Analyse des S88-Busses

Beschreibung:

    Der S88-Bus hat sich als preiswerter Rücklesebus für die Modellbahn etabliert. Das Prinzip ist einfach: der S88-Bus ist ein serielles Schiebe-Register mit parallelem Load-Eingang.

    Weitere Teilnehmer dieses Busses werden durch einfaches Kaskadieren angeschlossen, so entsteht ein langes Schieberegister, in dem alle auszulesenden Bits in einer langen Kette liegen. Diesem Vorteil des einfachen Aufbaus stehen allerdings Nachteile gegenüber: Es ist keine Adressvorgabe der Rückmelder möglich und die Übertragung erfolgt vollkommen ungeschützt, d.h. es gibt weder Parity, Prüfsumme oder CRC.

    Auslesevorgang:


    Die LOAD-Leitung geht auf 1, darauf erfolgt ein Schiebtakt; alle Register in der Scheibekette übernehmen bei diesem Takt die Information an ihren Paralleleingängen. Als nächstes erfolgt ein RESET-Puls (auch aktiv high), dieser löscht die den Paralleleingang vorgeschalteten Latches, welche damit wieder bereit für die Übernahme neuer Information sind. Die Latches speichern auch kurze Signale bis zur nächsten Abfrage.
    Nun wird die Schieberegister (mit LOAD = 0) geschoben. Dadurch dass jeweils der Datenausgang eines S88-Moduls mit dem Dateneingang des nächsten verbunden ist, kommen so die beim ersten Takt geladenen Zustände der Latches nach und nach zur Zentrale.

    Leider gilt dieser an sich triviale Bus als relativ störempfindlich; das liegt an der elektrisch ungenügenden Ausführung: Es werden ungeschirmte Flachbandleitungen verwendet, die dann auch noch ohne Leitungsabschluß betrieben werden. Der S88-Bus wird zudem noch recht hochohmig betrieben. Kein Wunder, dass es manchmal zu Einkopplungen und Reflexionen kommt.

Lösung:

    Also sind folgende Maßnahmen zu ergreifen: Abschluß, räumliche Trennung und geschirmte Kabel.
    • Beim Thema Abschluß muß man die verwendetete Zentrale betrachten, was diese leisten kann. Bei OpenDCC sind TTL-Bustreiber verbaut, welche 24mA können; Hier kann man am Ende(!) der Kette mit 220Ohm gegen 5V eine deutliche Reduzierung von Clocküberschwingern erreichen.
    • Gegen Einkopplung hilft zuerst mal räumliche Trennung: die S88-Leitungen haben nichts direkt neben dem Gleissignal oder gedimmten Netzleitungen verloren. Auch sollte die Gleisverdrahtung generell verdrillt ausgeführt werden, damit reduziert sich das Abstrahlfeld erheblich.
    • Neben der räumlichen Trennung ist auch auf entsprechende saubere elektrische Trennung zu achten. Es dürfen keine Anlagenströme (beabsichtigt oder unbeachsichtigt) über den S88-Bus laufen. Bitte hierzu die Verdrahtungshinweise beim Booster beachten.
    • Einen noch besseren Schutz vor Einkopplung bieten geschirmte Kabel, welche sehr preiswert als Patchkabel (CAT5) für Computer zu kaufen sind. Innerhalb des CAT5-Kabels sind 4 Paare, die jeweils verdrillt sind. Benutzt man die bei S88-N verwendete Kabelbelegung, so kommt Schirmung und Verdrillung gleichermaßen zum Zug - man erreicht optimale Verhältnisse.