Schalt-Schema

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Schaltschema

Wirering Concept

Anhand meiner Doppelkreis Anlage will ich das Schaltkonzept des ZIMO Systems erklären Based on my double loop layout I want to explain the wirering concept used for ZIMO system.
 
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Schaltschema / Wirering Concept

Grundsätzliches

Basics

Generell ist für einen störungsfreien Betrieb immer ein sauberes Arbeiten nötig. Das gilt insbesondere auch für den elektrischen Teil, siehe hiezu meine Aufbautips. For trouble free operation, clean work and proper instalation is mandatory. Especially wirering is critical, see also my installation tips page.
Das ZIMO System unterscheidet sich wesentlich von vielen anderen Modellbahnlösungen. Intelligente Komponenten werden möglichst nahe beim "Verbraucher" installiert. Damit vermeidet man aufwendige Verkabelungen über weite Stecken. Die einzelnen Boxen werden mit Strom versorgt und beziehen bzw. tauschen Informationen über den CAN Bus aus. Dieser Bus der für industrielle Anwendungen konstruiert wurde ist sehr robust und erlaubt hohe Transferraten. ZIMO Betreibt in mit etwa 115kBaud.

Üblicherweise kommt man mit 1 bis 2 Meter Verbindungskabel zwischen MX Modul und Abnehmer wie Weiche, Signal oder Gleisabschnitt aus.

  The ZIMO system operates on a totally different concept as other model railroading vendors use. The intelligent components are installed close to the "device". This avoids extensive cabling over long distances. The individual boxes are connected to power and to a high speed data bus. That bus is based on an industry standard CAN bus. ZIMO runs that bus with roughly 115 kBaud.

To connect a switch, signal or a track section only a short wire is required. Usually around 1 to 2 meters between MX box and the device.

Zentrale Masse

Common Ground

Das Allerwichtigste für jede elektrische Anlage ist eine gute gemeinsame Masse. Egal was man betreibt, so auch bei der Modellbahn. Das beste Konzept ist eine Sternförmige Verdrahtung der Masse. Bei großen Ausmaßen wird man das aus praktischen Gründen nicht durchhalten können, dann sollte man für einen großen Massequerschnitt sorgen. Die Masse sollte zumindest 2-3 Fach dicker ausgeführt sein als die dickste Versorgungsleitung.

Warum?

Wenn Strom durch einen Leiter fließt fällt an dem Innenwiderstand eine Spannung ab, das ist unvermeidlich. Wenn mehrere Verbraucher eine Leitung teilen, überlagern sich die Ströme und damit auch die Spannungsabfälle. Damit ergeben sich auf der Anlage unterschiedliche Massepotentiale. Das stört nicht solange die Unterschiede klein genug sind.

Eine Sternförmige Masseverkabelung vermeidet das Aufaddieren der Störungen. Ein weiterer Weg Massestörungen zu vermeiden ist dicke Leiter einzusetzen. Man sollte auch unbedingt Schleifen vermeiden, da diese sehr schnell zu schwer beherrschbaren Problemen führen!

  The single most important issue is to establish a good ground. This avoids a lot of troubles. Regardless what you do, if you have anything electrical in operation make sure you have a solid ground. The best concept is to wire every ground line as a star to ONE common place. In bigger layouts this might not be possible, to build a ground pole with at least 2-3 times the diameter as the thickest wire you use. You can use 3 wires together if you have no other material.

Why?

When current runs through a wire some voltage is lost as the wire has a resistance as well. This is unavoidable! If you have multiple loads like switch motors, signals, lamps for houses and some electronics all back currents add up. This results in different ground levels for each component. This does not hurt as long as the differences are low enough.

Star wirering avoids the summing up of those currents, as each load has its on ground wire. The thick ground wire helps you to keep the losses low. Especially avoid ground loops. This causes unpredictable results and are hard to detect.

CAN Bus

CAN Bus

Der CAN Bus stellt das Rückrad des ZIMO Systems dar. Es ist ein 6 poliges Kabel das Western Telefonstecker nutzt.

Es ist wichtig das Bus Konzept nicht zu stören, also keine Gabelungen einzubauen. In Spezialfällen kann man das tun, aus grundsätzlichen Überlegungen sollte man es vermeiden. Daher haben alle ZIMO Komponenten auch 2 CAN Ports um den Bus in einer Art Perlenkette aufzubauen.

Das Buskonzept erlaubt es jedes Gerät irgendwo in dem Bus einzureihen, es gibt keine Prioritäten oder Reihenfolge. Der CAN Bus ist in der Grafik schwarz gezeichnet.

  The CAN bus is the backbone of a ZIMO system. It is just a 6 wire cable connected to western jacks.

It is important that a bus concept does not allow you to fork the cable. In special occasions it might work as well, but you should definitely avoid it! Every ZIMO Device has 2 CAN ports to build up the bus like a chain.

The concept allows you to put any device anywhere in the bus. There are no priorities or any other dependency.

The CAN bus is drawn in black in the graphic.

 
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Schaltschema / Wirering Concept

Stromversorgung

Power Supply

Die Stromversorgung erfolgt über Transformatoren. Der MX1 muss einen eigenen Transformator haben (gelb im Schema). Der Trafo darf für keine anderen Verbraucher genutzt werden. Zur Versorgung von Weichen und Signalen über einen MX8 benötigt man einen weiteren Trafo (grün in der Zeichnung)   The power supply is done over transformers. The transformer used to power the MX1 must be exclusive! (yellow in the drawing). For other loads you need another transformer. For example for switches and signals behind a MX8 you need an extra one (green in the drawing)

Schienenspannung

Track Power

Das DCC Signal das vom MX1 erzeugt wird kann direkt zur Versorgung einer Anlage verwendet werden. Üblicherweise lauft die Versorgung aber über MX9 Module.

Durch das Zerteilen der Anlage in Gleisabschnitte kann man jeden individuell Geschwindigkeitssteuern (HLU) und man bekommt ortsspezifische Besetztmeldungen. Man kann also mit einem MX1 und MX2 allein bereits eine Anlage fahren.

Das MX9 Konzept erlaubt mit einseitigen Gleistrennungen auszukommen. Man verbindet ein MX9 Port mit jeweils einem Gleisabschnitt. Die andere Schienenseite sollte regelmäßige Einspeisungen erhalten um Spannungseinbrüche zu vermeiden. Abstände von 2-3 Metern sind üblich.

Die neue NMRA Rückmeldemethode könnte doppelseitige Gleistrennungen nötig machen. Derzeit gibt es seitens ZIMO dazu noch keine Aussagen. In diesem Fall müsste jeder Abschnitt 2 polig versorgt werden. Persönlich gehe ich davon aus dass die einseitigen Trennungen ausreichen werden.

  The DCC power generated by the MX1 can directly power the track. Usually it runs over MX9 modules to get sections.

By sectioning the layout you receive small parts where you individually control the speed (HLU information) and you get occupation information back. To make it clear with a MX2 and MX1 you are able to run a layout.

The ZIMO system allows simple wirering as it is only necessary to cut one side of the track. I recommend to repeatedly reconnect the other side as well to stabilize power supply. Usually distances of 2-3 meters would be enough.

The new NMRA feedback method might require to insulate the other side as well. I currently have no information whether this will be necessary on ZIMO MX9 powered layouts as well. So plan to have double sided interceptions. In this case both track wires need to run to each section.

Gleisabschnitt

Track Sections

Die Gleisabschnitte am MX9 sind in Hauptabschnitte gruppiert. Jeweils 2 Ausgänge bilden so einen Hauptabschnitt. Sie teilen sich den Zugnummerndetecktor. Grundsätzlich arbeiten sie aber unabhängig. Die zusammengehörenden Teilabschnitte dürfen nur nicht in sich widersprechenden Fahrstraßen befinden.

Vereinfacht gesagt die Teilabschnitte sollen für unmittelbar hintereinander liegende Abschnitte verwendet werden und nicht für parallel liegende.

  The track sections of a MX9 are logically grouped 2 by 2 in the MX9. Always one block (available on one 2 pole connector) shares the loco number detector. They work individually, but to build a supervised layout they may not be in conflicting paths.

Simply do not use the A and B pole for parallel running tracks. Use them for sections serially connected - that simple!

 
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Schaltschema MX9 / Wirering Concept MX9

Das obige Bild zeigt, dass Abschnitt 1 und 2 am Hauptabschnitt A angeschlossen sind.

Es ist möglich Ports frei zu lassen oder für andere Anlagenteile zu verwenden.

Die Abschnitte 3 und 4 sind durch höhere Anschlüsse verbunden. STP weiß von der Reihenfolge der Abschnitte 1, 2, 3, 4 es ist also nicht notwendig sie in aufeinander folgenden Anschlüssen anzuordnen.

  The picture above shows section 1 and 2 are connected to the fist block.

It is legal to leave some ports unconnected to that they are used in another part of the layout.

Section 3 and 4 are connected to higher ports. You can build up a logic connection, STP knows that the sections are 1,2,3,4 but are not connected on sequential ports.

MX9AZN Platine

MX9AZN Daughterboard

Die Tochterplatine dient zum Empfangen der Quittierungsimpulse zur Auswertung der Zugnummern. Man steckt eine Platine pro Hauptabschnitt, also für 2 Gleisabschnitte.

Es ist nicht nötig alle Ports mit AZN Platinen auszurüsten. STP nimmt erkannte Zugnummern auch nachfolgende Abschnitte mit.

  This daughterboard plugs into the MX9. It detects the loco pulses and allows automatic number detection.  One board for one block, i.e. 2 ports.

It is not necessary to install every possible MX9AZN. Just put it in strategic places. The STP program takes care and carries the detected numbers to the following sections as well.

MX9ALA Platine

MX9ALA Daughterboard

Das ist einfach ein Lampentreiber. Die Ports werden von STP direkt angesteuert. Damit hat man wiederum nur kurze Leitungen zu den Signalen da die MX9 dezentral direkt auf der Anlage installiert werden was die Verkabelung vereinfacht.   This is simply a lamp driver board. It only makes sense to drive those ports via STP. I connect signals to those ports. Again this keeps wires short as MX9's are decentrally installed.

MX 8

MX 8

Der MX8 dient zum Betrieb von Weichen und Lampen. Die Type M erlaubt auch das Ansteuern von Motorweichen, da die Ausgangsstufe als Brücke ausgeführt ist.   The MX8 is used to drive switches or Lamps. The MX8M has more transistors at the output circuit to allow to drive motor switches.
 
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Schaltschema MX8 / Wirering Concept MX8

Ich empfehle die MX9ALA Platine zur Ansteuerung von Lampen und Signalen zu verwenden. Die Kosten pro Port sind bei MX9ALA niedriger.   I recommend to use MX9ALA boards to drive Lamps and signals. The individual port const are lower that way.

Computeranschluss

Connect a Computer

Ein Steuerrechner wird über die Serielle an den MX1 und über den CAN Bus eingebunden. Das CAN Businterface kann an jeder stelle des Busses eingeschleift werden.   The computer needs a serial cable to the MX1 and a CAN Bus interface. Again it is uncritical where you insert the Computer interface in the chain.

Not Halt

Emergency Stop

Der MX1/2000 hat mehrere Schalteingänge. Sie werden mit +5V betrieben, welches am Stecker zur Verfügung steht. Damit kann man einen Nothalt Knopf realisieren.   The MX1/2000 offers auxiliary input ports. Those can be used to connect a switch to 5V+ (available on the connector) to get a emergency stop button
 
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Schaltschema / Wirering Concept

     

 

 

 

 

 

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