Jelzők táplálása - A charlieplexing
A jelzők táplálására általában még ma is a tartozék áramot használjuk. A LED-ek és a digitális vasútmodellezés elterjedésével azonban egyre több gyártó kínálatában jelennek meg az ún. "charlieplexing" technológiával (fejlesztője, Charles Allen után) vezetékelt jelzők.
(A katalógusokban "multiplex" néven is találkozhatunk velük).
Mi a charlieplexing?
Alapegység
A technológia alapegysége az alábbi elrendezés:
Ebben az esetben a két LED meghajtásához a három helyett csupán két vezetékre van szükségünk. Ez úgy még nem tűnik nagy nyereségnek, de ha még egy portot bekötünk, akkor már nyilvánvaló lesz a különbség:
Matematikai összefüggés
| Kimenetek száma | Hagyományos | Charlieplexing | Vezeték megtakarítás |
|---|---|---|---|
| 2 | 2 LED | 2 LED | - |
| 3 | 3 LED | 6 LED | 50% |
| 4 | 4 LED | 12 LED | 66% |
Három kimenettel tehát már hat LED-et hajthatunk meg. Ehhez egyébként hét vezetékre lenne szükségünk. A meghajtó áramkör kimenetei és a meghajtott LED-ek közötti összefüggés az l=n2-n, ahol az l a LED-ek, n pedig a szükséges kimenetek száma. Ebből következik, hogy 4 kimenettel 12 LED-et lehet meghajtani. Itt mi meg is állunk a számolással, ennyi nekünk elég is. Hogy miért? Nos, a tartozékdekóderekben egy címhez 4 bit tartozik, azaz ennyi kimenetet tudunk függetlenül vezérelni. (Ne zavarjon meg minket az a tény, hogy a váltódekódereknek négy kétállású kimenete van, amihez látszólag nyolc bitre lenne szükség. Ezeket ugyanis egyszerre nem tudjuk állítani. A nyolc pólus valamelyikét 3 biten jelzi a központ a dekódernek, és a negyedik bittel kapcsolja ki vagy be a választott kimenetet).
Meghajró áramkör szükségessége
A charlieplexing technológiával vezetékezett jelzők kivezetéseire soha ne kössünk tápfeszültséget! Nemcsak azért, mert az összes jelzősképet úgysem tudjuk elővarázsolni, hanem legfőképp azért, mert az ilyen jelzőkből hiányzik a LED-ek előtti ellenállás, azt ugyanis a meghajtó elektronika tartalmazza. Ezért az érintett LED-ek a tápfeszültség hatására végérvényesen tönkremehetnek.
Ha ilyen jelzőt szeretnénk vásárolni, és nem magunk építjük hozzá a dekódert, mindenképp szerezzük be a hozzá tartozó elektronikát is!
Saját építésű dekóder
Ha saját magunk állunk neki megépíteni a dekódert, néhány fontos apróságot tartsunk szem előtt.
Az egyik, hogy a charlieplexinghez háromállapotú kimenetekre lesz szükségünk. (A "szakadt" állapotot úgy érhetjük el, hogy a mikrokontroller adott portját bemenetnek definiáljuk.)
A másik pedig, hogy ahhoz, hogy a LED-eket függetlenül vezérelhessük (azaz pl. ahhoz, hogy az 1. ábrán mindkét LED világítson), a LED-eket egymás után kell be- és kikapcsolnunk olyan frekvenciával, hogy az folyamatos fénynek látszódjon.