Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací generátoru DCC signálu, který umožňuje řízení lokomotiv na modelové železnici na FEL ZČU. V teoretické části této práce jsou rozebrány funkční bloky kolejiště, protokol sběrnice CAN a protokol DCC, se kterými jednotka generátoru pracuje. V praktické části této práce se řeší návrh jednotky, výroba desky plošných spojů a její osazení. Dále se řeší vývoj firmware, způsob generování DCC příkazů pomocí mikrokontroléru, zajištění bezpečnosti a přijímání příkazů ze sběrnice CAN. V závěrečné části práce je popsán způsob použití jednotky pro řízení lokomotiv jak pomocí CAN, tak ručně pomocí tlačítek jednotky. Jednotka je funkční. Do budoucna přichází v úvahu drobná vylepšení jejího firmware.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis is focused on the design and making of a DCC generator for the
control of model trains on a model railroad which is at site of the Faculty of Electrical Engineering of the University of West Bohemia. In the theoretical part of this thesis functional blocks of the model railroad, a CAN bus and the DCC protocol are described. The generator unit operates with both the CAN bus and the DCC protocol. In the practical part of this thesis the design of the unit, the making of the PCB and its soldering are described. Further on the thesis focuses on the firmware, the generation of DCC commands by a microcontroller, receiving commands from CAN bus and taking basic safety measures. At the end of this thesis there is a basic manual on how to control the trains with this unit. The unit is operational although there might be some firmware updates made in the future.
Klíčová slova
CAN, DCC, embedded systém, modelové kolejiště, NXP, řízení lokomotiv, watchdog
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací generátoru DCC signálu, který umožňuje řízení lokomotiv na modelové železnici na FEL ZČU. V teoretické části této práce jsou rozebrány funkční bloky kolejiště, protokol sběrnice CAN a protokol DCC, se kterými jednotka generátoru pracuje. V praktické části této práce se řeší návrh jednotky, výroba desky plošných spojů a její osazení. Dále se řeší vývoj firmware, způsob generování DCC příkazů pomocí mikrokontroléru, zajištění bezpečnosti a přijímání příkazů ze sběrnice CAN. V závěrečné části práce je popsán způsob použití jednotky pro řízení lokomotiv jak pomocí CAN, tak ručně pomocí tlačítek jednotky. Jednotka je funkční. Do budoucna přichází v úvahu drobná vylepšení jejího firmware.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis is focused on the design and making of a DCC generator for the
control of model trains on a model railroad which is at site of the Faculty of Electrical Engineering of the University of West Bohemia. In the theoretical part of this thesis functional blocks of the model railroad, a CAN bus and the DCC protocol are described. The generator unit operates with both the CAN bus and the DCC protocol. In the practical part of this thesis the design of the unit, the making of the PCB and its soldering are described. Further on the thesis focuses on the firmware, the generation of DCC commands by a microcontroller, receiving commands from CAN bus and taking basic safety measures. At the end of this thesis there is a basic manual on how to control the trains with this unit. The unit is operational although there might be some firmware updates made in the future.
Klíčová slova
CAN, DCC, embedded systém, modelové kolejiště, NXP, řízení lokomotiv, watchdog
Navrhněte jednotku pro generování DCC signálu pro modelovou železnici. Jednotka musí splňovat standardizované rozměry jednotek pro správu kolejiště. Dále musí obsahovat rozhraní sběrnice CAN vedené přes UTP kabel pro její komunikaci se zbytkem systému. Protokol DCC je standardizovaný k řízení modelových lokomotiv a tento standard je také nutné dodržet.
Popište systém modelového kolejiště (blokové schéma apod.) a princip sběrnice CAN.
Navrhněte koncept zařízení. Prostudujte nabídku dobře dostupných součástek a konkretizujte zapojení. Při volbě procesorové platformy se zaměřte na nabídku firmy NXP.
Realizujte funkční vzorek po hardwarové stránce.
Naprogramujte firmware procesoru pro plnění požadovaných funkcí jednotky.
Ověřte funkčnost jednotky v systému modelového kolejiště a doplňte práci o její podrobnou specifikaci, která usnadní případné budoucí modifikace.
Zásady pro vypracování
Navrhněte jednotku pro generování DCC signálu pro modelovou železnici. Jednotka musí splňovat standardizované rozměry jednotek pro správu kolejiště. Dále musí obsahovat rozhraní sběrnice CAN vedené přes UTP kabel pro její komunikaci se zbytkem systému. Protokol DCC je standardizovaný k řízení modelových lokomotiv a tento standard je také nutné dodržet.
Popište systém modelového kolejiště (blokové schéma apod.) a princip sběrnice CAN.
Navrhněte koncept zařízení. Prostudujte nabídku dobře dostupných součástek a konkretizujte zapojení. Při volbě procesorové platformy se zaměřte na nabídku firmy NXP.
Realizujte funkční vzorek po hardwarové stránce.
Naprogramujte firmware procesoru pro plnění požadovaných funkcí jednotky.
Ověřte funkčnost jednotky v systému modelového kolejiště a doplňte práci o její podrobnou specifikaci, která usnadní případné budoucí modifikace.
Seznam doporučené literatury
Student si vhodnou literaturu vyhledá v dostupných pramenech podle doporučení vedoucího práce.
Seznam doporučené literatury
Student si vhodnou literaturu vyhledá v dostupných pramenech podle doporučení vedoucího práce.