické schéma, které vytvoˇril Dipl. Ing. Stefan Haack. Toto zapojen´ı je sloˇzeno ze ˇctyˇr funkˇcn´ıch ˇcást´ı. Prvn´ı ˇcást´ı jsou galvanicky oddˇelené signálové vstupy (obr. 2.9) DCC signálu , kter´ y pˇricház´ı z centráln´ı ˇr´ıdic´ı


13

jednotky. Pro galvanické oddˇelen´ı signálu byly pouˇzity optoˇcleny 6N137. V´ yhodou tˇechto optoˇclen˚ u je, ˇze v´ ystup je pˇr´ımo v napˇet’ové u ´rovni TTL a jsou schopny pˇrenáˇset signál o frekvenci nˇekolika jednotek MHz.

Obrázek 2.9: Vstupy DCC zesilovaˇce Dalˇs´ı funkˇcn´ı ˇcást´ı DCC zesilovaˇce je m˚ ustkov´ y zesilovaˇc L6203 (obr. 2.10) spolu s extern´ımi kondenzátory C1 aˇz C3 a odporem R5. Obvod L6203 je tvoˇren ˇctveˇric´ı unipolárn´ıch v´ ykonov´ ych tranzistor˚ u zapojen´ ych do m˚ ustku a logick´ ymi obvody, které sp´ınaj´ı dané tranzistory podle signál˚ u na vstupech IN1 a IN2. Souˇcást´ı obvodu L6203 je i v´ ystup SENSE, kter´ y je ve skuteˇcnosti v´ ykonov´ ym vstupem tranzistorového m˚ ustku. Mezi tento v´ ystup a zem je pˇripojen rezistor R5 slouˇz´ıc´ı k sn´ıman´ı velikosti odeb´ıraného proudu obvodem L6203. Pokud je hodnota proudu vˇetˇs´ı neˇz 2,5 A, vytvoˇr´ı se na rezistoru napˇet´ı, které sepne tranzistor T1. Sepnut´ y tranzistor T1 pˇrivede na pin RB3 mikrokontroléru PIC16F84 zem tj. log.0 a t´ım signalizuje mikrokontroléru PIC16F84 v´ ykonové pˇret´ıˇzen´ı v´ ystupu zesilovaˇce. Mikrokontrolér okamˇzitˇe odpoj´ı v´ ystup obvodu L6203 od zdroje napˇet´ı pomoc´ı vstupu ENABLE. Tˇret´ı funkˇcn´ı ˇcást´ı DCC zesilovaˇce je mikrokontrolér PIC16F84. Mikrokontrolér má v zapojen´ı DCC zesilovaˇce dvˇe základn´ı funkce. Prvn´ı základn´ı funkc´ı je kontrola pˇr´ıtomnosti DCC signálu na vstupu zesilovaˇce. V pˇr´ıpadˇe, ˇze na vstupu zesilovaˇce nen´ı ˇzádn´ y signál, tak pomoc´ı vstupu ENABLE obvodu L6203 odpoj´ı v´ ystup zesilovaˇce od napájec´ıho zdroje. Druhou základn´ı funkc´ı je odpojen´ı v´ ystupu zesilovaˇce od napájec´ıho zdroje v pˇr´ıpadˇe v´ ykonového pˇret´ıˇzen´ı v´ ystupu DCC zesilovaˇce. Program uvnitˇr mikrokontroléru se skládá pouze z detekce hran na vstupu


14

Obrázek 2.10: M˚ ustkov´ y zesilovaˇc L6203 RB0, v pˇr´ıpadˇe detekce DCC signálu a detekce hran vstupu RB3 v pˇr´ıpadˇe detekce v´ ykonového pˇret´ıˇzen´ı zesilovaˇce. Pokud DCC zesilovaˇc pracuje správnˇe, je rozsv´ıcena pouze LED ˇc.1, pokud nen´ı signál na vstupu DCC zesilovaˇce sv´ıt´ı LED ˇc.1 i LED ˇc.2. V pˇr´ıpadˇe, ˇze nastalo v´ ykonové pˇret´ıˇzen´ı v´ ystupu zesilovaˇce rozsv´ıt´ı se LED ˇc.2 a LED ˇc.1 zhasne. Posledn´ı funkˇcn´ı ˇcást´ı jsou dva stabilizované napˇet’ové zdroje. Prvn´ı napˇet’ov´ y zdroj, na jehoˇz v´ ystupu je +15 V DC, slouˇz´ı k napájen´ı obvodu L6203 a druh´ y zdroj, jehoˇz v´ ystupn´ı napˇet´ı je +5 V DC, slouˇz´ı k napájen´ı mikrokontroléru PIC16F84 a optoˇclen˚ u 6N137.

2.3.3

Proudov´ e sn´ımaˇ ce

Proudové sn´ımaˇce (obr.2.11) jsou jedn´ım z nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ıch prvk˚ u zpˇetné vazby modelu ˇzeleznice. Poskytuj´ı totiˇz informaci o tom, kter´ y u ´sek kolejiˇstˇe je obsazen a kter´ y nen´ı. V modelu ˇzeleznice bylo pouˇzito celkem 54 proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u. Kaˇzd´ y sledovan´ y u ´sek kolejiˇstˇe má svoji vnˇejˇs´ı kolej elektricky izolovanou od sousedn´ıho u ´seku. Kaˇzdá tato vnˇejˇs´ı kolej je extra napájena z DCC zesilovaˇce pˇres dva páry usmˇerˇ novac´ıch diod, které jsou v˚ uˇci sobˇe antiparalelnˇe zapojeny. Pokud napˇr. lokomotiva vjede do hl´ıdaného u ´seku, uzavˇre se pˇres motor elektrick´ y obvod tvoˇren´ y motorem lokomotivy, kolejemi, sn´ımac´ımi usmˇerˇ novac´ımi diodami a DCC zesilovaˇcem. Na sn´ımac´ıch usmˇerˇ novac´ıch diodách vznikne u ´bytek napˇet´ı. Paralelnˇe k tˇemto usmˇerˇ novac´ım diodám je pˇripojen vstup optoˇclenu TLP627-4, kter´ y


15

pˇri vzniku u ´bytku napˇet´ı na usmˇerˇ novac´ıch diodách sepne sv˚ uj v´ ystupn´ı tranzistor. Sepnut´ım v´ ystupn´ıho tranzistoru optoˇclenu se na vstup sbˇernicového budiˇce 74HCT541 pˇrivede napˇet´ı +5 V znamenaj´ıc´ı log.1.

Obrázek 2.11: Schéma proudového sn´ımaˇce Vzhledem k vysokému poˇctu pouˇzit´ ych sn´ımaˇc˚ u v modelu ˇzeleznice byly proudové sn´ımaˇce rozdˇeleny do skupin po osmi sn´ımaˇc´ıch. Kaˇzdá skupina sn´ımaˇc˚ u je na jedné desce, která je pˇripojena paraleln´ı sbˇernic´ı k centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotce a zároveˇ n je z n´ı napájena. Jeden proudov´ y sn´ımaˇc se skládá ze tˇr´ı ˇcást´ı, sn´ımac´ı ˇcásti: pˇrevodn´ı ˇcásti a v´ ystupn´ı ˇcásti. Sn´ımac´ı ˇcást je tvoˇrena dvojic´ı páru antiparalelnˇe zapojen´ ych usmˇerˇ novac´ıch diod 1N5408, na kter´ ych pˇri pr˚ uchodu proudu vzniká u ´bytek napˇet´ı cca 1,2 − 1,4 V. K tˇemto antiparalelnˇe zapojen´ ym usmˇerˇ novac´ım diodám je paralelnˇe pˇres rezistor 39 Ω pˇripojen vstup optoˇclenu TLP627-4. Vstup toho optoˇclenu tvoˇr´ı dvˇe antiparalelnˇe zapojené LED diody, kter´ ymi protéká proud cca 20 mA. Maximáln´ı propustn´ y proud usmˇerˇ novac´ımi diodami 1N5408 je 3 A a u ´bytek napˇet´ı na jedné usmˇerˇ novac´ı diodˇe pˇri tomto proudu je 1,5 V . Pokud by poˇzadovan´ y propustn´ y proud usmˇern ˇovac´ımi diodami byl vˇetˇs´ı, lze tyto usmˇerˇ novac´ı diody zamˇenit za jin´ y v´ ykonˇejˇs´ı typ. Pˇrevodn´ı ˇcást se skládá z optoˇclenu a RC ˇclánku pˇripojeného na v´ ystup optoˇclenu. Kdyˇz vstupem optoˇclenu zaˇcne protékat proud cca 20 mA, sepne se v´ ystupn´ı tranzistor optoˇclenu. Protoˇze vstupn´ı napˇet´ı má obdéln´ıkov´ y pr˚ ubˇeh a procház´ı obˇema polaritami, docház´ı na v´ ystupu ke kmitán´ı v´ ystupn´ıho napˇet´ı optoˇclenu. Toto kmitán´ı je nepˇr´ıpustné. Mohlo by se totiˇz stát, ˇze pˇresnˇe v momentu, kdy bude napˇet´ı na sn´ımac´ıch usmˇerˇ novac´ıch diodách procházet nulou, bude se odeˇc´ıtat hodnota na v´ ystupu sn´ımaˇce. Odeˇc´ıtaná hodnota bude v tento moment log.0, protoˇze u ´bytek napˇet´ı na sn´ımac´ıch usmˇerˇ novac´ıch diodách bude nulov´ y a vstupem optoˇclenu nepoteˇce ˇzádn´ y proud. Následkem toho bude v´ ystup optoˇclenu zavˇren´ y a vstup sbˇernicového budiˇce bude uzemˇen pˇres rezistor na zem. Proto je na v´ ystup dán jeˇstˇe kon-


16

denzátor 50 µF , kter´ y vyfiltruje tyto kmity a zabezpeˇc´ı tak log.1 po celou dobu, kdy ˇ na sn´ımac´ıch usmˇerˇ novac´ıch diodách je u ´bytek napˇet´ı. Casov´ a konstanta RC ˇclánku je 5 ms. V´ ystupn´ı ˇcást´ı proudového sn´ımaˇce je sbˇernicov´ y budiˇc 74HCT541, jehoˇz v´ ystup je tˇr´ıstavov´ y tj. log.0 , log.1 a stav vysoké impedance. Log.0 je reprezentována napˇet´ım do 0,8 V a log.1 napˇet´ım od 3,5 V - 5 V . Vˇsech osm proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u je pˇripojeno pˇres sbˇernicov´ y budiˇc na paraleln´ı sbˇernici o ˇs´ıˇrce 8 bit˚ u. K paraleln´ı sbˇernici je pˇripojeno celkem sedm desek proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u. V´ ybˇer, ze které desky se budou ˇc´ıst v´ ystupy proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u se provád´ı pomoc´ı multiplexeru 74HCT154, kter´ y bud’ pˇripoj´ı v´ ystup sbˇernicového budiˇce ke sbˇernici nebo ho odpoj´ı tj. ho uvede do stavu vysoké impedance. Frekvence pˇripojován´ı jednotliv´ ych desek ke sbˇernici je cca 100 µs.

2.3.4

Ovl´ ad´ an´ı v´ yhybek

Deska ovládán´ı v´ yhybek je principiálnˇe velice jednoduchá. Skládá se ze vstupnˇev´ ystupn´ıho expandéru PCF8574P, kter´ y pˇres galvanické oddˇelen´ı ovládá v´ ystupn´ı relé. Relé sv´ ym sepnut´ım ˇci rozepnut´ım kontakt˚ u pak pˇrivede bud’ kladnou nebo zápornou polaritu napˇet´ı na vstup pˇrestavn´ık˚ u v´ yhybek. Schéma desky ovládan´ı v´ yhybek je uvedeno v pˇr´ıloze A na str.4. Ovládán´ı v´ yhybek funguje tak, ˇze centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotka po sbˇernici I 2 C poˇsle pˇr´ıkaz vstupnˇe-v´ ystupn´ımu expandéru PCF8574AP, které v´ ystupy má nastavit do stavu log.1 a které do stavu log.0. Nastaven´ım v´ ystupu expandéru do stavu log.1 nastane situace, kdy vstup optoˇclenu TLP627-4 je pˇripojen mezi v´ ystupn´ı napˇet´ı expandéru a napájec´ı napˇet´ı +5 V . Protoˇze v´ ystupn´ı napˇet´ı expandéru je +5 V , vstupem optoˇclenu neprocház´ı ˇzádn´ y proud a v´ ystup optoˇclenu a relé jsou v základn´ı pozici. Nastaven´ım v´ ystupu expandéru do stavu log.0 zaˇcne vstupem optoˇclenu procházet proud, protoˇze vstup optoˇclenu je sepnut´ım v´ ystupn´ıho tranzistoru expandéru pˇripojen mezi napájec´ı napˇet´ı +5 V a zem. Proud protékaj´ıc´ı vstupem optoˇclenu je omezen rezistorem na cca 10 mA. Pr˚ uchodem proudu vstupem optoˇclenu se sepne v´ ystupn´ı tranzistor optoˇclenu a t´ım zaˇcne c´ıvkou relé procházet proud. C´ıvka sepne reléové kontakty a zmˇen´ı polaritu napˇet´ı na pˇrestavn´ıku v´ yhybky a t´ım polohu v´ yhybky. V´ ystupn´ım tranzistorem optoˇclenu procház´ı proud 50 mA, kter´ y je dan´ y pouze odporem c´ıvky relé. V´ ykonová ztráta na v´ ystupn´ım tranzistoru optoˇclenu nen´ı zanedbatelná, ale nevyˇzaduje v laboratorn´ıch podm´ınkách ˇzádné pˇr´ıdavné chlazen´ı. Kontakty relé jsou dimenzovány aˇz na proud 10 A, ale tento proud jimi nebude kromˇe zkratu protékat. Pˇri normáln´ı provozu pˇrestavn´ık˚ u je nejvyˇsˇs´ı moˇzn´ y proud 1 A a to v pˇr´ıpadˇe, ˇze motorek pˇrestavn´ıku bude zabrˇzdˇen a nebude


17

se moci roztoˇcit. Deska ovládán´ı v´ yhybek má dvˇe nezávislá napájen´ı. Prvn´ı napájec´ı napˇet´ı je +5 V , které je pˇrivedeno z centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky. T´ımto napˇet´ım je napájen expandér PCF8574P a vstupn´ı ˇcást optoˇclenu TLP627-4. Celkov´ y maximáln´ı odb´ıran´ y proud je cca 200 mA. Pˇri tomto proudu jsou vˇsechny v´ ystupy expandéru ve stavu log.0. Druh´ ym napájec´ım napˇet´ım je +12 V , které slouˇz´ı k napájen´ı reléov´ ych c´ıvek a pˇrestavn´ık˚ u v´ yhybek. Celkov´ y odeb´ıran´ y proud ze zdroje +12 V je závisl´ y na poˇctu sepnut´ ych relé a na momentu, jestli se nˇekterá z v´ yhybek nepˇrestavuje. Maximáln´ı pr˚ umˇern´ y namˇeˇren´ y proud pˇri pˇrestavován´ı vˇsech v´ yhybek byl 5 A.

2.3.5

Semafory

V modelu ˇzeleznice je pouˇzito celkem 12 semafor˚ u, které maj´ı ˇctyˇri svˇetla. Vˇzdy jedna dvojice semafor˚ u je ovládána jedn´ım vstupnˇe-v´ ystupn´ımi expandérem PCF8574P. Kaˇzdé svˇetlo je reprezentováno jednou LED diodou, ktrérá je pˇripojena pˇres ochrann´ y rezistor mezi napájec´ı napˇet´ı expandéru a v´ ystup expandéru. Maximáln´ı proud diodou je cca 2mA. Komunikace mezi centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotkou a deskou ovládán´ı semafor˚ u prob´ıhá po sbˇernici I 2 C. Napájen´ı semafor˚ u se provád´ı pˇr´ımo z centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky, kde je um´ıstˇen stabilizovan´ y zdroj +5V slouˇz´ıc´ı právˇe pro napájen´ı periferi´ı pˇripojen´ ych k centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotce.

2.3.6

Nap´ ajen´ı modelu ˇ zeleznice

Protoˇze model se nacház´ı v laboratoˇri bylo rozhodnuto, ˇze se vyuˇzije napˇet’ov´ ych zdroj˚ u um´ıstˇen´ ych ve stolech, které jsou v laboratoˇri. Model je tedy napájen stejnosmˇern´ ym napˇet´ımi +15V , +12V a +24V .

Kapitola 3 Programov´ an´ı PIC16F84 3.1

Programov´ an´ı PIC16F84

Tato kapitola je vˇenována popisu programu, kter´ y je v mikrokontroléru PIC16F84 um´ıstˇeném v DCC zesilovaˇci. Kromˇe popisu programu jsou tu uvedeny i potˇrebné informace k jeho napsán´ı. K naprogramován´ı mikrokontroléru PIC16F84 byl pouˇzit programátor PICCOLO od firmy ASIX a programovac´ı prostˇred´ı UIP od firmy Microchip. Kompletn´ı informace o mikrokontroléru PIC16F84 jsou uvedeny v katalogovém listu uloˇzeném na CD, které je souˇcást´ı této diplomové práce. Na CD je rovnˇeˇz uloˇzeno i programovac´ı prostˇred´ı UIP.

3.1.1


Mikrokontrolér PIC16F84 je vhodn´ y pouze na jednoduché funkce jako je generován´ı PWM signálu, ˇcasovac´ı funkce nebo pro sériovou komunikaci. Má 13 vstupnˇe v´ ystupn´ıch pin˚ u, kde kaˇzd´ y pin lze nakonfigurovat bud’ jako vstup nebo v´ ystup a to zápisem do registru T risa u portu A a u portu B do registru T risb. Pamˇet’ mikrokontroléru je rozdˇelena na pamˇet’ programu a na pamˇet’ dat. Pamˇet’ programu, která je typu FLASH, má velikost 1 kB. Pamˇet’ dat je dále rozdˇelena na pamet’ typu RAM a pamˇet’ typu EEPROM. Pamˇet’ RAM slouˇz´ı k doˇcasnému ukládan´ı dat, tj. kdyˇz dojde k v´ ypadku napájec´ıho napˇet´ı, ztrat´ı se vˇsechna data. Pamˇet’ typu EEPROM se pouˇz´ıvá k trvalému uloˇzen´ı dat tj. kdyˇz dojde k v´ ypadku dat, tak se vˇsechna uloˇzená data uchovaj´ı v pamˇeti. Velikost pamˇeti RAM je 68 B a velikost pamˇeti EEPROM je 64 B. Maximáln´ı hodinov´ y kmitoˇcet mikrokontroléru je 10MHz, ale v zapojen´ı DCC zesilovaˇce je hodinov´ y kmitoˇcet 4MHz. Délka jednoho strojového cyklu je rovna 1/4 pˇrevrácené hodnoty hodinového kmitoˇctu. Pˇri kmitoˇctu 4MHz je délka strojového cyklu rovna 1 µs. U mikrokontroléru se vyskytuje operaˇcn´ı registr, kter´ y je oznaˇcován p´ısmen W . Pˇres tento registr, kter´ y nemá definovanou

18

´ Í PIC16F84 KAPITOLA 3. PROGRAMOVAN

19

adresu, se provádˇej´ı veˇskeré aritmeticko-logické operace a pˇresuny dat mezi registry a pamˇet´ı a opaˇcnˇe. Velice d˚ uleˇzitou souˇcást´ı mikrokrontroléru je registr Status, kde se uchovávaj´ı pˇr´ıznaky charakterizuj´ıc´ı stav programu. Dále mikrokontrolér obsahuje jeden watchdog a jeden ˇcasovaˇc TMR0. Protoˇze ˇcasovaˇc TMR0 je pouze 8-bitov´ y, je souˇcást´ı mikrokontroléru pˇreddˇeliˇcka hodinového kmitoˇctu, která se nechá bud’ pˇripojit pˇred ˇcasovaˇc nebo pˇred watchdog.

3.1.2


Program v mikrokontroléru PIC16F84 slouˇz´ı k hl´ıdan´ı pˇr´ıtomnosti DCC signálu na vstupu DCC zesilovaˇce. V pˇr´ıpadˇe, ˇze na vstupu zesilovaˇce nen´ı pˇr´ıtomen pulsn´ı signál s minimáln´ı frekvenc´ı 1kHz, mikrokontrolér zmˇen´ı stav pinu RB3 z log.1 na log.0 a t´ım odpoj´ı v´ ystup m˚ ustkového zesilovaˇce L6023 od napájec´ıho napˇet´ı. Tento stav je signalizován dvojic´ı LED, které jsou rozsv´ıceny. Dále program slouˇz´ı k odpojen´ı v´ ystupu zesilovaˇce v pˇr´ıpadˇe, ˇze v´ ystup zesilovaˇce je v´ ykonovˇe pˇret´ıˇzen. Tento stav je opˇet signalizován dvojic´ı LED, pˇriˇcemˇz LED ˇc.2 je rozsv´ıcena a LED ˇc.1 je zhasnuta. V pˇr´ıpadˇe, ˇze DCC zesilovaˇc pracuje správnˇe, je rozsv´ıcena LED ˇc.1 a LED ˇc.2 je zhasnuta. Pokud na vstupu DCC zesilovaˇce nen´ı signál, jsou rozsv´ıceny obˇe dvˇe LED diody. Vzhledem k tomu, ˇze program v mikrokontroléru vyuˇz´ıvá pˇreruˇsen´ı od nábˇeˇzné hrany na pinu RB0, bude nejdˇr´ıve popsán zp˚ usob obsluhy pˇreruˇsen´ı a jeho povolen´ı. Pokud nastane situace, která vyvolá pˇreruˇsen´ı, mikrokontrolér provede rozpracovanou instrukci. Potom si uloˇz´ı do zásobn´ıku adresu momentáln´ıho m´ısta v programu, kde se zrovna nacház´ı, a skoˇc´ı na adresu 0x04h v pamˇeti programu. Na této adrese se nacház´ı poˇcátek programu, kter´ y obsluhuje vzniklé pˇreruˇsen´ı. Pˇri pˇrechodu mikrokontroléru na obsluhu události, jeˇz vyvolala pˇreruˇsen´ı, se neuchovává obsah pracovn´ıho registru W a registru Status. Proto je nutné hned na zaˇcátku programu obsluhuj´ıc´ıho pˇreruˇsen´ı si obsah tˇechto registr˚ u uchovat v pamˇeti dat jak ukazuje n´ıˇze uvedená ˇcást kódu. INTSIG movwf MEM_W movf

STATUS,W

movwf MEM_STAT . Vzhledem k tomu, ˇze mikrokontrolér má pouze jednu adresu, na kterou pˇrecház´ı v pˇr´ıpadˇe vzniku jakéhokoliv pˇreruˇsen´ı, je dále nutné na zaˇcátku urˇcit o jak´ y typ pˇreruˇsen´ı se jedná tj. mus´ı se pomoc´ı test˚ u jednotliv´ ych bitu v registru Intcon


20

zjistit, která událost vyvolala pˇreruˇsen´ı a tuto událost zpracovat. Prioritu událost´ı si programátor stanovuje sám, podle toho v jakém sledu seˇrad´ı testovac´ı podm´ınky jednotliv´ ych bit˚ u. Na konci obsluhy pˇreruˇsen´ı se mus´ı opˇet vrátit uschovan´ y obsah registr˚ u W a ST AT U S z doby pˇred pˇreruˇsen´ım do registr˚ u W a ST AT U S, coˇz se provede následuj´ıc´ım kódem. . movf

MEM_STAT,W

movwf STATUS swapf MEM_W,F swapf MEM_W,W retfie Program v mikrokontroléru vyuˇz´ıvá obsluhy pˇreruˇsen´ı vyvolané nábˇeˇznou hranou na pinu RB0. Toto pˇreruˇsen´ı se nastav´ı pomoc´ı nˇekolika d˚ uleˇzit´ ych bit˚ u v registrech Option reg a Intcon. V registru Option reg nastav´ıme bit 6 na hodnotu log.1, tj. bude povoleno pˇreruˇsen´ı od nábˇeˇzné hrany na pinu RB0. V registru INTCON nastav´ıme bity GIE, INTE na hodnotu log.1. Pˇri inicializaci je nutné bit INTF v registru Intcon vynulovat. Ostatn´ı bity registru Intcon, které se net´ ykaj´ı pˇreruˇsen´ı od nábˇeˇzné hrany, se taky vynuluj´ı, protoˇze jejich funkce nejsou v programu pouˇzity. Vlastn´ı program se skládá z inicializace, hlavn´ı programové smyˇcky a z pˇreruˇsen´ı. Pˇri inicializaci se porty A a B vynuluj´ı. Piny RB0, RB1, RB6 a RB7 portu B se nastav´ı zápisem hodnoty 0x63h do registru T risb jako vstupy. Ostatn´ı piny portu B jsou nastaveny jako v´ ystupy. Piny portu A se nastav´ı zápisem hodnoty 0x00 do registru T risa jako v´ ystupy. Dále se v inicializaci nastaven´ım pˇr´ısluˇsn´ ych bit˚ u registrech Option reg a Intcon nastav´ı a inicializuje pˇreruˇsen´ı od nábˇeˇzné hrany na pinu RB0. Hlavn´ı program je tvoˇren smyˇckou, která se vykonává neustále dokola. Bˇehem n´ı se testuje pin RB3 na portu B a bity v pamˇet’ové registru Intb. V pˇr´ıpadˇe pozitivn´ıho testu se odskoˇc´ı na obslouˇzen´ı daného stavu, kter´ y je reprezentován pozitivn´ım testem. V pamˇet’ovém registru Intb se testuje zda bit 0 nen´ı ve stavu log.0. Pokud je bit je ve stavu log.0, tak je vˇse v poˇrádku, protoˇze na pinu RB0 se objevila nábˇeˇzná hrana od doby posledn´ı kontroly. Mikrokontrolér pˇreskoˇc´ı následuj´ıc´ı instrukci a neguje testovan´ y bit. V pˇr´ıpadˇe, ˇze se tak nestalo, je bit v log.1 a to zp˚ usob´ı odskok na rozsv´ıcen´ı obou LED na pinech RB3 a RB4. Vynulovan´ı bitu 0 v registru Intb se provád´ı v obsluze pˇreruˇsen´ı, které vzniklo na základˇe nábˇeˇzné hrany na pinu RB0.

Kapitola 4 Programov´ an´ı PIC16F877 4.1


Z hlediska hardwaru byl mikrokontrolér jiˇz popsán v kapitole 2.3.1.2. Mikrokontrolér PIC16F877 byl programován pomoc´ı programátoru MPLAB-ICD od firmy ASIX a v´ yvojového prostˇred´ı MPLAB 5.7. V´ yvojové prostˇred´ı je uloˇzeno na CD, které je souˇcást´ı diplomové práce.

4.2


V programu se vyuˇz´ıvá pˇreruˇsen´ı, asynchronn´ı sériové komunikace a sériové synchronn´ı komunikace po sbˇernici I 2 C. Princip obsluhy pˇreruˇsen´ı je stejn´ y jako u mikrokontroléru PIC16F84.

4.2.1

Organizace pamˇ eti RAM

Velikost pamˇeti RAM je 368B, ale tato pamˇet’ nejde adresovat celá najednou. Proto je datová pamˇet’ rozdˇelena do ˇctyˇr registrov´ ych bank v nichˇz jsou jiˇz jednotlivá pamˇet’ová m´ısta pˇr´ımo adresovatelné. Pomoc´ı bitu RP1 a RP0 v registru Status se urˇc´ı, která registrová banka se bude adresovat. Protoˇze je nutné, aby nˇekteré ˇr´ıdic´ı registry byly pˇr´ıstupné bez nutnosti pˇrep´ınat registrové banky, maj´ı tyto registry nˇekolik absolutnˇe adresovateln´ ych adres.

4.2.2

Nepˇ r´ım´ e adresov´ an´ı

K pˇr´ıstupu do pamˇet’i dat typu RAM lze kromˇe pˇr´ımého adresovan´ı pouˇz´ıt i nepˇr´ımé adresován´ı. K nepˇr´ımému adresován´ı se pouˇz´ıvaj´ı dva registry - registr Indf a F sr a bit 7 v registru Status. Registr Indf je fiktivn´ı tj. nelze ho nijak adresovat.

21


22

Prostˇrednictv´ım registru Indf se zapisuje hodnota do pamˇet’ového m´ısta daného obsahem registru F sr a bitem 7 v registru Status (viz. následuj´ıc´ı ˇcást kódu). Stejn´ y zp˚ usobem se i ˇcte hodnota z pamˇeti. MOVLW

0x20

;pocatecni adresa v pameti dat

MOVWF

FSR

;vlozeni do FSR

CLRFR

INDF

;nulovani pameti

INCF

FSR,F

;inkrementace FSR

BTFSS

FSR,4

;test 4.bitu FSR

GOTO

NEXT

NEXT

CONTINUE .

4.2.3

Konfigurace pˇ reruˇ sen´ı

Poˇcáteˇcn´ı adresa programu obsluhuj´ıc´ı pˇreruˇsen´ı je 0x04h. Povolen´ı pˇreruˇsen´ı se provede nastaven´ım bitu GIE v registru Intcon na hodnotu log.1. Dále se je nutné povolit pˇreruˇsen´ı periferi´ı, coˇz se provede nastaven´ım log.1 v bitu PEIE v registru Intcon. bsf INTCON,GIE bsf INTCON, PEIE

4.2.4

Konfigurace USART

Pˇred konfigurac´ı asynchronn´ıho sériového pˇrenosu známeho pˇredevˇs´ım jako RS232 je vhodné vˇedˇet, v jakém formátu vys´ılaˇc pˇr´ıjmá data a jakou rychlost´ı. V pˇr´ıpadˇe modelu ˇzeleznice komunikace prob´ıhá ve formátu 1 start-bit, 8 datov´ ych bit˚ u, 1 stop-bit a bez parity. Rychlost pˇrenosu je 9600 baud/s. Z urˇcené rychlosti pˇrenosu ˇ se podle tabulky v katalogovém listu urˇc´ı hodnota ˇcasovaˇce. Casovaˇ c slouˇz´ı k urˇcen´ı rychlosti vys´ılán´ı bitu po sériové lince. V pˇr´ıpadˇe modelu ˇzeleznice je to hodnota 0x81h a tato hodnota se zap´ıˇse do registru Spbrg. Dále je nutné nastavit vys´ılán´ı dat. Zápisem hodnoty 0x24h do registru T xsta se nastav´ı osmibitová ˇs´ıˇrka dat, asynchronn´ı vys´ılán´ı, povol´ı se vys´ılán´ı a inicializuje se vys´ılac´ı buffer. Po nastaven´ı vys´ılan´ı se nastav´ı pˇrij´ımaˇc asynchronn´ıho sériového kanálu. Zápisem hodnoty 0x90h do registru Rcsta se povol´ı pˇr´ıjem a vys´ılán´ı dat na pinech RC6 a RC7, nastav´ı se pˇr´ıjem osmi datov´ ych bit˚ u, povol´ı se kontinuáln´ı pˇr´ıjem dat po sériové lince a inicializuje se pˇrij´ımaˇc. Jelikoˇz lze dokonˇcen´ım pˇr´ıjmu dat ze sériové linky ˇci ukonˇcen´ım vys´ılán´ı dat na sériovou linku vyvolat pˇreruˇsen´ı, mus´ı se nastavit jeˇstˇe bity TXIE


23

a RCIE v registru P ie1. Bit TXIE se nastav´ı do stavu log.0, protoˇze se nepouˇz´ıvá pˇreruˇsen´ı k vys´ılan´ı dat po sériové lince a bit RCIE se nastav´ı na hodnotu log. 1, protoˇze se pouˇz´ıvá pˇreruˇsen´ı vznikaj´ıc´ı pˇr´ıjmem 1B dat. Pokud by se nepouˇz´ıvalo pˇreruˇsen´ı u pˇrijmu dat, doˇslo by bud’ k zablokován´ı celého ˇr´ızen´ı modelu nebo by doˇslo ke ztrátˇe dat pˇri pˇrenosu z nadˇr´ızeného systému, coˇz nen´ı pˇr´ıpustné.

4.2.5

movlw

0x81

; nastaveni rychlosti - 9600 Baud

movwf

SPBRG

;

movlw

0x24

;

movwf

TXSTA

;

bcf

STATUS,RP0

; nastaveni registrove banky 0

movlw

0x90

; nastaveni prijimani

movwf

RCSTA

;

bsf

STATUS,RP0

; nastaveni prvni registrove banky

bcf

PIE1,TXIE

; zakazani preruseni vysilani

bsf

PIE1,RCIE

; povoleni preruseni prijimani

bsf

INTCON,GIE

;

bsf

INTCON,PEIE

; povoleni periferijni preruseni

bcf

STATUS,RP0

;

nastaveni vysilani

Konfigurace I 2 C

Sbˇernice I 2 C (Inter Integrated Circuit) je dvouvodiˇcovou sériovou sbˇernic´ı. Tuto sbˇernici vyvinula firma Philips pro komunikaci integrovan´ ych obvod˚ u. Standardn´ı komunikaˇcn´ı rychlost je do 100kb/s. V reˇzimu fast lze dosáhnout rychlosti aˇz 400kb/s. V reˇzimu high-speed lze dosáhnout rychlosti aˇz 3.4Mb/s (verze 2.0). Sbˇernice se skládá ze dvou vodiˇc˚ u - SDA (Serial Data) a SCL (Serial Clock). V nejjednoduˇsˇs´ım pˇr´ıpadˇe je na sbˇernici jedno zaˇr´ızen´ı MASTER a jedno nebo v´ıce zaˇr´ızen´ı SLAVE. Zaˇr´ızen´ı, které pracuje jako MASTER, ˇr´ıd´ı sbˇernici. Pokud si zaˇr´ızen´ı MASTER pˇreje zahájit komunikaci, vyˇsle nejprve 7-bitovou adresu c´ılového zaˇr´ızen´ı a bit reˇzimu komunikace. Zaˇr´ızen´ı SLAVE poslouchaj´ı na sbˇernici. Pokud nˇekteré zaˇr´ızen´ı SLAVE zjist´ı, ˇze byla zaˇr´ızen´ım MASTER vyslána jeho adresa, potvrd´ı pˇrijet´ı pomoc´ı signálu -ACK (pˇridrˇz´ı SDA ve stavu L) po dobu devátého hodinového impulzu. Pokud je bit reˇzimu komunikace nastaven na 1, bude se ze zaˇr´ızen´ı SLAVE ˇc´ıst. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe bude proveden zápis. Na zaˇcátku kaˇzdé komunikace vys´ılá zaˇr´ızen´ı MASTER start sekvenci. Na konci komunikace potom zaˇr´ızen´ı MASTER vyˇsle stop sekvenci. Stav vodiˇce SDA je moˇzné mˇenit pouze tehdy, pokud je vodiˇc SCL ve stavu L. Pokud je vodiˇc SCL ve stavu H, povaˇzuje se stav na vodiˇci SDA za platná data. V´ yjimku z tohoto pravidla tvoˇr´ı


24

pouze start sekvence a stop sekvence. Zaˇr´ızen´ı jsou na sbˇernici pˇripojena pomoc´ı elektronick´ ych. obvod˚ u v zapojen´ı ´ open-collector. Uroveˇ n H je na sbˇernici v klidovém stavu tvoˇrena up´ınac´ımi rezistory, které jsou pˇripojeny na napájec´ı napˇet´ı. To znamená, ˇze kterékoliv zaˇr´ızen´ı m˚ uˇze ovlivˇ novat stav na vodiˇc´ıch SDA a SCL bez nebezpeˇc´ı zniˇcen´ı jiného zaˇr´ızen´ı. Této pˇrednosti se také vyuˇz´ıvá pro ˇr´ızen´ı toku dat. Pokud dojde pˇri komunikaci dvou zaˇr´ızen´ı k tomu, ˇze jedno zaˇr´ızen´ı je zaneprázdnˇeno a nem˚ uˇze pokraˇcovat v komunikaci, pˇridrˇz´ı stav vodiˇce SCL na u ´rovni L a t´ım signalizuje stav wait. Komunikace je pozastavena a pokraˇcuje se aˇz po uvolnˇen´ı vodiˇce SCL. V klidovém stavu je na sbˇernici napˇet´ı +5 V . Komunikace na sbˇernici I 2 C se zaháj´ı start podm´ınkou (obr. 4.1), kdy se signál SCL ponechá na napˇet´ı +5 V a provede se staˇzen´ı signálu SDA k nule, nakonec se stáhne k nule i signál SCL.

Obrázek 4.1: Poˇcáteˇcn´ı podm´ınka komunikace na sbˇernici I 2 C Komunikace na sbˇernici I 2 C se ukonˇc´ı nastaven´ı signálu SDA na +5 V pˇri nastaveném signálu SCL na +5 V (obr. 4.2). Nˇekteré obvody funguj´ı i kdyˇz se stop podm´ınka nepouˇz´ıvá.

Obrázek 4.2: Koncová podm´ınka komunikace na sbˇernici I 2 C Samotn´ y pˇrenos dat (obr. 4.3) prob´ıhá tak, ˇze 8bitová data se pˇrenáˇs´ı od nejv´ yznamnˇejˇs´ıho bitu k nejménˇe v´ yznamnému. Stav signálu SDA se sm´ı mˇenit pouze pokud je signál SCL v nule. Nastaven´ı signálu SCL oznamuje obvodu platnost dat. Pˇri ˇcten´ı ze sbˇernice I 2 C se signál SDA nastav´ı na +5 V a data se naˇc´ıtaj´ı pˇri nastaveném signálu SCL na +5 V . Na konci pˇrenosu kaˇzdého bytu se jeˇstˇe pˇrenese 9. kontroln´ı bit ACK. Vynulován´ım bitu ACK obvod provede potvrzen´ı pˇr´ıjmu. Pˇri pˇr´ıjmu dat nuluje tento bit ˇr´ıd´ıc´ı obvod a to v pˇr´ıpadˇe, ˇze má dále prob´ıhat komunikace mezi nadˇr´ızen´ ym a podˇr´ızen´ ym obvodem. Pokud bude po pˇr´ıjmu následovat podm´ınka stop, pak se tento posledn´ı bit nastav´ı do stavu log.1.


25

Obrázek 4.3: Pˇrenos jednoho bytu na sbˇernici I 2 C Ke konfiguraci modulu synchronn´ıho sériového portu se pouˇz´ıvaj´ı registry Sspcon, Sspcon2, Sspstat a Sspadd. Zapsán´ım hodnoty 0x18h do registru Sspcon se nastav´ı I 2 C mód synchronn´ıho sériového portu, kter´ y bude na sbˇernici vystupovat jako nadˇr´ızen´ y systém s frekvenc´ı hodinového signálu danou následuj´ıc´ım vztahem: F osc = (SSP AD + 1) ÷ 4 Dále se v registru Sspstat vynuluj´ı pˇr´ıznaky SM P a CKE, které se pouˇz´ıvaj´ı pˇri samotné komunikaci po sbˇernici I 2 C. Registr Sspad je ve skuteˇcnosti ˇcasovaˇc urˇcuj´ıc´ı frekvenci hodinového signálu sbˇernice I 2 C. Zápisem hodnoty 0x31h do registru Sspad nastav´ıme frekvenci 100kHz pˇri 20MHz kmitoˇctu mikrokontroléru PIC1F877. Config bcf

STATUS,RP0

; registrova banka 0

bsf

SSPCON,SSPEN

; povoleni I2C mode

bsf

SSPCON,SSPM3

; nastaveni I2C

bcf

SSPCON,SSPM2

;

bcf

SSPCON,SSPM1

;

bcf

SSPCON,SSPM0

;

bsf

STATUS,RP0


clrf

SSPCON2

;

bcf

SSPSTAT,SMP

;

bcf

SSPSTAT,CKE

; nastaveni I2C Levels

movlw

0x31

; nastaveni

movwf

SSPADD

; 100k at 20Mhz kmitoˇ ctu

bcf

STATUS,RP0


rychlosti I2C

return Komunikace po sbˇernici I 2 C prob´ıhá podle daného protokolu. Ke zlepˇsen´ı obsluhy komunikace po sbˇernici I 2 C byly napsány podprogramy, které zahajuj´ı komunikaci, pos´ılaj´ı potvrzen´ı pˇr´ıjmu dat a ukonˇcuj´ı komunikaci s podˇr´ızen´ ym systémem. Prvn´ım z tˇechto podprogram˚ u je podprogram pro zahájen´ı komunikace. Zahájen´ı komunikace se provede nastaven´ım bitu SEN v registru SSPCON2 do stavu log.1 a následn´ ym ˇcekán´ım na potvrzen´ı od podˇr´ızeného zaˇr´ızen´ı.


26

I2CStart bsf

STATUS,RP0

;registrova banka 1

bsf

SSPCON2,SEN

;inicializace START podminky

bcf

STATUS,RP0

;registrova banka 0

call

I2CWait

;cekani

return K pˇrenosu dat slouˇz´ı podprogram I2CSend. Pˇred zavolán´ım tohoto podprogramu se naˇcte do pracovn´ıho registru W jeden byte pos´ılan´ ych dat. Zavolan´ y podprogram pˇresune obsah pracovn´ıho registru W do vys´ılac´ıho bufferu Sspbuf . T´ımto pˇresunem je hardwarovˇe inicializováno vys´ılán´ı dat. Odeslán´ı obsahu bufferu je potom signalizováno nastaven´ım bitu SSP IF v registru P ir1 do stavu log.1. Tento pˇr´ıznak je nutné softwarovˇe mazat, aby mohl byt vys´ılac´ı buffer opˇetovnˇe pouˇzit. I2CSend movwf

SSPBUF

;presun do SSPBUF

btfss

PIR1,SSPIF

;cekani na odeslani

goto

$-1

;

bcf

PIR1,SSPIF

;cekani na potvrzeni

return Pro pˇr´ıjem dat ze sbˇernice I 2 C slouˇz´ı podprogram I2CReceive. V podprogramu se nejdˇr´ıve provede test na skonˇcen´ı vys´ılan´ı dat, které by jeˇste v dobˇe pˇrij´ımán´ı mohly b´ yt ve vys´ılac´ım bufferu. K pˇrij´ıman´ı a vys´ılan´ı se totiˇz pouˇz´ıvá stejn´ y registr Sspbuf . Po u ´spˇeˇsném testu tj. nen´ı nic ve vys´ılac´ım bufferu, se povol´ı pˇr´ıjem dat nastaven´ım bitu RCEN do stavu log.1 a ˇceká se do doby neˇz bude pˇrij´ımac´ı buffer Sspbuf naplnˇen pˇr´ıchoz´ımi daty. Naplnˇen´ı pˇrij´ımac´ıho bufferu je signalizováno nastaven´ım bitu SSPIF do stavu log.1, kter´ y je potom nutné softwarovˇe nulovat. Podprogram nakonec vyzvedne obsah pˇrij´ımac´ıho bufferu a zap´ıˇse ho do pamˇeti. I2CReceive bsf

STATUS, RP0


btfsc

SSPSTAT,2

; test na stav vysilani

goto

$-1

;

bsf

SSPCON2, RCEN

; povoleni prijimu dat

bcf

STATUS, RP0


call

I2CWait

; cekani

movf

SSPBUF,0

; vyzvednuti dat z SSPBUF

movwf

TMP_SSPBUF

;

return


27

K ukonˇcen´ı komunikace na sbˇernici slouˇz´ı podprogram I2CStop, kter´ y nastaven´ım bitu P EN v registru Sspcobn2 do stavu log.1 vygeneruje ukonˇcen´ı komunikace. I2CStop bsf

STATUS,RP0

;registrova banka 1

bsf

SSPCON2,PEN

;generovani STOP komunikace

bcf

STATUS,RP0

;registrova banka 0

call

I2CWait

;cekani

return V nˇekter´ ych pˇr´ıpadech m˚ uˇze doj´ıt k uváznut´ı komunikace na sbˇernici a pro tento stav je pˇripraven podprogram I2CRestart, kter´ y provede reinicilizaci komunikace. Podprogram je stejn´ y jako podprogram pro inicializaci komunikace, pouze se liˇs´ı v tom, ˇze nastavuje do stavu log.1 v registru Sspcon2 bit RSEN m´ısto bitu SEN . I2CRestart bsf

STATUS,RP0

;registrova banka 1

bsf

SSPCON2,RSEN

;inicializace START podminky

bcf

STATUS,RP0

;registrova banka 0

call

I2CWait

;cekani

return Protoˇze komunikace po sbˇernici I 2 C je komunikac´ı potvrzovanou, jsou vytvoˇreny i podprogramy pro pos´ılán´ı potvrzen´ı pˇri pˇr´ıjmu dat. I2CAck bsf

STATUS,RP0

;registrova banka 1

bcf

SSPCON2,ACKDT

;nastaveni

bsf

SSPCON2,ACKEN

;poslani ACK

bcf

STATUS,RP0

;registrova banka

call I2CWait

ACK 0

;cekani

return I2CNak bsf

STATUS,RP0

;registrova banka

bsf

SSPCON2,ACKDT

;nastaveni NAK

bsf

SSPCON2,ACKEN

;poslani NAK

bcf

STATUS,RP0

;registrova banka

call I2CWait return

;cekani

1

0


28

Posledn´ım ˇcasto vyuˇz´ıvan´ ym podprogram je ˇcekán´ı na dokonˇcen´ı operace na sbˇernici I 2 C. Dokonˇcen´ı operace je vˇzdy signalizováno hardwarov´ ym nastaven´ım bitu SSP IF v registru P ir1 do stavu log.1, které se mus´ı potom softwarovˇe nulovat. I2CWait btfss

PIR1,SSPIF

goto

$-1

;cekani na dokonceni operace

bcf

PIR1,SSPIF

;nulovani priznaku

return

4.2.6

Konfigurace ˇ casovaˇ ce TMR0

Norma NMRA9.21 klade na ˇcasov´ y pr˚ ubˇeh signálu DCC velice pˇr´ısné poˇzadavky, které byly uvedeny v kapitole 2.1.1. a vzhledem k rozsahu programu nelze generovat DCC signál jinak neˇz pomoc´ı pˇreruˇsen´ı od ˇcasovaˇce TMR0. Toto pˇreruˇsen´ı se nastav´ı v registru INTCON pomoc´ı bitu 5, kter´ y se uvede do stavu log.1, a v registru OPTION REG pomoc´ı bitu 5, kter´ y urˇc´ı, ˇze registr TMR0 bude plnit funkci ˇcasovaˇce. bcf

OPTION_REG,5

bsf INTCON,5

4.2.7

;nastaveni TMR0 jako casovace ;povolujeme preruseni od TMR0

Popis programu

Program je rozdˇelen do tˇr´ı ˇcást´ı - inicializace mikrokontroléru, hlavn´ı program s podprogramy a obsluha pˇreruˇsen´ı. Bˇehem inicializace se provede konfigurace obsluhy pˇreruˇsen´ı, konfigurace sbˇernice I 2 C a USART, konfigurace ˇcasovaˇce T M R0 a základn´ı nastaven´ı obsahu pouˇz´ıvan´ ych registr˚ u. Hlavn´ı program je tvoˇren cyklem, ve kterém se testuj´ı jednotlivé bity v pˇr´ıznakovém registru Control. Kaˇzd´ y testovan´ y bit reprezentuje poˇzadavek na obslouˇzen´ı urˇcité události. Bit 1 v registru Control reprezentuje poˇzadavek na aktualizaci v´ ystup˚ u ovládaj´ıc´ı polohu v´ yhybek. Pokud je bit ve stavu log.1, zavolá se podprogram Switchs. V pˇr´ıpadˇe, ˇze vznikl poˇzadavek na aktualizaci v´ ystup˚ u sp´ınaj´ıc´ı LED diody v semaforech, je bit 2 v registru Control nastaven na log.1. Nastaven´ım bitu 2 registru Control na log.1 se vyvolá podprogram Light urˇcen´ y k aktualizaci stavu semafor˚ u. Bit 5 registru Control signalizuje poˇzadavek nadˇr´ızeného systému, aby mu byla poslána data o pohyby lokomotivy. V pˇr´ıpadˇe, ˇze bit 4 registru Control je ve stavu log.1 je zavolán podprogram Transmit, kter´ y odeˇsle data po RS232. Pokud mikrokontrolér pˇr´ıjme data od nadˇr´ızeného systému, nastav´ı se bit 5 registru Control. Nastaven´ım bitu 5 se zavolá podprogram Sorting provádˇej´ıc´ı aktualizaci dat periferi´ı. V kaˇzdém cyklu


29

hlavn´ı programové smyˇcky se provád´ı sb´ıran´ı dat o pohybu lokomotiv po kolejiˇsti. Sbˇer dat provád´ı podprogram MEASURE. K pˇr´ıjmu dat po RS232 a ke generován´ı DCC signálu se vyuˇz´ıvá pˇreruˇsen´ı mikrokontroléru. 4.2.7.1

Podprogram Sorting

Podprogram Sorting na základˇe dat pˇrijat´ ych od nadˇr´ızeného systému aktualizuje data jednotliv´ ych periferi´ı. Pˇr´ıkazy pos´ılané po sériové lince maj´ı pevnˇe danou strukturu (tab. 4.1). Na zaˇcátku je vˇzdy adresa zaˇr´ızen´ı, které je urˇcen následuj´ıc´ı jeden byte data. Potom je poslán jeden byte dat a za n´ım kontroln´ı souˇcet adresy zaˇr´ızen´ı a dat. adresa

data

CRC

popis

0x10h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

rychlost lokomotivy BR221

0x11h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

rychlost lokomotivy V180

0x20h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 1 − 4

0x21h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 4 − 8

0x22h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 9 − 12

0x23h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 13 − 15

0x40h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.6

0x41h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.8

0x42h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.7

0x43h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.11

0x44h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.3

0x45h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.4

0x46h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.12

0x47h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.5

0x48h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.1

0x49h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.2

0x4Ah 0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.10

0x4Bh

CCCCCCCC

semafor ˇc.19

0000DDDDD

Tabulka 4.1: Struktura pˇr´ıkaz˚ u Vˇsechny data pˇrijaté po sériové lince se ukládaj´ı do zásobn´ıku, ze kterého se pˇr´ıjmou prvn´ı tˇri byte podprogramem Sorting k dalˇs´ımu zpracován´ı. Pˇred zpracován´ım se nejdˇr´ıve provede kontrola správnosti pˇrijat´ ych dat. Kontrola se provád´ı souˇctem XOR adresy zaˇr´ızen´ı a dat. V´ ysledek se potom porovná s tˇret´ım bytem. Pokud se v´ ysledek XOR souˇctu rovná tˇret´ımu bytu, pˇrijatá data jsou platná. Pokud se sobˇe nerovnaj´ı, pˇrijatá data nejsou platná a zahod´ı se. Po kontrole platnosti dat


30

se zjist´ı, kterému zaˇr´ızen´ı jsou data urˇcena. V pˇr´ıpadˇe, ˇze jsou urˇceny lokomotivˇe BR221, skoˇc´ı se do ˇcásti programu obsluhuj´ıc´ı aktualizaci dat lokomotivy BR221. Aktualizace prob´ıhá tak, ˇze se zap´ıˇs´ı data do pˇripravené datové struktury a následnˇe se provede pˇrepoˇcet obsahu datové struktury, kter´ y je závisl´ y na mˇen´ıc´ıch se datech. Tento postup je stejn´ y i u ostatn´ıch zaˇr´ızen´ı, pouze se mˇen´ı m´ısto, kam se data zapisuj´ı. Po zapsán´ı dat se hodnota ukazatele zásobn´ıku, sn´ıˇz´ı o hodnotu 3 a provede se dalˇs´ı naˇcten´ı tˇr´ı byt˚ u. Pokud hodnota ukazatele klesne pod 0xA0h, je tˇr´ıdˇen´ı dat zastaveno, protoˇze se cel´ y zásobn´ık pˇrijat´ ych dat zpracoval. Vzhledem k tomu, ˇze komunikace mezi modelem a nadˇr´ızen´ ym systémem nen´ı tolik intenzivn´ı, postaˇcilo toto ˇreˇsen´ı vyrovnávac´ıho bufferu, protoˇze do pˇr´ıchodu dalˇs´ıch dat se pˇrijatá data zpracuj´ı. 4.2.7.2

Podprogram Switchs

Podprogram Switchs aktualizuje stavy na v´ ystupu vstupnˇe-v´ ystupn´ıho expandéru PCF8574, kter´ y pˇrep´ıná polohu v´ yhybek. Stavy v´ ystup˚ u expandéru PCF8574 se ovládaj´ı pˇres sbˇernici I 2 C. Prvn´ı skupina v´ yhybek má na sbˇernici I 2 C adresu 0x44h, druhá skupina adresu 0x42h. Do prvn´ı skupiny patˇr´ı vˇsechny v´ yhybky v nádraˇz´ı ”Marketta” a prvn´ı vstupn´ı v´ yhybka nádraˇz´ı ”Hawkey”. Ve druhé skupinˇe jsou vˇsechny ostatn´ı v´ yhybky. V následuj´ıc´ı tabulce 4.3 je znázornˇeno kter´ y bit odpov´ıdá kter´ y v´ yhybce. Podprogram funguje tak, ˇze se volán´ım podprogramu I2CStart zaháj´ı komunikace na sbˇernici I2C. Potom se uloˇz´ı do pracovn´ıho registru adresa 0x44 expandéru PCF8574, kter´ y obsluhuje prvn´ı skupinu v´ yhybek a zavolá se podprogram I2CSend. Ten si vezme adresu z pracovn´ıho registru a poˇsle ji na sbˇernici I2C. Potom se do pracovn´ıho registru pˇresune obsah registru V yhy01 a opˇet se zavolá podprogram I2CSend, kter´ y poˇsle po sbˇernici data uloˇzená v pracovn´ım registru. V registru V yhy01 jsou uloˇzené informace o poloze v´ yhybek prvn´ı skupiny. Poslán´ı dat se jeˇste jednou zopakuje a následnˇe se zavolá podprogram I2CStop, kter´ y ukonˇc´ı komunikaci s expandérem PCF8574 adresy 0x44h. Stejn´ ym postupem se komunikuje i s expandérem PCF8574, kter´ y obsluhuje druhou skupinu v´ yhybek, pouze se zmˇen´ı adresa 0x44h na adresu 0x42h a registr V yhy01 na registr V yhy02. Pˇred návratem do hlavn´ıho programu se jeˇstˇe vynuluje bit 1 registru Control, ˇc´ımˇz se signalizuje obslouˇzen´ı poˇzadavku na aktualizaci stavu v´ ystup˚ u ovládaj´ı polohu v´ yhybek. 4.2.7.3

Podprogram Light

Princip funkce podprogramu Light je podobn´ y jako princip funkce podprogramu Switchs. Jedin´ y rozd´ıl je v adresách expandér˚ u PCF8574, které sp´ınaj´ı jednotlivé


31

Adresa na I2C

ˇ ıslo bitu C´

ˇ ıslo v´ C´ yhybky

0x44

bit 0

v´ yhybka 01

0x44

bit 1

v´ yhybka 02

0x44

bit 2

v´ yhybka 03

0x44

bit 3

v´ yhybka 04

0x44

bit 4

v´ yhybka 05

0x44

bit 5

v´ yhybka 06

0x44

bit 6

v´ yhybka 07

0x44

bit 7

v´ yhybka 08

0x42

bit 0

v´ yhybka 09

0x42

bit 1

v´ yhybka 10

0x42

bit 2

v´ yhybka 11

0x42

bit 3

v´ yhybka 12

0x42

bit 4

v´ yhybka 13

0x42

bit 5

v´ yhybka 14

0x42

bit 6

v´ yhybka 15

0x42

bit 7

Tabulka 4.2: Rozˇrazen´ı v´ yhybek k jednotliv´ ym v´ ystup˚ um expandéru LED diody v semaforech a v registrech, ve kter´ ych jsou uloˇzeny informace o stavech jednotliv´ ych svˇetel semafor˚ u. Bity 7 a 3 odpov´ıdaj´ı LED diodám pˇrestavuj´ıc´ı nejv´ yˇse um´ıstˇené svˇetlo semaforu. Adresa na I2C

Skupina bit˚ u Oznaˇcen´ı semaforu

0x40

0−3

semafor ˇc.6

0x40

4−7

semafor ˇc.8

0x48

0−3

semafor ˇc.10

0x48

4−7

semafor ˇc.9

0x46

0−3

semafor ˇc.1

0x46

4−7

semafor ˇc.2

0x4A

0−3

semafor ˇc.7

0x4A

4−7

semafor ˇc.11

0x4C

0−3

semafor ˇc.12

0x4C

4−7

semafor ˇc.5

0x4E

0−3

semafor ˇc.3

0x4E

4−7

semafor ˇc.4

Tabulka 4.3: Rozˇrazen´ı semafor˚ u k jednotliv´ ym expandér˚ um PCF8574

´ Í PIC16F877 KAPITOLA 4. PROGRAMOVAN 4.2.7.4

32

Podprogram Measure

Podprogram M easure zajiˇst’uje sb´ırán´ı dat z proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u a pˇrestavn´ık˚ u v´ yhybek pˇripojen´ ych pˇres multiplexor 74HC154 k portu B a jejich ukládan´ı do pamˇeti. Ukládán´ı dat se provád´ı pomoc´ı nepˇr´ımého adresován´ı. Na zaˇcátku podprogramu se provede inicializace podprogramu. Registr T imer pouˇz´ıvan´ y k vytváˇren´ı zpoˇzdˇen´ı mezi jednotliv´ ymi ˇcten´ımi portu B je naplnˇen hodnotou 0xF F h. Hodnota 0xF F h odpov´ıdá 20 µs mezi jednotliv´ ymi ˇcten´ımi portu B. Dále je do registru Countsen, kter´ y je ve funkci poˇc´ıtadla, zapsána hodnota 0x0Bh. Hodnota odpov´ıdá poˇctu skupin proudov´ ych sn´ımaˇc˚ u a poˇctu sn´ımaˇc˚ u poloh pˇrestavn´ık˚ u. A nakonec je inicializováno nepˇr´ımé adresovan´ı. Do registru F SR slouˇz´ıc´ıho jako ukazatel do pamˇeti dat pˇri nepˇr´ımém adresován´ı, se zap´ıˇse poˇcáteˇcn´ı adresa pamˇeti, kam se budou ukládat pˇreˇctená data z portu B. Potom uˇz následuje hlavn´ı cyklus podprogramu. Provede se dekrementace se obsahu registru Countsen o hodnotu 1 a v´ ysledek dekrementace se uloˇz´ı do pracovn´ıho registru W , odkud se zap´ıˇse na port A. T´ım se urˇc´ı, která skupina sn´ımaˇc˚ u se pˇripoj´ı na paraleln´ı sbˇernici pˇripojenou na port B. Poˇcká se dokud obsah registru T imer nebude nulov´ y a potom se stav portu B uloˇz´ı pomoc´ı registru INDF do pamˇeti. Inkrementuje se registr F SR a dekrementuje se registr Countsen. Tento cyklus se provád´ı tak dlouho, dokud nen´ı obsah registru Countsen nulov´ y tj. dokud se neaktualizuj´ı vˇsechny data ze sn´ımaˇc˚ u. Po opuˇstˇen´ı cyklu se mikrokontrolér vrát´ı do hlavn´ıho programu. 4.2.7.5

Podprogram Transmit

Podprogram T ransmit zajiˇst’uje odes´ılán´ı dat ze sn´ımaˇc˚ u, které jsou uloˇzeny v pamˇeti dat. Poˇcáteˇcn´ı adresa pamˇeti je 0x64h. Tato adresa se zap´ıˇse do registru F SR. Dále se inicializuje registr Countsen, kter´ y je poˇc´ıtadlem odeslan´ ych byt˚ u dat. Komunikace mikrokontroléru s nadˇr´ızen´ ym systémem prob´ıhá podle pˇredem pevnˇe stanoveného protokolu. Na vyˇzádán´ı nadˇr´ızeného systému mikrokontrolér zaˇcne pos´ılat data ve formátu, kter´ y je uveden v tabulce (tab. 4.4). Pos´ılaná data jsou zakonˇcena tˇremi byty s hodnotou 0xF F h. Velikost pos´ılan´ ych dat je 36B a tato velikost se nemˇen´ı.


33

adresa

data

CRC

ˇc´ıslo u ´seku nebo v´ yhybky

0x10h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

45 47 53 46 06 42 48 44

0x11h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

34 33 32 31 52 51 50 49

0x12h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

22 03 23 24 27 26 28 25

0x13h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

39 XX XX XX 29 04 38 30

0x14h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

09 08 07 01 10 11 13 12

0x15h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

40 43 05 41 14 15 16 17

0x16h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

21 20 19 02 36 18 37 35

0x17h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

SXX SXX SXX SXX SXX SXX SXX SXX

0x18h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC


0x19h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC


0x1Ah DDDDDDDDD

CCCCCCCC


Tabulka 4.4: Formát data pˇri odes´ılán´ı po RS232 Vˇzdy pˇred odeslán´ım dalˇs´ıho bytu dat se testem na nulu v registru Countsen zjist´ı, zda se uˇz odeslaly vˇsechny data sn´ımaˇc˚ u. V pˇr´ıpadˇe, ˇze obsah registru Countsen bude nulov´ y tj. uˇz se odeslaly vˇsechny data, provede se skok na odeslán´ı zakonˇcovac´ı znaˇcky pos´ılan´ ych dat a potom podprogram T ransmit skonˇc´ı. Pokud obsah registru Countsen nen´ı nulov´ y, naˇcte se do registru Datre1 pos´ılan´ y byte dat. Obsah registru Datarail, ve kterém je adresa pos´ılan´ ych dat, se inkrementuje o hodnotu 1 a poˇsle se podprogramem Send po RS232 nadˇr´ızenému systému. Potom se podprogramem SEND poˇsle obsah registru DATRE1. Po odeslán´ı se provede XOR souˇcet obsah˚ u registr˚ u Datre1 a Datarail a v´ ysledek se uloˇz´ı do pracovn´ıho registru W a odeˇsle podprogramem SEN D na RS232. Po odeslán´ı vˇsech dat podprogram vynuluje bit 4 registru Control. 4.2.7.6

Pˇ reruˇ sen´ı

Mikrokontrolér pˇri pˇreruˇsen´ı skoˇc´ı vˇzdy na adresu 0x04h v pamˇeti programu, kde oˇcekává program obsluhuj´ı událost, která vyvolala pˇreruˇsen´ı. Priorita obslouˇzen´ı událost´ı se ponechává na uváˇzen´ı programátora. Dále se ponechává na programátorovi ukládán´ı si stavu registru Status a pracovn´ıho registru W . Na zaˇcátku obsluhy pˇreruˇsen´ı se provede uloˇzen´ı stav˚ u registru Status a pracovn´ıho registru W . Následnˇe se testován´ım bitu T 0IF registru Intcon a bitu RCIF registru P ir1 zjist´ı zdroj pˇreruˇsen´ı. Pokud by test na log.1 u bitu T0IF registru Intcon byl pozitivn´ı, mikrokontrolér pˇreskoˇc´ı na obsluhu pˇreruˇsen´ı, které vyvolalo pˇreteˇcen´ı ˇcasovaˇce T mr0. Tento ˇcasovaˇc se pouˇz´ıvá ke generován´ı DCC signálu. Pokud by test na log.1 u bitu registru P ir1 byl pozitivn´ı, bude obslouˇzeno pˇreruˇsen´ı, které znamená jednoho bytu dat po sériovém kanálu RS232.


34

Generován´ı DCC signálu prob´ıhá tak, ˇze v pamˇeti dat je pˇripravena pro obˇe lokomotivy datová struktura pˇresnˇe odpov´ıdaj´ıc´ı struktuˇre DCC paketu pos´ılaného lokomotivám. Tyto struktury jsou v pamˇeti celkem ˇctyˇri, prvn´ım dvˇema se obsah mˇen´ı, tˇret´ı je stabilnˇe plná log.1 a ˇctvrtá se pouˇz´ıvá k vys´ılán´ı. Vˇsechny tˇri datové struktury se cyklicky vys´ılaj´ı na DCC v´ ystup. Na zaˇcátku generován´ı DCC signálu se nastav´ı poˇcáteˇcn´ı hodnota registru T mr0. Pˇri vzniku pˇreruˇsen´ı vyvolaného pˇreteˇcen´ım registru ˇcasovaˇce T mr0 se zjist´ı, kolik bit˚ u DCC paketu zb´ yvá k vyslán´ı na DCC v´ ystup. V pˇr´ıpadˇe, ˇze nezb´ yvá ˇzádn´ y bit, tak se do pracovn´ı struktury nahraje v poˇrad´ı dalˇs´ı datová struktura DCC paketu a zaˇcne se vys´ılat na DCC v´ ystup. Vys´ılán´ı jednotliv´ ych bit˚ u se provád´ı rotac´ı datové struktury pˇres bit CARRY registru Status. Vys´ılán´ı jednoho bitu je rozdˇeleno na dvˇe ˇcásti. V prvn´ı ˇcásti je pin RC0 ve stavu log.1 a pin RC1 ve stavu log.0 a v druhé ˇcásti je to opaˇcnˇe. Délka setrván´ı v tˇechto stavech je dána t´ım, zda se vys´ılá log.0 nebo log.1, tj. t´ım zda bit CARRY registru Status je ve stavu log.1 ˇci log.0. Podle tohoto bitu se do registru T mr0 nahraje konstanta pro odmˇeˇrován´ı doby pro log.1 nebo log.0. Na konec rotované datové struktury se naˇc´ıtaj´ı log.1. Po zmˇenˇe stavu na pinech RC0 a RC1 se skoˇc´ı na návracen´ı z pˇreruˇsen´ı. Pˇri obsluze pˇreruˇsen´ı od pˇrijet´ı jednoho bytu poslaného sériov´ ym kanálem RS232 se nejprve pˇresune obsah pˇrij´ımac´ıho bufferu Rcreg do registru Rcw. Následnˇe se otestuje, zda pos´ılan´ y byte je koncová znaˇcka 0xF F h. Pokud pos´ılan´ y byte je koncová znaˇcka, nastav´ı se bit 4 registru CON T ROL do stavu log.1. T´ımto bitem se signalizuje, ˇze se má provést zpracován´ı pˇrijat´ ych dat. V pˇr´ıpadˇe, ˇze pˇrijat´ y byte dat nen´ı koncová znaˇcka, pˇresune se byte do m´ısta, které je urˇceno obsahem registru F sr. Po zapsán´ı tohoto bytu dat se provede inkrementace registru F sr o hodnotu 1 a skok na navrát z pˇreruˇsen´ı.

Kapitola 5 ˇ ıdic´ı algoritmus v PLC R´ 5.1

Hardwarov´ a konfigurace

Aby se model mohl ˇr´ıdit pomoc´ı PLC automatu Simatic S7-315 2DP, bylo nutné k PLC pˇripojit bud’ pˇr´ımo kartu se sériov´ ym v´ ystupem nebo pˇres sbˇernici profibus pˇripojit pˇrevodn´ık Profibus/Sériov´ y kanál. Vzhledem k tomu, ˇze pˇrevodn´ık profibus/sériov´ y kanál od firmy WAGO je levnˇejˇs´ı neˇz karta od firmy Siemens a lépe se s n´ım pracuje v ˇr´ıdic´ım programu, byla ke komunikaci vybrána druhá varianta. Od firmy WAGO byl vybrán modul 750-650/003-000 Serial Interfaces RS232.

5.1.1

Hardwarov´ a konfigurace PLC

Hardwarová konfigurace Simaticu se provede podle následuj´ıc´ıho obrázk˚ u obr. 5.1 a obr. 5.2. Rychlost sbˇernice profibus je nastavena 1,5Mb/s.

Obrázek 5.1: Konfigurace Simaticu

35

ˇ ÍDICÍ ALGORITMUS V PLC KAPITOLA 5. R

36

Obrázek 5.2: Konfigurace profibusového modulu WAGO 750-650

5.1.2

Hardwarov´ a konfigurace Wago Serial Interface RS232

Konfigurace modulu WAGO 750-650/003-000 Serial Interface RS232 se provede podle následuj´ıc´ıho obrázk˚ u. D˚ uleˇzité je zakázat kontinuáln´ı vys´ılán´ı dat. Pokud se tento bit nezakáˇze, tak nastane situace, ˇze lze pˇrij´ımat data po RS232, ale nelze je vys´ılat.

Obrázek 5.3: Nastaven´ı adresy profibusového modulu


37

Obrázek 5.4: Konfigurace modulu WAGO 750-650/003-000

5.2

ˇ ıdic´ı algoritmus v PLC R´

ˇ ıdic´ı algoritmus se skládá z hlavn´ıho programu um´ıstˇeném v organizaˇcn´ım bloku R´ ˇ ıdic´ı alOB1 a z funkˇcn´ıch blok˚ u a funkc´ı volan´ ych z organizaˇcn´ıho bloku OB1. R´ goritmus byl rozdˇelen na nˇekolik vzájemnˇe se ovlivˇ nuj´ıc´ıch se ˇcást´ı . Prvn´ı ˇcást´ı je ˇr´ızen´ı pohybu lokomotivy po kolejiˇsti, v ˇr´ıdic´ım algoritmu tuto ˇcást pˇredstavuje funkˇcn´ı blok FB1. Druhou ˇcást´ı je ovládán´ı zhlav´ı vˇsech nádraˇz´ı, v algoritmu je reprezentováno funkcemi FC101, FC107. Tˇret´ı ˇcást´ı je stavba vlakov´ ych cest mezi sousedn´ımi nádraˇz´ımi, v algoritmu reprezentovaná funkˇcn´ı bloky FB2, FB4 a FB6 a FB7. Vzhledem k tomu, ˇze lokomotivy maj´ı v sobˇe dekodér urˇcuj´ıc´ı smˇer pohybu lokomotivy, nelze svévolnˇe postavit lokomotivu na koleje. Lokomotiva mus´ı b´ yt postavena tak, ˇze pˇredn´ı ˇcást lokomotivy BR221 (ˇcern´ y kom´ın) a zadn´ı ˇcást lokomotivy V180 (ˇcern´ y kom´ın) smˇeˇruj´ı k na levou stranu nádraˇz´ı ”Marketta”. Pokud lokomotivy budou opaˇcnˇe postavené, algoritmus nebude fungovat. Celé kolejiˇstˇe je v pamˇeti PLC popsáno rozsáhlou tabulkou, která se nacház´ı v datovém bloku DB4 - Useky. Tabulka je rozdˇelena na tˇri ˇcásti. V prvn´ı ˇcásti tj. od adresy 0 do adresy 480 je popsáno reálné kolejiˇstˇe, v druhé ˇcásti tj. od adresy 500 do adresy 980 je popsána virtuáln´ı ˇcást kolejiˇstˇe. V obou tˇechto ˇcástech se nejsou popsány trat’ové u ´seky, ve kter´ ych jsou v´ yhybky. Tyto u ´seky jsou popsány ve tˇret´ı ˇcásti, která je od adresy 1500. Jeden fiktivn´ı ˇrádek tabulky pˇredstavuje jeden u ´sek. Struktura jednoho ˇrádku vypadá takto:


38

Poloˇzka Velikost popis ˇ ıslo u C´ ´seku 1B ˇc´ıslo u ´seku Adresa01

2B

adresa následuj´ıc´ıho u ´seku

Adresa02

2B

adresa pˇredcházej´ıc´ıho u ´seku

Stav

1B

stav u ´seku

Rychlost

1B

hodnota rychlosti pro automatické ˇr´ızen´ı

Atributy

1B

atributy u ´seku

Voln´ y byte

1B

Semafor

1B

adresa semaforu, kter´ y má b´ yt sledován

´ u Tabulka 5.1: Struktura ˇrádku v tabulce Usek˚ Prvn´ı byty je ˇc´ıslo u ´seku. Dalˇs´ı dva byty jsou adresa následuj´ıc´ıho u ´seku tj. u ´seku, kter´ y je od nˇeho na pravé stranˇe pˇri pohledu od hrany stolu kolejiˇstˇe. Dalˇs´ı dva byty tvoˇr´ı adresu u ´seku pˇredcházej´ıc´ıho tj. u ´seku, kter´ y je na levé stranˇe u ´seku pˇri pohledu od strany stolu kolejiˇstˇe. Dalˇs´ı byte, v poˇrad´ı ˇsest´ y, je stavov´ y byte. Tento byte podává informaci o tom, zda a k´ ym je dan´ y u ´sek je obsazen. Pˇresná struktura bytu je zobrazena následuj´ıc´ı tabulkou 5.2. Bit

Popis

bit 0 bit 1 v u ´seku je lokomotiva BR221 bit 2 v u ´seku je lokomotiva V180 bit 3 u ´sek je obsazen bit 4 bit 5 bit 6 u ´sek je zamknut lokomotivou V180 bit 7 u ´sek je zamknut lokomotivou BR221 Tabulka 5.2: Struktura stavového bytu Dalˇs´ım bytem je hodnota rychlosti pohybu lokomotivy po kolejiˇsti. Tato rychlost se pouˇz´ıvá v pˇr´ıpadˇe, ˇze lokomotiva je ovládaná automatem. Osm´ y byte je u reálného u ´seku kolejiˇstˇe voln´ y, u virtuáln´ıho u ´seku se v nˇem nacház´ı délka virtuáln´ıho u ´seku. V posledn´ım bytu pomyslného ˇrádku tabulky je relativn´ı adresa semaforu, kter´ y lokomotiva sleduje v pr˚ ubˇehu pˇrejezdu daného u ´seku. Vˇsechny data semafor˚ u se nacházej´ı v datovém bloku DB3.


5.2.1

39

Komunikace modulem WAGO 750-650

Profibusov´ y modul Wago 750-650 je nakonfigurován tak, ˇze na periferijn´ı v´ ystup lze zapsat aˇz 6B a z periferijn´ıho vstupu lze ˇc´ıst taky aˇz 6B. Pˇri zápisu je skladba dat následuj´ıc´ı. Prvn´ı byte dat je ˇr´ıdic´ı byte (tab. 5.3), kter´ y nese informace kolik byt˚ u se bude zapisovat a dále jsou v nˇem ˇr´ıdic´ı pˇr´ıznaky pro inicializaci, ˇcten´ı a zápis. Ostatn´ı byte jsou datové. Pˇri ˇcten´ı je prvn´ı byte dat stavov´ y (tab. 5.4). Obsahuje informace o poˇctu pˇrij´ıman´ ych byt˚ u a ˇr´ıdic´ıch pˇr´ıznac´ıch pro inicializaci, ˇcten´ı a zápis. Vzhledem k tomu, ˇze se mezi modulem Wago a PLC pˇrenáˇs´ı aˇz 6B, bylo nutné k pˇrenosu dat pouˇz´ıt funkce SFC15 a SFC14. Funkce SFC14 pˇrenese z modulu 6B do PLC a funkce SFC15 pˇrenese 6B z PLC do modulu Wago. bit

Oznaˇcen´ı Popis

bit 0 TR

poˇzadavek na vys´ılán´ı

bit 1 RA

potvrzen´ı pˇr´ıjmu

bit 2 IR

poˇzadavek na inicializaci

bit 3 0

vˇzdy je nula

bit 4 OL0 bit 5 OL1

OL0,OL1 a OL2 udávaj´ı celkov´ y poˇcet vys´ılan´ ych datov´ ych byt˚ u

bit 6 OL2 bit 7 0

vˇzdy je nula Tabulka 5.3: Control byte

bit

Oznaˇcen´ı Popis

bit 0 TA

potvrzen´ı vys´ılan´ı

bit 1 RR

poˇzadavek na pˇr´ıjem

bit 2 IA

potvrzen´ı inicializace

bit 3 BUF F

vstupn´ı buffer je pln´ y

bit 4 IL0 bit 5 IL1

IL0,IL1 a IL2 udávaj´ı celkov´ y poˇcet pˇr´ıjmut´ ych datov´ ych byt˚ u

bit 6 IL2 bit 7 0

vˇzdy je nula Tabulka 5.4: Status byte

Pˇred samotnou komunikac´ı po RS232 je nutné modul Wago inicilizovat. Inicializace se provede zápisem ˇr´ıdic´ıho bytu, kter´ y má v nastaven bit IR na log.1 a ostatn´ı bity jsou nulové. Na zb´ yvaj´ıc´ıch ˇsesti bytech nezáleˇz´ı.

ˇ ÍDICÍ ALGORITMUS V PLC KAPITOLA 5. R Control byte

Output byte

Output byte

Output byte

0000 0100

0000 0000

0000 0000

0000 0000

40 Output byte Output byte 0000 0000

0000 0000

Tabulka 5.5: Poˇzadavek na inicializaci Kdyˇz modul Wago vrát´ı v odpovˇed’n´ıch 6B dat, které se pˇreˇctou funkc´ı SFC14, následuj´ıc´ı sekvenci bitu. Je modul inicializován. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe nen´ı a mus´ı se opakovat ˇcten´ı funkc´ı SFC14. P´ısmena ”X” znamenaj´ı, ˇze na stavu tohoto bitu nezáleˇz´ı. Po uspˇeˇsné inicializaci se m˚ uˇze zaˇc´ıt s komunikac´ı po RS232. Status byte 0XXX 01XX

Input byte Input byte Input byte Input byte Input byte 0xXXh

0xXXh

0xXXh

0xXXh

0xXXh

Tabulka 5.6: Potvrzen´ı na inicializace Zápis na sbˇernici RS232 se provád´ı pomoc´ı bytu 2 aˇz 6, které se pln´ı daty. Pokud je dat ménˇe neˇz 5 byt˚ u, napln´ı se jen ty nejniˇzˇs´ı. Do ˇr´ıdic´ıho bytu se zap´ıˇse kolik byt˚ u bude pos´ılano a invertuje se bit TR v ˇr´ıdic´ım bytu. Dalˇs´ı zápis lze provést aˇz kdyˇz modul Wago vrát´ı ve stavovém bytu na pozici bitu 0 stejnou hodnotu jaká mu byla poslána. ˇ ı ze sbˇernice RS232 je podobné. Nejprve se mus´ı poslat modulu ˇzádost o Cten´ ˇcten´ı dat. Pˇri pos´ılán´ı ˇzádosti mus´ı b´ yt bit 3 nulov´ y a bit 1 mus´ı b´ yt invertovan´ y oproti posledn´ı operaci ˇcten´ı z RS232. Pokud modul vrát´ı stavov´ y byte se stejnou hodnotou bitu 1 jaká mu byla poslána, tak jsou pˇr´ıchoz´ı data platná a v horn´ım niblu stavového bytu je poˇcet platn´ ych dat. V pˇr´ıpadˇe, ˇze se bude ve ˇcten´ı pokraˇcovat, je nutné zinvertovat bit 1 v ˇr´ıdic´ım bytu a poslat ho funkc´ı SFC15 modulu Wago.

5.2.2

Funkˇ cn´ı bloky

5.2.2.1

Funkˇ cn´ı blok FB1 - ˇ r´ızen´ı lokomotivy

Funkˇcn´ı blok FB1 ovládá pohyb lokomotivy jak po reálném kolejiˇsti tak i virtuáln´ım. ˇ ıd´ı jej´ı rychlost, kontroluje volnost následuj´ıc´ıch vlakov´ R´ ych u ´sek˚ u, kontroluje semafory a uzamˇcen´ı u ´seku, stará se o pˇrechod mezi virtuáln´ı a reálnou ˇcást´ı kolejiˇstˇe. Pˇri pˇrechodu z reálné ˇcásti do virtuáln´ı bezpeˇcnˇe odveze skuteˇcnou lokomotivu na odstavné nádraˇz´ı, kde ˇceká aˇz virtuáln´ı lokomotiva projede celou virtuáln´ı ˇcást. Funkˇcn´ı blok FB1 je rozdˇelen na tˇri ˇcásti. Prvn´ı ˇcást ovládá reálnou lokomotivu fyzicky pˇr´ıtomnou na modelu ˇzeleznice. Druhá ˇcást ovládá virtuáln´ı lokomotivu tj. lokomotivu, která se pohybuje po kolejiˇsti naprogramovaném ve vizualizaˇcn´ım prostˇred´ı InTouch. Tˇreˇr´ı ˇcást zajiˇst’uje pˇrechod mezi virtuáln´ı a reálnou lokomotivou. Prvn´ı dvˇe ˇcásti jsou z velké ˇcásti identické, jedin´ y rozd´ıl je ve zp˚ usobu pˇrechodu mezi jednotliv´ ymi trat’ov´ ymi u ´seky.


41

Pˇred pouˇzit´ım sledován´ı pohybu lokomotivy, se mus´ı nejdˇr´ıve lokomotiva ruˇcnˇe pˇrivést na synchronizaˇcn´ı u ´sek v reálném kolejiˇsti, kde se do pamˇeti lokomotivy zap´ıˇse aktuáln´ı poloha lokomotivy a nastav´ı se v´ ychoz´ı hodnoty registr˚ u. Od této inicializace lokomotiva sleduje sv˚ uj pohyb po kolejiˇsti v tabulce trat’ov´ ych u ´seku. Sledován´ı funguje tak, ˇze lokomotiva si pamatuje adresu ˇrádku popisuj´ıc´ı trat’ov´ y u ´sek, ve kterém se lokomotiva právˇe nacház´ı. Od této adresy se potom pomoc´ı ukazatele smˇeru pohybu lokomotivy odv´ıj´ı i znalost dvou bezprostˇrednˇe navazuj´ıc´ıch trat’ov´ ych u ´sek˚ u. Sledován´ı pohybu lokomotivy prob´ıhá tak, ˇze lokomotiva si do své pamˇeti naˇcte adresy a stavy dvou bezprostˇrednˇe následuj´ıc´ıch u ´sek˚ u. Pokud naˇc´ıtaná adresa následuj´ıc´ıho u ´seku, kter´ y bezprostˇrednˇe nesoused´ı s aktuáln´ım u ´sekem, je rovna hodnotˇe 0xF F h zap´ıˇse, se do pamˇeti pro tento u ´sek adresa patˇr´ıc´ı bezprostˇrednˇe následuj´ıc´ımu u ´seku. V pˇr´ıpadˇe, ˇze naˇc´ıtaná adresa bezprostˇrednˇe následuj´ıc´ıho u ´seku je rovna hodnotˇe 0xF F h, je do m´ısta pro tento u ´sek nahrána adresa aktuáln´ıho u ´seku a lokomotiva je zastavena. Pokud nastane situace, kdy u ´sek, kter´ y je veden jako bezprostˇrednˇe následuj´ıc´ı se stane aktivn´ım, tj. bude se v nˇem lokomotiva nalézat, nastane pˇresun ukazatele aktuáln´ıho u ´seku ze souˇcasného u ´seku na u ´sek následuj´ıc´ı a aktualizuj´ı se stavy tˇechto u ´seku. V pˇr´ıpadˇe, ˇze lokomotiva pˇred sebou tlaˇc´ı vagóny, k pˇresunu ukazatele dojde v momentˇe, kdy se aktivn´ı u ´sek stane neaktivn´ı tj. lokomotiva ho opust´ı. Situace, kdy na kaˇzdé stranˇe lokomotivy je vagón, nen´ı pˇr´ıpustná. Funkˇcn´ı blok FB1 umoˇzn ˇuje ˇr´ıdit rychlost lokomotivy bud’ operátorem nebo automaticky. Pokud lokomotiva má nastaveno automatické ˇr´ızen´ı, hodnota rychlosti je dána naˇctenou hodnotou z tabulky trat’ov´ ych u ´sek˚ u. V této tabulce nejsou maximáln´ı rychlosti, kterou se nechá projet dan´ yu ´sek, ale rychlosti urˇcené pro automatické ˇr´ızen´ı. V celém kolejiˇsti lokomotiva m˚ uˇze jet maximáln´ı nejvyˇsˇs´ı rychlost´ı. Pˇri pohybu po kolejiˇsti si lokomotiva kontroluje volnost druhého následuj´ıc´ıho trat’ového u ´seku. V pˇr´ıpadˇe, ˇze lokomotiva pˇred sebou tlaˇc´ı vagóny, tato kontrola se neprovád´ı a bezpeˇcnost závis´ı na operátorovi. Pˇr´ıpadˇe, ˇze prob´ıhá operátorem ˇr´ızen´ y posun vlaku, bezpeˇcnost závis´ı na operátorovi. Automatické zastaven´ı lokomotivy je moˇzné provést nˇekolika zp˚ usoby. Prvn´ı zp˚ usobem je zastaven´ı lokomotivy je rozsv´ıcen´ı ˇcerveného svˇetla na pˇr´ısluˇsném semaforu v nádraˇz´ı. Druh´ ym zp˚ usobem je chybnˇe pˇrehozená v´ yhybka. V tomto pˇr´ıpadˇe, pˇr´ıjde pˇr´ıkaz k zastaven´ı od kontroly návaznosti u ´sek˚ u. Tˇret´ım zp˚ usobem je zastaven´ı lokomotivy na základˇe pˇr´ıjezdu lokomotivy do koneˇcného trat’ového u ´seku vlakové cesty. Pˇredposledn´ım zp˚ usobem je zastaven´ı lokomotivy od kontroly zamknut´ı u ´sek˚ u a posledn´ı moˇznost´ı je pˇr´ıkaz od kontroly volnosti vlakové cesty. Prvn´ı ˇctyˇri uvedené zp˚ usoby zastaven´ı lokomotivy uvedou lokomotivu do stavu STOP. Opˇetovné povo-


42

len´ı j´ızdy mus´ı potom provést operátor. Pˇri posledn´ım zp˚ usobu se lokomotivˇe sn´ıˇz´ı rychlost na nulu a to do doby neˇz se hl´ıdan´ y trat’ov´ yu ´sek stane voln´ ym. Jakmile se u ´sek stane voln´ ym, lokomotiva se rozjede rychlost´ı jakou jela pˇred zastaven´ım. Na konci prvn´ı ˇcásti se aktualizuj´ı data o rychlosti a smˇeru pohybu lokomotivy, která se budou pos´ılat lokomotivˇe. Druhá ˇcást funkˇcn´ıho bloku FB1 je principiálnˇe stejná jako prvn´ı, která ovládá skuteˇcnou lokomotivu. Jedin´ y zásadn´ı rozd´ıl oproti ˇr´ızen´ı skuteˇcné lokomotivy spoˇc´ıvá v urˇcen´ı momentu, kdy se lokomotiva pˇresune z jednoho trat’ového u ´seku do druhého a s n´ım souvisej´ıc´ı potˇrebné nastaven´ı registr˚ u. V pˇr´ıpadˇe skuteˇcné lokomotivy staˇc´ı sledovat stav následuj´ıc´ıho trat’ového u ´seku, do kterého se lokomotiva má pˇresunout tj. staˇc´ı hl´ıdat, kdy se následuj´ıc´ı trat’ov´ yu ´sek stane obsazen´ y. V pˇr´ıpadˇe virtuáln´ı lokomotivy toto nelze a proto bylo nutné virtuáln´ı lokomotivˇe implementovat jednoduché vlastn´ı poˇc´ıtadlo odpoˇc´ıtávaj´ıc´ı dobu, za kterou lokomotiva dan´ yu ´sek projede. Sledován´ı pohybu lokomotivy po virtuáln´ım kolejiˇsti je stejné jako u skuteˇcné lokomotivy. Pˇrejezd z jednoho trat’ového u ´seku do druhého se ale liˇs´ı. Lokomotiva sleduje, kdy se stane trat’ov´ yu ´sek, ve kterém se lokomotiva nacház´ı, neaktivn´ım. V momentˇe, kdy tento okamˇzik nastane, se pˇresune adresa z pamˇeti pro následuj´ıc´ı trat’ov´ yu ´sek do pamˇeti pro aktuáln´ı trat’ov´ yu ´sek. Po tomto pˇresunu se z tabulky trat’ov´ ych u ´seku naˇcte u ´daj o rychlosti, kterou má lokomotiva dan´ y u ´sek projet ´ a u ´daj o délce u ´seku vynásoben´ y hodnotou 0xF F F F h. Udaj o délce je potom pˇresunut do poˇc´ıtadla pouˇz´ıvan´ y k urˇcen´ı délce doby, kterou lokomotiva potˇrebuje k pˇrejezdu tohoto trat’ového u ´seku. Dále se zap´ıˇse pˇr´ıznak obsazenosti trat’ového u ´seku do tabulky v datovém bloku DB4. Potom jsou stejn´ y zp˚ usobem jako u skuteˇcné lokomotivy naˇcteny adresy dvou po sobˇe následuj´ıc´ıch u ´sek˚ u. K urˇcen´ı se délky doby pˇrejezdu daného u ´seku se pouˇz´ıvá 32-bitov´ y registr Timer, do kterého se naˇcte hodnota pˇredstavuj´ıc´ı délku trat’ového u ´seku. Od tohoto registru se odeˇc´ıtá hodnota uloˇzená v registru Virtual Autodata. Hodnota registru Virtual Autodata záleˇz´ı na situaci, ve které se lokomotiva nacház´ı. V pˇr´ıpadˇe, ˇze je ˇr´ızen´ı pˇrepnuto na automatické ˇr´ızen´ı, je hodnota registru Virtual Autodata naˇc´ıtaná z tabulky trat’ov´ ych u ´sek˚ u. V pˇr´ıpadˇe, ˇze má lokomotiva zastavit sv˚ uj pohyb je do registru Virtual Autodata naˇctena hodnota 0. Skuteˇcné a virtuáln´ı kolejiˇstˇe se st´ ykaj´ı ve dvou pevnˇe dan´ ych bodech. Prvn´ı bod tvoˇr´ı trat’ové u ´seky, které jsou v tabulce trat’ov´ ych u ´sek˚ u na adresách 260 a 500. Druh´ ym bodem jsou trat’ové u ´seky zaˇc´ınaj´ıc´ı na adrese 120 a 840. Trat’ov´ yu ´sek na adrese 260 bude zkrácenˇe oznaˇcován u ´sekem 260 a podobnˇe budou oznaˇcovány i ostatn´ı trat’ové u ´seky. Pˇrechod mezi virtuáln´ı a reálnou ˇcást´ı je rozdˇelˇen na pˇrechod z reálné ˇcásti do virtuáln´ı a na pˇrechod z virtuáln´ı ˇcásti do reálné. Pˇrechod z reálné ˇcásti do virtuáln´ı se m˚ uˇze uskuteˇcnit ve dvou pˇr´ıpadech. Prvn´ı pˇr´ıpad nastane v


43

momentˇe, kdy lokomotiva vjede z u ´seku 270 do u ´seku 260. Druh´ y pˇr´ıpad nastane, kdyˇz lokomotiva vjede z u ´seku 110 do u ´seku 120. Pokud nastane prvn´ı pˇr´ıpad, zjist´ı se obsazenost odstavného nádraˇz´ı ”Editta”. Pokud jsou vˇsechny koleje volné, nastav´ı se v´ yhybky tak, ˇze lokomotiva pˇrijede na tˇret´ı kolej. V pˇr´ıpadˇe, ˇze tˇret´ı kolej nen´ı volná, pˇrestav´ı se v´ yhybky na prvn´ı kolej. Pokud je obsazena i prvn´ı kolej v´ yhybky se pˇrestav´ı na druhou kolej. V pˇr´ıpadˇe, ˇze nen´ı volná kolej, lokomotiva se zastav´ı a bude stát na vstupu do nádraˇz´ı. Po nastaven´ı v´ yhybek skuteˇcná lokomotiva automaticky odjede na odstavné nádraˇz´ı ”Editta”. Pˇri pˇrechodu z reálné ˇcásti do virtuáln´ı je nutné pˇredat ˇr´ızen´ı lokomotivy automatu, kter´ y provede pˇrejezd z reálné ˇcásti do virtuáln´ı. Druh´ y pˇr´ıpad je stejn´ y jako prvn´ı, rozd´ıl je pouze v prioritˇe odstavn´ ych kolej´ı na nádraˇz´ı ”Editta”’. Jako prvn´ı se testuje na obsazenost prvn´ı koleje, potom tˇret´ı koleje a na konec koleje druhé. Signál k pˇrechodu z virtuáln´ı ˇcásti do reálné se objev´ı v momentˇe, kdy se stane aktivn´ım trat’ov´ yu ´sek 840 nebo 500. Pˇri pˇrechodu z virtuáln´ı ˇcásti do reálné se nejprve zjist´ı, na které koleji lokomotiva stoj´ı a zda v´ yhybky nejsou uzamˇceny. Pokud v´ yhybky nejsou uzamˇceny, pˇrestav´ı se na kolej, na které stoj´ı lokomotiva. Po pˇrestavˇen´ı v´ yhybek se lokomotiva rozjede. Vjezdem do trat’ového u ´seku 120 resp. 260 se ukonˇc´ı aktivita trat’ového u ´seku 840 resp. 500. Pˇrechod z virtuáln´ı ˇcásti do reálné mus´ı provést automat lokomotivy. 5.2.2.2

Funkˇ cn´ı blok FB2, FB4, FB6 a FB8 - Vlakov´ e cesty

Funkˇcn´ı bloky FB2 a FB4 stav´ı jednotlivé vlakové cesty mezi sousedn´ımi nádraˇz´ımi. Stavba vlakové cesty prob´ıhá následuj´ıc´ım zp˚ usobem. Nejprve zkontroluje volnost a zamknut´ı trat’ov´ ych u ´sek˚ u mezi sousedn´ımi nádraˇz´ımi. Pokud je nˇekter´ y z trat’ov´ ych u ´sek˚ u obsazen, ukonˇc´ı se stavba vlakové cesty. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe se provede se kontrola zamknut´ı v´ yhybek. Pokud jsou v´ yhybky volné, zjist´ı se, na následuj´ıc´ım nádraˇz´ı, na kter´ y má pˇrijet lokomotiva, je volná kolej. Pokud je na nádraˇz´ı alespoˇ n jedna volná nezamknutá kolej, provede se stavba vlakové cesty. Zamkne se jedna volná kolej na pˇr´ıjezdovém nádraˇz´ı. Systém v´ ybˇeru volné koleje pro zamknut´ı je proveden tak, ˇze se jako prvn´ı vybere kolej, která se pˇr´ımá. Jestliˇze pˇr´ımá kolej nen´ı volná, vybere se nejbliˇzˇs´ı volná kolej. Po zamknut´ı volné koleje se provede pˇrestaven´ı v´ yhybky na zamknutou kolej a zamkne se i v´ yhybka. Dále se provede zamknut´ı celého u ´seku mezi nádraˇz´ımi. Následnˇe na to, se zjist´ı v´ ychoz´ı kolej nádraˇz´ı, ze kterého lokomotiva bude odj´ıˇzdˇet a pˇrestav´ı se v´ yhybky na ni a zamknou se. Nakonec se nastav´ı svˇetla na vˇsech semaforech na dané vlakové cestˇe. Po nastaven´ı semafor˚ u m˚ uˇze lokomotiva dostat povel k rozjezdu. Tento povel dává operátor. Funkˇcn´ı bloky FB2 a FB6 stav´ı vlakové cesty pro lokomotivu BR221 a funkˇcn´ı bloky FB4 a FB8 stav´ı vlakové cesty pro lokomotivu V180.


5.2.3

Funkce FC

5.2.3.1

Funkce FC100 - zpracov´ an´ı dat pˇ rijat´ ych po RS232

44

Funkce FC100 provád´ı zpracován´ı dat pˇrijat´ ych po sériovém kanálu v modulu WAGO 750-650. Z tohoto modulu jsou data naˇctena funkc´ı SFC14 a uloˇzena do datového bloku DB1. Celková velikost dat je 36B. Tyto data obsahuj´ı informaci o stavech trat’ov´ ych u ´seku. Model tyto data pos´ılá jako jeden celek zakonˇcen´ y znaˇckou signalizuj´ıc´ı konec dat. Touto znaˇckou jsou tˇri byte s hodnotou 0xF F h. Pˇrijatá data se skládaj´ı z trojice byt˚ u obsahuj´ıc´ı adresu, data a kontroln´ı souˇcet. Zpracován´ı dat se provád´ı následuj´ıc´ım zp˚ usobem. Naˇctou se tˇri byty, provede XOR souˇcet prvn´ıch dvou byt˚ u, tj. adresy a dat a v´ ysledek se porovná se tˇret´ım bytem. Pokud se sobe rovnaj´ı, pˇrijatá data jsou správná a mohou b´ yt podle nich modifikována data v tabulce trat’ov´ ych u ´sek˚ u. V pˇr´ıpadˇe, ˇze se nerovnaj´ı, data se zahod´ı a pokraˇcuje se dále ve zpracováván´ı. 5.2.3.2

Funkce FC101 - Ovl´ ad´ an´ı v´ yhybek

Funkce FC101 provád´ı dvˇe hlavn´ı ˇcinnosti. Prvn´ı hlavn´ı ˇcinnost´ı funkce FC101 je aktualizace dat v datovém bloku DATARS232 podle zmˇeny stav˚ u v´ yhybek reálného kolejiˇstˇe. Obsah datového bloku se potom pos´ılá po RS232 mikrokontroléru v modelu. Aktualizace dat v datovém bloku se provád´ı pouze pokud dojde ke zmˇenˇe stavu. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe aktualizace neprob´ıhá a neˇzádá se o poslán´ı i tˇechto dat po RS232. Druhou hlavn´ı ˇcinnost´ı funkce je aktualizace dat v tabulce u ´sek˚ u. Kaˇzd´ yu ´sek v tabulce trat’ov´ ych u ´sek˚ u má ve svém záznamu adresu svého pˇredcházej´ıc´ıho souseda a následuj´ıc´ıho souseda. Pokud je u ´sek posledn´ı v jednom ˇci druhém smˇeru, tak m´ısto adresy v pˇr´ısluˇsném smˇeru je koncová znaˇcka 0xF F F F h. Tohoto systému znaˇcen´ı ´ navazován´ı u ´seku se vyuˇz´ıvá pˇri pˇrestavován´ı v´ yhybek. Usek, kter´ y nen´ı v´ yhybkou spojen s v´ ystupn´ım u ´sekem nádraˇz´ı má v pˇr´ısluˇsném smˇeru znaˇcku 0xF F F F h. Pokud bude tento u ´sek správnˇe spojen s v´ ystupn´ım u ´sekem bude m´ıt v pˇr´ısluˇsném smˇeru adresu u ´seku, kter´ y obsahuje v´ yhybky. 5.2.3.3

Funkce FC102 - Zamyk´ an´ı a odemyk´ an´ı v´ yhybek

Funkce FC102 provád´ı zamykán´ı a odemykán´ı v´ yhybek podle stavu 8b registr˚ u pˇr´ıznak˚ u, kter´ y má kaˇzdá vyhybka. Stavy jednotliv´ ych bit˚ u v tˇechto registrech aktualizuj´ı jednotlivé funkce a funkˇcn´ı bloky programu. Pokud je alespoˇ n jeden z bit˚ uv registru ve stavu log. 1, potom funkce FC102 provede uzamknut´ı v´ yhybky tj. nastav´ı pˇr´ıznak uzamˇcen´ı v 8b registru 21 a 23 v datovém bloku DB3. Registr 21 a 23 je


45

pamˇet, kde jsou uloˇzeny pˇr´ıznaky pro celé skupiny v´ yhybek, které spolu na kolejiˇsti soused´ı. Následuj´ıc´ı tabulka ukazuje sdruˇzen´ı semafor˚ u a v´ yhybek do skupin. 5.2.3.4

Funkce FC106 - Inicilizace tabulky trat’ov´ ych u ´ sek˚ u

Funkce FC106 provád´ı inicializaci modelu nebo pˇri reinicializaci modelu nastaven´ı tabulky trat’ov´ ych u ´sek˚ u do základn´ıho stavu. 5.2.3.5

Funkce FC107 - Ovl´ ad´ an´ı semafor˚ u

Funkce FC107 ovládá vˇsechny semafory jak ve virtuáln´ım a tak v reáln´ ym kolejiˇsti. V pˇr´ıpadˇe, ˇze byly zmˇenˇeny stavy semafor˚ u, které jsou na skuteˇcném kolejiˇsti, funkce FC107 provede aktualizaci dat semafor˚ u v datovém bloku DataRS232, jehoˇz obsah se potom odeˇsle po RS232. V modelu ˇzeleznice se pouˇz´ıvá odjezdov´ y semafor a vjezdov´ y semafor. Svˇetlo

Popis v´ yznamu

Zelená Volno ˇ Cerven´ a St˚ uj a zákaz posunu B´ıla ˇ a Zlut´

Posun dovolen Maximáln´ı povolená rychlost 40km/h Tabulka 5.7: Odjezdov´ y semafor

Svˇetlo

Popis v´ yznamu

Horn´ı ˇzlutá na následuj´ıc´ım návˇest´ı m˚ uˇze b´ yt zmˇena stavu Zelená ˇ Cerven´ a

Volno

Doln´ı ˇzlutá

Maximáln´ı povolená rychlost 40km/h

St˚ uj

Tabulka 5.8: Vjezdovy semafor Odjezdové semafory (tab. 5.7) jsou sdruˇzené pro vˇsechny koleje na nádraˇz´ı, ze kter´ ych povoluj´ı odjezd z nádraˇz´ı na ˇsirou trat’. Základn´ım stavem na vˇsech semaforech je ˇcervená. Pokud na semaforu sv´ıt´ı pouze ˇcervené svˇetlo, je zakázán odjezd vlaku z nádraˇz´ı dan´ ym smˇerem a zakázán posun v dané ˇcásti nádraˇz´ı. Pokud sv´ıt´ı zelené svˇetlo na semaforu, vlak m˚ uˇze opustit nádraˇz´ı. V pˇr´ıpadˇe, ˇze se zelen´ ym svˇetlem sv´ıt´ı i doln´ı ˇzluté svˇetlo, vlak m˚ uˇze je maximáln´ı rychlost´ı 40km/h. Rozsv´ıcené b´ılé svˇetlo dovoluje posun v daném u ´seku nádraˇz´ı. Vjezdov´ y semafor (tab. 5.8) dovoluje vlaku, kter´ y se nacház´ı na ˇsiré trati pˇrijet na nádraˇz´ı. Pokud na semoforu sv´ıt´ı pouze ˇcervená barva, mus´ı vlak zastavit pˇred


46

semaforem a ˇcekat aˇz mu bude dovolen vjezd na nádraˇz´ı. Pokud sv´ıt´ı pouze zelené svˇetlo, vlak má volno a m˚ uˇze pˇrijet na nádraˇz´ı. V pˇr´ıpadˇe, ˇze na semaforu sv´ıt´ı zelené svˇetlo spolu se ˇzlutou, vlak pˇrij´ıˇzdˇej´ıc´ı na nádraˇz´ı m˚ uˇze pˇrijet na nádraˇz´ı, ale maximáln´ı vjezdová rychlost je 40km/h. Tato svˇetelná kombinace se pouˇz´ıvá u situac´ı, kdy vlak bude uh´ ybat z pˇr´ımé koleje na postran´ı a v´ yhybky nedovoluj´ı pˇrejezd maximáln´ı povolenou rychlost´ı v daném trat’ovém u ´seku. Rozsv´ıcené horn´ı ˇzluté svˇetlo znaˇc´ı, ˇze na následuj´ıc´ım návˇest´ı bude zmˇena stavu.

5.2.4

Hlavn´ı program

Hlavn´ı program se skládá z nˇekolika jednoduch´ ych ˇcást´ı, které zajiˇst’uj´ı ˇr´ızen´ı celého modelu ˇzeleznice. Ihned po spuˇstˇen´ı se provede inicializace modulu sériového kanálu WAGO 785-650, potom se z inicializuje obsah pamˇeti PLC a nakonec inicializace se provede prvotn´ı pˇrenos dat do modelu ˇzeleznice, ˇc´ımˇz se nastav´ı v´ yhybky a semafory do základn´ı polohy. Po inicializaci se zaˇcne komunikovat prostˇrednictv´ım modulu Wago 750-650 s modelelem po RS232. Komunikace mezi modelem ˇzeleznice a PLC prob´ıhá tak, ˇze kaˇzd´ ych cca 200ms PLC poˇsle paket s daty a s poˇzadavkem na zpˇetné poslan´ı nov´ ych dat ze sn´ımaˇc˚ u. Pos´ılaná datová struktura paketu se nachaz´ı v datovém bloku DB2 a je znázornˇena tabulkou tab. 5.9. Prvn´ı tˇri byte jsou poˇzadavek pro poslán´ı nov´ ych dat z sn´ımaˇc˚ u. Dalˇs´ıch ˇsest byte pˇredstavuje dva pˇr´ıkazy pro lokomtivy BR221 a V180. Následuj´ıc´ıch 12 byte jsou data, které v sobˇe nesou informace o poloze v´ yhybek v kolejiˇsti. Posledn´ıch 36 byte jsou informace o stavu svˇetel na semaforech. Vˇetˇsinou se nepos´ılá celá datová struktura, ale jenom ˇcást. Velikost pos´ılaného paketu je ovlivnˇena zmˇenami dat, které se t´ ykaj´ı v´ yhybek a semafor˚ u. Pokud doˇslo bˇehem scancyklu PLC ke zmˇenˇe polohy v´ yhybky, poˇslou se i vˇsechna data urˇcuj´ıc´ı polohu v´ yhybek. V pˇr´ıpadˇe, ˇze doˇslo ke zmˇenˇe stavu svˇetel na semaforech je poslán paket o maximáln´ı velikosti tj. jsou poslána vˇsechna data. Hlavn´ı program v PLC prob´ıhá následovnˇe. Nejprve se naˇctou data. Naˇcten´ı dat trvá 8 aˇz 9 scancykl˚ u PLC podle toho jak jsou data naˇc´ıtána z modulu WAGO 750650. Bˇehem naˇc´ıtan´ı dat z modulu WAGO 750-650 je celé ˇr´ızen´ı modelu ˇzeleznice zastaveno tj. nevolaj´ı se ˇzádné jiné funkce neˇz SFC14 a SFC15. Funkce SFC14 naˇc´ıtá data z modulu WAGO 750-650 a funkce SFC15 do nˇej zapisuje. V pˇr´ıpadˇe, ˇze je naˇcteno 36B dat, otestuje se koncová znaˇcka pˇrenosu dat. Koncovou znaˇcku dat jsou tˇri po sobˇe jdouc´ı byte s hodnotou 0xF F h. V pˇr´ıpadˇe u ´spˇeˇsného testu se zpracuj´ı pˇrijatá data pomoc´ı funkce FC100. Potom se podle stavu vstupn´ıch promˇenn´ ych zavolaj´ı jiˇz zmiˇ nované funkˇcn´ı bloky a funkce. K ovládán´ı lokomotivy BR221 se


47

Adresa zaˇr´ızen´ı

Data

CRC

Popis

0x10h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

rychlost lokomotivy BR221

0x11h

DDDDDDDDD

CCCCCCCC

rychlost lokomotivy V180

0x20h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 1 − 4

0x21h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 4 − 8

0x22h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 9 − 12

0x23h

0000DDDDD

CCCCCCCC

v´ yhybky 13 − 15

0x40h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.6

0x41h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.8

0x42h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.7

0x43h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.11

0x44h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.3

0x45h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.4

0x46h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.12

0x47h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.5

0x48h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.1

0x49h

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.2

0x4Ah

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.10

0x4Bh

0000DDDDD

CCCCCCCC

semafor ˇc.19

Tabulka 5.9: Data urˇcená k pˇrenosu do modelu v hlavn´ım programu volá funkˇcn´ı blok FB1 s datov´ ym blokem DB5, k ovládán´ı lokomotivy V180 se volá funkˇcn´ı blok FB1 s datov´ y blokem DB10. Následnˇe na to se provede aktualizace stavu v´ yhybek a semafor˚ u zavolán´ım funkc´ı FC101 a FC107. Kdyˇz je lokomotiva BR221 ˇr´ızena pomoc´ı pˇredprogramované vlakové cesty, zavolá se jeˇstˇe pˇred funkˇcn´ım blokem FB1 funkˇcn´ı blok FB2 nebo FB6. U lokomotivy V180 je to podobnˇe, jedin´ y rozd´ıl je v tom, ˇze se zavolaj´ı funkˇcn´ı blok FB4 nebo FB8. Pos´ılán´ı dat do modelu ˇzeleznice po RS232 se zaˇc´ıná provádˇet vˇzdy kaˇzd´ y 30. scancyklus. Bˇehem pˇrenosu se opˇet volaj´ı pouze funkce SFC14 a SFC15 pomoc´ı kter´ ych se odeˇslou data z datového bloku DB2. Doba odes´ılán´ı vˇsech dat záleˇz´ı na velikosti pos´ılaného paketu. Délka paketu je ovlivnˇena zmˇenami poloh v´ yhybek a zmˇenami stav˚ u svˇetel semafor˚ u. Maximáln´ı délka paketu je 66B.

Kapitola 6 Visualizace 6.1

Konfigurace I/O serveru S7

Ke komunikaci mezi PLC automatem a aplikac´ı visualizaˇcn´ıho prostˇred´ı InTouch je tˇreba nakonfigurovat DDE server S7. Po spuˇsten´ı DDE serveru se menu zvol´ı poloˇzka Configure / Topic definition / New.. . Po zvolen´ı poloˇzky ”New” se objev´ı následuj´ıc´ı okno, ktere se vypln´ı, pˇresnˇe tak jak je uvedeno na obrázku.

Obrázek 6.1: Nastaven´ı DDE serveru 48

KAPITOLA 6. VISUALIZACE

49

Dále je nutné v project manageru Simaticu nahrát projekt PC S7-connection do karty v poˇc´ıtaˇci. Projekt uˇz byl vytvoˇren v rámci v´ yuky a je nahrán na CD.

Obrázek 6.2: Nastaven´ı karty v poˇc´ıtaˇci Pro dalˇs´ı práci je nutné si zapamatovat si obsah pol´ıˇcka Topic Name, které bude potˇreba jeˇstˇe pˇri konfiguraci visualizaˇcn´ıho prostˇred´ı InTouch.

6.2 6.2.1

Visualizace v prostˇ red´ı InTouch Z´ akladn´ı nastaven´ı v prostˇ red´ı InTouch

Pˇri zaloˇzen´ı projektu ve visualizaˇcn´ım prostˇred´ı je nutné nakonfigurovat pˇr´ıstupov´ y bod do DDE serveru. Konfigurace se provede podle obrázku obr. 6.3.


50

Obrázek 6.3: Konfigurace pˇr´ıstupového bodu

6.2.2

Visualizace

Visualizace slouˇz´ı jako komunikaˇcn´ı rozhran´ı mezi operátorem a ˇr´ıdic´ım systémem. Pro visualizaci modelového kolejiˇstˇe byla zvolena jako podkladová barva ˇcerná, stejnˇe jako je pouˇzita i ve skuteˇcnosti napˇr. na Hlavn´ım nádraˇz´ı v Praze. Pokud je kolej volná, kolej je znázornˇena ˇsedivou barvou a v pˇr´ıpadˇe, ˇze kolej je obsazena je tato barva svˇetle ˇsedá. Dále pˇri zobrazován´ı obsazenosti koleje na nádraˇz´ı je jeˇstˇe zobrazen symbol lokomotivy, která je na dané koleji. Zobrazen´ı semaforu je stejné jako ve skuteˇcnosti. Po spuˇstˇen´ı se objev´ı hlavn´ı okna visualizace, které funguje jako rozcestn´ık. Odtud se operátor dostane dostane na vˇsechny okna ve visualizaci. Systém obrazovek je vytvoˇren tak, ˇze vˇsechny okna nádraˇz´ı jsou mezi sebou propojeny. V´ yhodou tohoto systému je fakt, ˇze na pˇrepnut´ı z jednoho nádraˇz´ı na druhé postaˇc´ı pouze jedno kliknut´ı myˇsi. Nav´ıc z kaˇzdého okna se nechá otevˇr´ıt okno s ovládán´ım jak lokomotivy BR221 tak i lokomotivy V180. Dále je moˇzné z kaˇzdého nádraˇz´ı dostat na okno, kde je zobrazen souhrnn´ y pohled na celé kolejiˇstˇe. 6.2.2.1

Visualizace n´ adraˇ z´ı

Vˇsechna nádraˇz´ı jsou zobrazována stejné stylu. Pod názvem stanice se nacház´ı panel s tlaˇc´ıtky, pomoc´ı kterého se operátor lehce pˇrepne na poˇzadovanou obrazovku. Vedle tohoto panelu je jeˇste jeden mal´ y panel, kter´ y pˇrep´ıná na dvˇe servisn´ı obrazovky. Prvn´ı servisn´ı obrazovka zobrazuje odstavné nádraˇz´ı ”Editta”, kam se odstavuj´ı lokomotivy pˇri vjezdu lokomotivy do virtuáln´ı ˇcásti kolejiˇstˇe. Druhá obrazovka slouˇz´ı k zobrazen´ı stavu pouze skuteˇcného modelu ˇzeleznice. Ovládan´ı semafor˚ u se provád´ı


51

kliknut´ım na svˇetlo semaforu, které se má rozsv´ıtit. Zmˇenou stavu jednoho svˇetla se mohou zmˇenit i stavy ostatn´ıch semafor˚ u. V´ yhybky se ovládaj´ı podobnˇe jako semafory. Zmˇena polohy v´ yhybky se provede kliknut´ım na pˇr´ısluˇsnou v´ yhybku. Pokud je v´ yhybka zamknuta, nezobraz´ı se obdéln´ık okolo ovládac´ıho prvku v´ yhybky. V pˇr´ıpadˇe, ˇze operátor chce pˇresunout v´ yhybku pˇrestoˇze je zamknuta, mus´ı v´ yhybku nejprve odemknout pomoc´ı tlaˇc´ıtka ”Emergency”’ a potom m˚ uˇze provést zmˇenu. V momentˇe, kdy do vjezdového trat’ového u ´seku vjede lokomotiva, zesvˇetlá dan´ y trat’ov´ y u ´sek. Po vjezdu lokomotivy na jednu z kolej´ı nádraˇz´ı, pˇr´ısluˇsná kolej se zesvˇetlá a uprostˇred koleje se objev´ı obrázek lokomotivy, která vjela do daného u ´seku. Po opuˇsten´ı koleje obrázek zmiz´ı.

Obrázek 6.4: Visualizace nádraˇz´ı Marketta

6.2.2.2

Visualizace cel´ eho modelu kolejiˇ stˇ e

Zobrazen´ı celého modelu kolejiˇstˇe se nese ve stejném stylu jako jsou zobrazeny nádraˇz´ı. Koleje jsou naznaˇceny tmavˇe ˇsedou ˇcárou. Obsazen´ y trat’ov´ yu ´sek je zobrazen svˇetle ˇsedou ˇcárou. U kaˇzdého nádraˇz´ı je tlaˇc´ıtko, po jehoˇz stiknut´ı se operátor dostane na obrazovku daného nádraˇz´ı. Dále se na obrazovce nacház´ı stejn´ y panel jako u obrazovek nádraˇz´ı, kter´ y slouˇz´ı k rychlému pˇrep´ınán´ı mezi jednotliv´ ymi obrazovkami.


52

Obrázek 6.5: Visualizace celého modelu 6.2.2.3

Ovl´ adan´ı lokomotivy BR221 a V180

Kaˇzdá lokomotivy má svoje ovládac´ı okno, které je rozdˇelˇeno na dvˇe ˇcásti. Prvn´ı ˇcást se nacház´ı v levé polovinˇe okna a slouˇz´ı k ˇr´ızen´ı pohybu lokomotivy. Druhá ˇcást,která se nacház´ı v pravé polovinˇe je urˇcená ke stavbˇe pˇredprogramovan´ ych vlakov´ ych cest.

Obrázek 6.6: Ovládán´ı lokomotivy BR221 Vzhledem k tomu, ˇze lokomotiva se pohybuje jak reálné ˇcásti kolejiˇstˇe tak i ve virtuáln´ı ˇcásti, tak bylo nutné pouˇz´ıt dvˇe tlaˇc´ıtka STOP. Jedno tlaˇc´ıtko je urˇceno pro lokomotivu ve virtuáln´ı ˇcásti, druhé tlaˇc´ıtko STOP je urˇceno pro lokomotivu na skuteˇcném kolejiˇsti. Ostatn´ı ovládac´ı prvky tj. tachometr, slider, pˇrep´ınán´ı smˇeru j´ızdy se pˇri pˇrejezdu z virtuáln´ı ˇcásti do reálné a opaˇcnˇe pˇrep´ınaj´ı na lokomotivu,


53

která je zrovna aktivn´ı tj. pokud je lokomotiva ve virtuáln´ı ˇcásti tak se ovládac´ı prvky vztahuji k virtuáln´ı lokomotivˇe a pokud je lokomotiva ve reálné ˇcásti kolejiˇstˇe pak se ovládac´ı prvky vztahuj´ı k skuteˇcné lokomotivˇe.

Kapitola 7 Z´ avˇ er ˇ sen´ı diplomové práce bylo rozdˇelˇeno na tˇr´ı na sebe navazuj´ıc´ı ˇcásti. Prvn´ı ˇca´st Reˇ ˇreˇsen´ı se zab´ yvala stavbou modelu kolejiˇstˇe. Druhá ˇcást se vˇenovala ˇr´ıdic´ımu algoritmu v PLC Simatic S7-315 2DP a tˇret´ı ˇcást ˇreˇsen´ı diplomové práce se zab´ yvala vytvoˇren´ım visualizace jak reálného modelu kolejiˇstˇe tak i virtuáln´ıho. Stavba modelu ˇzeleznice prob´ıhala po ucelen´ ych etapách. Nejprve bylo postaveno kolejiˇste na desce stolu o ˇs´ıˇrce 1,2 m a délce 2,4 m. Ke stavbˇe kolejiˇste bylo pouˇzito ”modelové kolejivo” velikosti TT tj. model ˇzeleznice je zmenˇsen oproti skuteˇcnosti v pomˇeru 1:120. K pˇrestavován´ı v´ yhybek byly pouˇzity pˇrestavn´ıky vyuˇz´ıvaj´ıc´ı k pˇresunu v´ yhybky posuvn´ y mostek posunovan´ y motorkem . Odbˇer jednoho motorku pˇri normáln´ı provozu je pr˚ umˇernˇe 300 mA. Pˇri pˇrestavován´ı vˇsech 15 v´ yhybek se pr˚ umˇern´ y celkov´ y odbˇer proudu rovná hodnotˇe 4,5 A. Dále bylo v modelu pouˇzito 12 ˇctyˇrsvˇeteln´ ych semafor˚ u. Kaˇzdé nádraˇz´ı má na svém vstupu jeden vjezdov´ y semafor a jeden odjezdov´ y semafor. Kv˚ uli sledován´ı pohybu lokomotivy po kolejiˇsti je celé kolejiˇstˇe rozˇrezáno na trat’ové u ´seky, které jsou napájeny z DCC zesilovaˇce vˇzdy pˇres proudov´ y sn´ımaˇc. K ˇr´ızen´ı pohybu lokomotiv byl pouˇzit systém Digital Command Control, kter´ y lokomotivám prostˇrednictv´ım kolej´ı pos´ılá pakety s pˇr´ıkazy. V kaˇzdé lokomotivˇe je dekodér tˇechto paket˚ u, kter´ y zajist´ı splnˇen´ı pˇrijat´ ych pˇr´ıkaz˚ u. Vzhledem k tomu, ˇze PLC bylo pˇr´ıliˇs pomalé na generován´ı tˇechto pˇr´ıkaz˚ u, byl mezi model a PLC vloˇzen elektronick´ y systém. Tento elektronick´ y systém funguje jako ˇr´ıdic´ı elektronika modelu a komunikaˇcn´ı rozhran´ı mezi modelem a nadˇr´ızen´ ym systémem. Komunikace mezi nadˇr´ızen´ ym systémem a modelem ˇ ıdic´ı elektronika modelu prob´ıhá po sériovém kanálu RS232 rychlost´ı 9600 Baud/s. R´ je schopna od nadˇr´ızeného systému pˇrij´ımat pˇr´ıkazy pro obˇe lokomotivy, vˇsechny semafory a v´ yhybky. Nadˇrazenému systému je naopak schopna pos´ılat informace o poloze v´ yhybek a stavech jednotliv´ ych trat’ov´ ych u ´sek˚ u. V pˇr´ıpadˇe, ˇze komunikace mezi nadˇrazen´ ym systém neexistuje tj. nepˇr´ıjde bˇehem 1s ˇzádn´ y poˇzadavek na poslán´ı dat, ˇr´ıdic´ı elektronika odpoj´ı od koleje napájec´ı napˇet´ı. V pˇr´ıpadˇe, ˇze komunikace 54

´ ER ˇ KAPITOLA 7. ZAV

55

mezi modelem a nadˇr´ızen´ ym systémem je pˇr´ıliˇs intenzivn´ı, mikrokontrolér pˇrestane zvládat generován´ı DCC signálu podle normy NMRA 9.2.1 a dojde k zastaven´ı pohybu lokomotiv. Ke komunikaci mezi modelem a okoln´ım svˇetem se pouˇz´ıvá pˇresnˇe ˇ ıdic´ı elektronika je sloˇzena z centráln´ı ˇr´ıdic´ı jednotky a peridefinovan´ y protokol. R´ feri´ı k n´ı pˇripojen´ ych. Jádrem ˇr´ıdic´ı jednotky je mikrokontrolér PIC16F877 od firmy Microchip. Mezi periferie patˇr´ı ovládan´ı v´ yhybek a semafor˚ u, proudové sn´ımaˇce a zesilovaˇc DCC signálu. V´ yˇse zmiˇ nované odpojen´ı kolej´ı od napájen´ı provád´ı DCC zesilovaˇc na pokyn mikrokontroléru PIC16F84. Mikrokontrolér PIC16F84 sleduje vstup zesilovaˇce a v pˇr´ıpadˇe, ˇze nen´ı na vstupu pulsn´ı signál, vydá povel k odpojen´ı. Druhou etapou ˇreˇsen´ı diplomové práce bylo vytvoˇren´ı ukázkového ˇr´ıdic´ıho algoritmu. Poˇcáteˇcn´ı snaha o vytvoˇren´ı systému podobnému jako funguje na skuteˇcné ˇzeleznici ˇ ıdic´ı musela b´ yt korigována, protoˇze postaven´ y model nebyl dostateˇcnˇe rozlehl´ y. R´ program umoˇzn ˇuje lokomotivy ˇr´ıdit bud’ pomoc´ı automatu nebo ruˇcn´ım ˇr´ızen´ım. Obˇe dvˇe lokomotivy maj´ı svoji vlastn´ı logiku, která se sleduje a hl´ıdá pohyb lokomotivy po kolejiˇsti a v pˇr´ıpadˇe hrozby kolize je schopna lokomotivu zastavit. Vnitˇrn´ı logika lokomotivy dále pozná m´ısto, kde lokomotiva pˇrej´ıˇzd´ı z reálné do virtuáln´ı ˇcásti kolejiˇstˇe a doveze skuteˇcnou lokomotivu na odstavné nádraˇz´ı, na kterém lokomotiva ˇceká do doby neˇz se lokomotiva ve vizualizaci vrát´ı zpˇet do skuteˇcného kolejiˇstˇe. Dále ˇr´ıdic´ı program ovládá zhlav´ı nádraˇz´ı. Visualizace je vytvoˇrena ve visualizaˇcn´ım prostˇred´ı InTouch. Visualizace se skládá z hlavn´ı obrazovky, která funguje jako rozscetsn´ık do dalˇs´ıch oken. Ve visualizaci je zobrazen celkov´ y pohled na celé kolejiˇstˇe. Dále jsou zobrazena vˇsechna nádraˇz´ı a ˇr´ıdic´ı panely lokomotiv BR221 a V180. Mezi vˇsemi okny jednotliv´ ych nádraˇz´ı se nechá pˇrep´ınat. V budoucnu lze zapojit sn´ımaˇce koncové polohy pˇrestavn´ık˚ u polohy v´ yhybek na paraleln´ı sbˇernici a zajistit tak lepˇs´ı zpˇetnou vazbu modelu. Mikrokontrolér PIC16F877 jiˇz v sobˇe obsahuje program, kter´ y je schopen pˇreˇc´ıst data o poloze pˇrestavn´ık˚ u a poslat je nadˇr´ızenému systému. Dále je moˇzné model inovovat instalac´ı ovladaˇc˚ u rozpojn´ ych kolej´ı, které byly pˇri stavbˇe modelu zahrnuty do modelu ˇzeleznice. Ovladaˇce se nechaj´ı pˇripojit na port D mikrokontroléru PIC16F877. ˇ ıdic´ı Model ˇzeleznice bude v budoucnu slouˇzit jako model ve cviˇcen´ıch pˇredmˇetu R´ technika. Pˇri ˇr´ızen´ı modelu si studenti budou moci d˚ ukladnˇe procviˇcit programován´ı PLC ve STEP7.

Literatura [1] National Model Railroad association, DCC Standard S-9.1 [online]. Posledn´ı revize 2002-09-05. http://www.dcc.info/standards rps/s91.html. [2] National Model Railroad association, DCC Standard S-9.2 [online]. Posledn´ı revize 2002-09-05. http://www.dcc.info/standards rps/s92.html. [3] National Model Railroad association, DCC - Introduction [online]. Posledn´ı revize 2001-02-14. http://www.nmra.org/beginner/dccbasic.html. [4]

Klub modulové ˇzeleznice ZABABOV, Pˇrestavn´ık Fulgurex, [online]. http://www.zababov.cz/vs/Moduly/Stavby/Fulgurex.htm

[5] PIC16F87X Data Sheet , Philips Semiconductors, leden 2001. (PDF) [6] PIC16F84 Data Sheet , Philips Semiconductors, leden 2001. (PDF) [7] Souˇcástky pro elektrotechniku. Praha: GM electronic, 2002.

56

Dodatek A Pouˇ zit´ e zkratky DCC - Digital Command Control NMRA - National Model Railroad Association I 2 C - Inter Integrated Circuit USART - Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter EEPROM - Electrical Erase Programmable Read Only Memory RAM - Random Access Memory TTL - Tranzistor Tranzistor Logic RISC - Reduced Instruction Set Computer SPI - Serial Peripheral Interface

57

Dodatek B Sch´ emata

58

´ DODATEK B. SCHEMATA

B.1

Sch´ ema centr´ aln´ı ˇ r´ıdic´ı jednotky

59


B.2

Sch´ ema DCC zesilovaˇ ce

60


B.3

Sch´ ema proudov´ ych sn´ımaˇ c˚ u

61


B.4

Sch´ ema ovl´ ad´ an´ı v´ yhybek

62


B.5

Sch´ ema ovl´ ad´ an´ı semafor˚ u

63


B.6

Sch´ ema multiplexoru paraleln´ı sbˇ ernice

64

Dodatek C Obsah CD Pˇriloˇzené CD obsahuje: - katalogové listy nˇekter´ ych pouˇzit´ ych souˇcástek - v´ yvojové prostˇred´ı MPLAB pro PIC16F877 - v´ yvojové prostˇred´ı UIP pro PIC16F84 - program do PLC - aplikace do visualizaˇcn´ıho prostˇred´ı InTouch - programy pro PIC16F877 a PIC16F84 - schémata a tiˇstˇené spoje ˇr´ıdic´ı elektroniky

65

Dodatek D N´ akres kolejiˇ stˇ e

Obrázek D.1: Nákres kolejiˇstˇe

66

Fakulta elektrotechnická. Model železnice

Recommend Documents