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Zubehör rund um Rocos Z21 und Zimos MX10

zum Schalten, Fahren und Melden über CAN


Hinweis:

Da sich Zimo leider nicht an die eigene Dokumentation gebunden fühlt, ist es mir nicht möglich, eine 100%ige Kompatibilität zu den Zimo-Geräten zu gewährleisten.


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StromSniffer XL Z21
CAN-digital-Bahn


Der StromSniffer XL Z21





Der StromSniffer XL Z21 ist ein Rückmeldemodul, welches sich an die "großspurigen" 2-Leiterbahner wendet, da diese Module auch sehr große Kurzschlussströme aushalten können.

Als kleines Extra bietet das Modul auch eine Extrafunktion für den Garten-Betrieb.

Den StromSniffer XL Z21 gibt es in verschiedenen Bestückungsvarianten. Verfügbar sind derzeit: Eine kleine Variante, die Ströme bis zu 5A messen und auswerten, sowie eine große Variante, die den Strombereich bis zu 10A abdecken kann.

Die Kurzschlussfestigkeit für kurzzeitige Überlastungen bis zu einigen Sekunden liegt bei beiden Versionen bei einem vielfachen des Nennstroms. Lediglich die Leiterbahnen und die Schraubklemmen sind hier die begrenzenden Bauteile, denn selbst bei sehr großen Strömen gibt es - anders als beim Einsatz von Dioden - für die Belegterkennung keinen nennenswerten Spannungsabfall an den Sensoren, wodurch auch keine Wärme entsteht. Es werden somit auch keine Kühlkörper mit einem entsprechenden Platzbedarf benötigt. Der Stromsensor arbeitet nahezu ohne einen Spannungsabfall, selbst bei einem Strom von 10A fallen über den Chip rechnerisch gerade einmal 12mV ab.

Neben der eigentlichen Rückmeldung verfügt das Modul noch zusätzlich über ein paar besondere Extras.


Die "Simulation":

Wie alle anderen Rückmeldemodule kann natürlich auch dieses Modul für Testzwecke die Meldungen simulieren.


Die "Regen-Funktion":

Durch Schalten einer Magnetadresse kann die Empfindlichkeit der Eingänge auf einen anderen, vorher eingestellten Strom-Wert schnell im Betrieb umgeschaltet werden.


Die "Störungs-Meldungen":

Jeder Abschnitt kann eine eigene Störmeldung bei einem individuell einstellbaren Stromwert generieren. Zusätzich kann das System ( die Z21 ) auf Wunsch durch ein weiteres CAN-Telegramm abgeschaltet werden. Die Störung ist auch am Modul durch eine blinkende LED erkennbar. Eine erkannte Störung muss aktiv zurückgesetzt werden.


Die "Betriebsspannungsüberwachung":

Sinkt die Betriebsspannung zu weit ab, friert das Modul ein und die grüne LED blinkt schnell. Die Störung kann über das Tool ausgelesen und zurückgesetzt werden.


Natürlich sind auch die Reaktionszeiten für die Meldungen - wie bei allen anderen Rückmeldemodulen des CAN-digital-Bahn Systems - individuell programmierbar. Als kleine Hilfe verfügt das Modul auch über Leuchtdioden. Dabei zeigen die vier mittleren LEDs den Status des Gleisanschlusses an. Ist die LED aus, ist das Gleis frei, leuchtet sie dauernd, ist das Gleis nur belegt. Blinkt die LED, ist in diesem Abschnitt eine Störung erkannt worden. Dieses Blinken muss per Magnetadresse oder durch Betriebsspannungsausschalten zurückgesetzt werden.


Die Module verfügen über vier Anschlüsse und erkennen - abhängig von der gewählten Variante - als kleinsten Stromfluss 20mA (5A) bzw. 40mA (10A) in einem Gleisabschnitt als Belegtmeldung. Dabei ist der Wert, ab dem eine Besetztmeldung erkannt werden soll, in Schritten von 5mA frei einstellbar bis hoch zum maximalen Stromwert.



Anschluss:


Eine zusätzliche Stromversorgung für den StromSniffer XL Z21 ist nicht erforderlich, diese erfolgt aus dem Netzwerkkabel heraus und muss 12Volt DC betragen.



Achtung: Der Anschluss an ein MX10 muss über einen StartPunkt Z21 erfolgen, da der StromSniffer XL Z21 nur auf eine Betriebsspannung von 12 Volt und nicht von 30 Volt des Zimo-CAN ausgelegt ist.



Wird die Spannung zu groß gewählt, kann das Modul zerstört werden. Sinkt die Spannung aufgrund großer Leitungslängen im Garten oder vieler Steckverbindungen in einem Systemaufbau auf unter 9Volt ab, stellt der StromSniffer XL den Betrieb ein und die gelbe LED fängt an, schnell zu blinken (Betriebsspannungsüberwachung). Das Modul ist zwar dann noch per CAN erreichbar, aber es werden die Anschlüsse nicht mehr ausgewertet. Diese Fehlermeldung kann durch Abschalten der Betriebsspannung oder über das Service-Tool zurückgesetzt werden, womit auch nur kurzzeitige Einbrüche der Betriebsspannung dem Anwender auffallen werden.


Die Gleisabschnitte, die als belegt gemeldet werden sollen, werden an den vier Anschlusspunkten des StromSniffers XL angeschlossen.


An jedem StromSniffer muss auch ein Mal die Gleisspannung angeschlossen werden. Dies dient der Erkennung, ob die Gleisspannung eingeschaltet ist. Liegt an diesem Anschluss keine Spannung an, erfolgt keine Auswertung der Anschlüsse auf eine Belegtmeldung. Für diese Spannungsüberwachung verfügt einer der Anschlüsse über eine dritte Schraubklemme. Da jeder der Eingänge des StromSniffers galvanisch zum Systembus getrennt ist, kann ohne Probleme jeder Anschluss an einem anderen Stromkreis/ Booster verwendet werden. Es gibt allerdings nur einen Freez-Anschluss!

Der Anschluss eines Gleisabschnitts ist denkbar einfach und im folgenden Bild einmal systematisch dargestellt:

Wer den StromSniffer XL Z21 an nur einem Boosterkreis betreiben möchte muss diesem Schema folgen:

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Adressen & Codierung:

Wichtig bei der Codierung ist, dass die Adresse 0 ( alle Schalter auf „off“ ) für die Configuration des StromSniffers XL Z21 über das Service Tool von Roco reserviert ist.

Das Adressieren der StromSniffer XL Z21 per Codierschalter beginnt, wie beim normalen Zählen, mit der Zahl 1, was, wie aus der Tabelle ersichtlich ist, der Einstellung Schalter 1 auf ON entspricht.

Beispiel:

Steht die Adresse auf 1, so belegen die vier Anschlüsse die ersten vier Rückmeldungen des Moduls und die Störmeldungen die zweiten vier Adressen. Es werden also mindestens acht Rückmeldeadressen für den Betrieb eines StromSniffers XL Z21 mit den vier Anschlüssen belegt!

Die weitere Codierung der Modul-Adressen erfolgt in der BCD-Zählweise, wie sie in der Tabelle dargestellt ist.

Selbstverständlich können Sprünge bei der Vergabe der Adresse gemacht werden, so dass man die Anlage in unterschiedliche Zahlenbereiche aufteilen kann, es gibt hier keine Einschränkungen wie bei anderen Systemen!

Wurde eine Adresse per Dip-Schalter gewählt, kann die ID-Einstellung des Moduls nicht mit dem ServiceTool von Roco geändert werden! Es können aber aller anderen Einstllungen trotzdem über das Tool erfolgen.

Ein Betrieb des StromSniffer XL Z21 an den Zentralen von ESU ist nicht möglich!


GleisReporter
DIP-Schalter 1 2 3 4 5 6 7
Roco ServiceTool 0 0 0 0 0 0 0
Modul 01 1 0 0 0 0 0 0
Modul 02 0 1 0 0 0 0 0
Modul 03 1 1 0 0 0 0 0
Modul 04 0 0 1 0 0 0 0
Modul 05 1 0 1 0 0 0 0
Modul 06 0 1 1 0 0 0 0
Modul 07 1 1 1 0 0 0 0
Modul 08 0 0 0 1 0 0 0
Modul 09 1 0 0 1 0 0 0
Modul 10 0 1 0 1 0 0 0
Modul 11 1 1 0 1 0 0 0
Modul 12 0 0 1 1 0 0 0
Modul 13 1 0 1 1 0 0 0
Modul 14 0 1 1 1 0 0 0
Modul 15 1 1 1 1 0 0 0
Modul 16 0 0 0 0 1 0 0
Modul 17 1 0 0 0 1 0 0
Modul 18 0 1 0 0 1 0 0
Modul 19 1 1 0 0 1 0 0
Modul 20 0 0 1 0 1 0 0
Modul 21 1 0 1 0 1 0 0
...



Die LEDs:


Die LEDs zeigen einem auch vor Ort den aktuellen Status des Moduls an.

Die äußere gelbe LED wechselt den Status (an/aus) bei jedem Senden einer Nachricht von dem Modul auf den Bus. Sie kann im Betrieb an oder aus sein. Sobald eine Änderung am Gleis aufgetreten ist, wechselt auch der Status dieser LED einmal.

Die vier LEDs in der Mitte:

Sie zeigen die Meldung zu dem entsprechenden Anschluss an: dunkel = das Gleis ist frei; LED an = das Gleis ist besetzt. Die LED blinkt = an diesem Anschluss ist eine Störung erkannt worden.

LED innen:

Sie leuchtet - wenn alles in Ordnung ist - dauerhaft. Wird die Betriebsspannung unterschritten, fängt diese LED an, schnell zu blinken.


Simulationsbetrieb:

Um schnell einmal einen Funktionstest mit dem StromSniffer XL Z21 zu machen, benötigt man keinen Aufbau mit Gleisen und einem Spannungsanschluss mehr! Es muss lediglich die gewünschte Adresse auf dem StromSniffer XL Z21 eingestellt und das Modul mit dem System-Bus verbunden werden. Voilà: schon kann der StromSniffer getestet werden.

Abhängig vom den vorhandenen Geräten kann dieser Test unterschiedlich aufgebaut werden:

Ist ein CAN-erlesen Z21 für den PC-Betrieb vorhanden, sollte man das Service-Tool starten und den StromSniffer XL Z21 suchen lassen und damit testen.


Steht einem nur ein GleisMonitor Z21-GBS oder eine Zentral für den Test-Betrieb zur Verfügung, kann man eine Simulation der Rückmeldungen am StromSniffer XL Z21 aktivieren und sich so zum Beispiel die simulierten Meldungen auch im ServiceTool der Z21 von Roco anschauen.

Dazu stellt man lediglich an dem StromSniffer XL, der eine Simulation senden soll, den DIP-Schalter 8 auf „ON“. Das bewirkt, dass der StromSniffer eine wandernde Belegtmeldung, wie ein Lauflicht, für die ihm zugeordneten Rückmeldekontakte sendet. Am Modul blinkt im Takt die gelbe Status-LED, immer dann wenn ein Telegramm über den CAN-Bus versendet wurde. Diese Medungen kann man sich dann auch in einem Steuerungsprogramm, welches mit der Zentrale verbunden ist anschauen.


Gleiches gilt natürlich auch für die Leuchtdioden, die an einem GleisMonitor Z21-GBS angeschlossen sind, der auf die gleiche Adresse, wie der sendende StromSniffer XL eingestellt ist. Dabei ist es natürlich völlig egal, an welcher Stelle man diesen GleisMonitor an den System-Bus steckt.

Aber bitte nach dem Test nicht vergessen, den DIP-Schalter 8 wieder auszuschalten, sonst arbeitet der StromSniffer beim nächsten Start natürlich nicht richtig.

Die Regen-Funktion:

Die Gartenbahner berichteten von dem immer mal wieder auftretenden Problem, dass nach Regen wegen der Feuchtigkeit bereits Meldungen in den Gleisabschnitten ausgelöst werden.

Dazu gibt es dann die folgende Möglichkeit mit der Regen-Funktion:

Über das Service-Tool kann man nun jedem Gleisabschnitt zwei feste Stromwerte zuweisen, mit denen eine Meldung, dass dieser Gleisabschnitt belegt ist, gemeldet werden soll. Natürlich könnte man das auch ständig mit dem Tool verstellen, aber damit dies schneller geht, kann man so zwei feste Werte hinterlegen und durch eine dazu vereinbarte Magnetadresse einfach die Empfindlichkeit der Abschnitte zwischen diesen zwei Werten umschalten.

Im Betrieb kann man zwischen diesen beiden Werten ohne weiteres immer hin und herschalten. Beachtet werden muss aber, dass nach dem Abschalten der Betriebsspannung immer erst im "normalen" Betrieb gestartet wird. Die Aktivierung der Regenfunktion wird nicht im Modul gespeichert!

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Die Störungs-Meldungen:

Oft liefern Booster einen wesentlich höheren Strom, als man in einem Gleisabschnitt in einem Störungsfall eigentlich haben möchte und welchen das Fahrzeug gerade noch so aushält. Die Booster schalten eben immer erst bei Erreichen ihrer Lastgrenze und dann noch erst nach einiger Zeit ab. Nur kann das durchaus schon mal deutlich zu spät sein.

Hier kommt nun die Störmeldungs-Funktion des StromSniffers XL Z21 ins Spiel, da er in jedem Gleisabschnitt während des Spielbetriebs immer den Effektivwert (trueRMS) des Stroms mit einer Auflösung von etwa 10mA misst.

Diese Größe des fließenden Stroms kann man natürlich nicht nur dazu nutzen, eine Belegtmeldung ab einer bestimmten Grenze auszulösen. Man kann natürlich auch eine weitere Grenze programmieren, die dann als Störung angesehen werden kann, sollte sie überschritten werden. Deswegen kann man zu jedem Abschnitt den Anschlüssen einen dritten Stromwert mit dem Service-Tool zuweisen. Wird dieser dann auch nur einmal kurz überschritten, wird dies durch eine ganz einfache Rückmeldung gemeldet. Diese Meldungen bilden die vier hinteren Rückmeldeadressen, die sich aus der Einstellung des Moduls über die Adresse ergeben (siehe: Adressen und Codierung). Wie diese Meldung dann weiter verarbeitet wird, bleibt dem Anwender dann selbst überlassen.

Setzt man zusätzlich das Häkchen im Service-Tool "System abschalten", sendet das Modul zusätzlich noch den entsprechenden Befehl über den System-Bus. Somit schaltet eine MX10 oder auch eine angeschlossene Z21 sofort ab.


Warnung:

Diese Funktion ist keine Sicherung und nicht als absoluter Schutz für die Fahrzeuge zu verstehen. Diese Funktion kann jederzeit ausfallen, zum Beispiel wenn der Bus gestört oder die angesprochene Zentrale überlastet ist und nicht korrekt auf die Informationen reagiert.

Die Funktion ist lediglich als kleine Unterstützung in einem komplexen Schutzsystem zu verstehen.

Ich übernehme keinerlei Haftung für Schäden an den Fahrzeugen und anderem Material, wenn die Stromabschaltung versagt haben sollte!

Ein weiterer Vorteil dieser Funktion ist, dass man sofort sieht, in welchem Abschnitt eine Störung aufgetreten ist, die zum Abschalten des Systems geführt hat, denn die Meldung bleibt im StromSniffer XL Z21 erhalten, auch wenn der Strom nicht mehr fließt. Sie muss über eine Magnetadresse oder durch Abschalten der Betriebsspannung zurückgesetzt werden. Dies erleichtert natürlich auch grundlegend die Fehlersuche bei einer Störung.

Eine so erkannte Störung wird dann auch noch zusätzlich durch ein Blinken der LED für diesen Anschluss vor Ort am Modul angezeigt.


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Die Betriebsspannungsüberwachung:

Ein bei größeren Aufbauten immer mal wieder auftretendes Problem ist, zu erkennen, wann die Betriebsspannung auf dem System-Bus-Kabel zu klein wird. Das übernimmt nun automatisch die Betriebsspannungsüberwachung des Moduls.

Sinkt die Betriebsspannung unter 9 Volt ab - was bei allen Modulen des CAN-digital-Bahn Projektes nicht mehr für einen zuverlässigen Betrieb ausreicht - friert das Modul in der Auswertung der Gleisanschlüsse ein und die gelbe LED auf dem Modul fängt an, schnell zu blinken.

Steigt die Betriebsspannung wieder an, nimmt das Modul nicht von alleine den Betrieb wieder auf!



Um diese Störung zu beseitigen, muss die Betriebsspannung einmal ganz abgeschaltet werden oder die Störung kann auch über das Service-Tool zurück gesetzt werden. Ein einfacher Klick auf die Meldung setzt die Störung im Modul zurück, wenn die Spannungshöhe wieder den Anforderungen entspricht.

Somit können auch nur kurzzeitige, vielleicht beim Schalten von Lasten auftretende Einbrüche der Spannung vom Anwender bemerkt und somit Störungen im Betrieb vermieden werden.

Abhilfe bei einer zu kleinen Betriebsspannung schafft hier dann eine weitere Einspeisung über einen EnergyPunkt Z21 oder dem Z21 CAN HUB.

Serviceoberfläche:

Die Bedienung ist recht einfach gehalten. Nach dem Start des Tools muss man zuerst den PORT des CAN-erlesen Z21 wählen und dann mit einem Klick auf "scan" nach den angeschlossenen StromSniffern XL Z21 suchen lassen. Durch die Suchanfrage melden sich alle im Sytembus befindlichen Module dieses Typs

Man kann mit dem Tool diverse Einstellungen tätigen, die Störungen zurücksetzen und sich auch den aktuellen Strom in den angeschlossenen Abschnitten anzeigen lassen.

"Modul RESET":

Klickt man auf diese Schaltfläche, werden alle vorher einmal getätigten Änderungen gelöscht und die Daten des Auslieferungszustandes werden erneut geladen. Nach dem Reset muss das Modul einmal von der Betriebsspannung getrennt werden. Erst danach werden die Ursprungsdaten geladen und ein Abgleich der Mess-Chips durchgeführt!

ACHTUNG!

Es darf bei einem RESET kein Strom auf dem Gleis liegen. In bestimmten Fällen kann es sogar besser sein, die Kabel bei einem Reset von den Anschlüssen zu entfernen, weil der automatische Abgleich der Mess-Chips dadurch gestört werden könnte!

"speichern": 

Der Titel ist Programm, erst nach einem "Klick" auf diese Schaltfläche werden die Daten in das Modul übertragen und dort auch dann dauerhaft gespeichert. Am Ende des Vorgangs erscheint dann ein Fenster, das noch kurz darauf hinweist, dass nach dem Speichern immer die "Belegt"-Werte für die Auswertung aktiv sind.


"Ströme & Zeiten der Anschlüsse":

Hier werden die Ströme je Anschluss und die dazu gewünschten Reaktionszeiten eingestellt. Im Feld RMK findet man die Adresse wieder, die sich für den Anschluss bei der Einstellung der Modul-Nummer automatisch ergibt.


"Störungsgrenze":

Hier werden die Ströme je Anschluss eingestellt, ab dem eine besondere Meldung, die man auch als Störung auswerten kann, gesendet werden soll. Für diese Auswertung gibt es aber nur eine Zeit für alle Anschlüsse. Im Feld RMK findet man dann die sich aus der Moduadresse ergebenden RMK-Adressen.

Aufgetretende Störungen kann man mit einem Klick auf die Fläche "Reset-Störung" mit dem Tool jederzeit zurücksetzen, es wird dabei die gerade im Tool angezeigte Magnetadresse benutzt.


"System "STOP" senden":

Mit dem Haken in diesem Feld kann man dem Modul mitteilen, dass es bei einer Überschreitung der Stromgrenze "Störung" auf einem der vier Kanäle zusätzlich noch die System-"STOP"-Meldung nach der ZCAN-Bus-Definition senden soll. Durch das Senden dieser Meldung können die Z21 oder ein MX10, sowie auch Win Digipet in "STOP" geschaltet werden, wodurch diese Busteilnehmer dann das Gleissignal als Folge abschalten.

Achtung: Der StromSniffer XL ist nicht selbst in der Lage, das System und die Gleise abzuschalten, er kann lediglich die Aufforderung an den CAN-Bus übergeben, dass dies geschehen soll und das eigentliche Abschalten erfolgt immer erst durch ein anderes Gerät/Modul!


"Stromwerte anzeigen":

Dies ist eine Funktion, die den Unterschied des StromSniffers XL Z21 ganz deutlich zeigt. Setzt man diesen Haken, werden die aktuellen Stromwerte in den Anschlüssen als Meldungen vom Modul angefordert. Dabei wird etwa alle 250ms ein Kanal abgefragt, um nicht zuviele Daten auf dem Bus zu übertragen. Damit die vielen Meldungen mitlaufende Steuerungsprogramme nicht verwirren, werden die Meldungen speziell kodiert übertragen und entsprechen nicht einer klassischen Rückmeldung.

"Magnetadressen":

Hier kann man die Magnetadressen einstellen, mit denen man das Modul im Betrieb betreiben möchte, um die "Regenfunktion" zu schalten oder die "Störungen" zurücksetzen zu können.

Mit einem Klick auf die Textfelder kann man die Funktion mit den eingestellten Adressen bereits mit dem Tool testen.

Das Tools ist kostenlos und kann im Downloadbereich der Homepage heruntergeladen werden.

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Technische Daten:


Busseite:
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Betriebsspannung am Bussystem 12 Volt DC
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Stromaufnahme bei 12 Volt
ca. 50 mA
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Digitalsystem / CAN-Protokoll DCC / ZCAN-Bus
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Anlagenseite:
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Belegtmeldungen 4 x Stromerkennung
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Betriebsspannung am Gleiseingang max. 40 Volt AC/DC Dauerstrom 13,5 A
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Abmessungen Gehäuse L x B x H 95 mm x 85 mm x 30 mm
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Software Versionen:
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aktueller Stand

Version 2.0

erste Veröffentlichung

Okt. 2021
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Technische Änderungen und Irrtum vorbehalten.

© letzte Änderung Oktober 2021 by CAN-digital-Bahn

Copyright 2010 by Sven "DJeaY" Schapmann