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HERKULES

HERKULES, der universelle Steuerbaustein

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Herkules_Intro_0220

 

Multi-Talent für Ihre Anlage

 

Der Universal-Steuerbaustein Herkules ist ein echtes Multitalent, das auch vor umfangreichen und komplexen Aufgaben nicht zurückschreckt. Ob es um ihn herum digital oder analog zugeht, ist ihm völlig egal. Er erledigt alle Aufgaben, die Sie ihm stellen: in der richtigen Reihenfolge, so oft sie wollen, so schnell Sie wollen.

 

Mit seinen 24 Ausgängen und 6 Eingängen kann er alle Abläufe auf der Modellbahn und im Modellbau steuern,

  • die für eine festgelegte Zeit andauern sollen,
  • die in einer definierten Reihenfolge ausgeführt werden sollen,
  • die in Abhängigkeit von anderen Aktionen oder bestimmten Zuständen erfolgen sollen.

Damit ist Herkules universell einsetzbar. Einige Beispiele:

  • zur Ansteuerung von Kirmes-Lichtern, Hausbeleuchtungen und Laternen;
  • zur Erzeugung von Beleuchtungseffekten, z.B. von offenen Feuern, Neonröhren, Kerzen, Blitz- und Blinklichtern,
  • zur Steuerung von Pendelzugstrecken, Fahrstraßen, Blockstellen.

Sein Namenspatron, der antike Held Herkules, der nacheinander extrem schwere 12 Aufgaben lösen musste, würde vermutlich vor Neid erblassen...

 


 

Herkules im Detail

 


 

Woher weiß Herkules, was zu tun ist?

 

Herkules wird zum Programmieren über die USB-Schnittstelle mit dem PC verbunden. Mit Hilfe einer speziellen Software (die im Lieferumfang enthalten ist) erstellen Sie nach individuellen Vorstellungen und Anforderungen Ihre Konfiguration(en), d.h. Sie legen alle Paramter für das Ein- und Ausschalten der nachgeschalteten Komponenten fest. In drei Bildschirmmasken erfassen Sie alle Einstellungen für die Ansteuerung der Ausgänge und der Eingänge sowie die sonstigen Parameter.

Danach wird Herkules ohne Verbindung zum PC eingesetzt. Ob es sich bei seinem Einsatzort um eine analog oder digital gesteuerte Anlage handelt, ist Herkules egal.

Im Permanentspeicher von Herkules können vier verschiedene Konfigurationen gesichert werden, auf die unmittelbar zugegriffen werden kann. Die Reihenfolge, in der die Konfigurationen gestartet werden, sowie Start- und Endpunkte innerhalb der Konfigurationen können frei definiert werden. Die Konfigurationen können auch über externe Taster oder Schalter (oder vergleichbare Schaltungen) gestartet werden.

Weitere Konfigurationen können extern gespeichert und wieder geöffnet werden.

 


 

Ein Blick in die Software

 

Konfigurations-Tool 1: "Ausgänge"

Herkules_Screenshot_1

Hier werden alle Parameter für die 24 Ausgänge und die beiden Statusanzeige-LEDs eingestellt:

  • Spannung für Phasen EIN und AUS
  • Rampen beim Ein- und Ausschalten
  • Dauer der Phasen EIN und AUS
  • Zufallssteuerung
  • Anzahl der Wiederholungen
  • Triggern der nachfolgenden Ausgänge (max. 2)

Die Ausgänge sind 4 verschiedenen "Ports" zugeordnet. Den Ports können zusätzliche Eigenschaften zugewiesen werden, die für alle Ausgänge des Ports gültig sind (s. Konfigurations-Tool 3).

 

Konfigurations-Tool 2: "Eingänge"

Herkules_Screenshot_2

Hier werden alle Parameter für die 6 Eingänge und den auf dem Baustein integrierten Taster eingestellt:

  • Anschluss von Tastern oder Schaltern (nur für die 6 Eingänge)
  • Zuordnung zu einem oder mehreren Ausgängen und den Statusanzeige-LEDs
  • Zuordnung der Konfigurationen, die durch Eingänge gestartet werden

 

Konfigurations-Tool 3: "Sonstiges"

Herkules_Screenshot_3

Hier können Beispiele für Lichteffekte (Brandflackern, Lauflichter, Wechselblinker und Schweißlichter) ausgewählt und in eine in Bearbeitung befindliche Konfiguration integriert werden.

Außerdem werden hier alle Einstellungen gemacht, die den individuellen Einstellungen der Aus- und Eingänge "übergeordnet" sind:

  • Setzen der Startpunkte, d.h. Festlegung der Ausgänge, die als erste beim Starten einer Konfiguration ausgelöst werden.
  • Definition der Bedingungen für den Wechsel in eine andere Konfiguration.
  • Zeitdehnung für die Ausgänge, die den vier Ports zugeordnet sind.

 

Konfigurations-Tool 4: "Kommentar"

Herkules_Screenshot_4

Dies ist eine Art Notizzettel, auf dem der Anwender seine Konfiguration dokumentieren kann. Der Kommentar wird zusammen mit der Konfiguration gespeichert und erleichtert es dem Anwender, sich in älteren Konfigurationen zurechtzufinden.

Das Tool ist ein sehr hilfreiches Feature, vorausgesetzt der Anwender hat es beim Erstellen seiner Konfiguration ordentlich "gefüttert".

 


 

Nicht einfach an oder aus : Herkules´ 24 Ausgänge

 

Für jeden der 24 Ausgänge und die beiden Statusanzeige-LEDs definiert der Anwender einzeln die spezifischen Eigenschaften. Was der Anwender an die Ausgänge anschließt, ist Herkules egal - vorausgesetzt, der benötigte Strom liegt unter 300 mA oder die Komponente wird über ein Relais geschaltet. Herkules kann z.B. ansteuern:

  • LEDs, Lämpchen, aber auch komplette Beleuchtungsmodule. Bei geschickter Verdrahtung können mehrere Hundert LEDs an einen Ausgang angeschlossen werden (was für Kirmesmodellbauer sicher interessant sein dürfte).
  • Geräuschmodule.
  • Servosteuerungen.
  • Doppelspulenantriebe von Weichen und Signalen.
  • Gleisabschnitte (diese grundsätzlich über Relais).

 

Länge der Schaltzeiten

Herkules_Ausgaenge1_Laenge_Schaltzeiten

Die Länge der EIN- und der AUS-Phasen wird unabhängig voneinander eingestellt. Sie beträgt maximal 33 Sekunden. Die Schaltzeiten können jedoch gemeinsam für die 8 Ausgänge eines Ports um einen Faktor zwischen 2 und 255 verlängert werden. Bei Faktor 255 beträgt die maximale Dauer einer EIN- oder AUS-Phase 140 Minuten.

Anwendung: Im Hinblick auf die große Bandbreite der einstellbaren Schaltzeiten sind den Einsatzmöglichkeiten von Herkules kaum Grenzen gesetzt. Möglich ist die Erzeugung von Flackerlichtern genauso wie die Ansteuerung von Komponenten, die im Hintergrund gemächlich ihren Dienst tun (und deren "Schicht" mehr als 2 Stunden lang sein kann).

 

Invertierte Spannung

Herkules_Ausgaenge2_Invertieren

Allen Ausgängen kann getrennt für die EIN- und die AUS-Phase die maximale oder eine Spannung von 0 zugewiesen werden. Dadurch ist ein invertiertes Schalten der Ausgänge möglich.

Anwendung: Ausgänge, für deren AUS-Phase die Spannung "0" eingestellt ist, sind am Ende eines Zyklus ausgeschaltet. Ausgänge, die invertiert geschaltet werden, bleiben am Ende eines Zyklus eingeschaltet. Eine einfache Anwendung für invertiert geschaltete Ausgänge ist ein Lauflicht, bei dem sich ein dunkler Lichtpunkt scheinbar durch eine Reihe von leuchtenden Lampen bewegt.

 

Reduzierte Spannung

Herkules_Ausgaenge2_maxSpannung2

Für die Ausgänge von Port 1, 3 und 4 wird den Ein- und Aus-Phasen entweder die maximale Spannung oder eine Spannung von "0" zugewiesen. Bei den Ausgängen von Port 2 ist es außerdem möglich, den EIN- und AUS-Phasen eine reduzierte Spannung zuzuweisen (Stufen 0 bis 255).

Anwendung: Die Leuchtstärke von Lampen kann mit dieser Funktion variiert werden. Damit lassen sich z.B. offene Feuer vorbildgerecht simulieren.

 

Rampen für Port 2

Herkules_Ausgaenge3_Rampen2

Wird für einen Ausgang von Port 2 eine Rampe für das An- und/oder Ausschalten eingestellt, wird die Spannung innerhalb der eingestellten Zeitdauer langsam erhöht bzw. verringert.

Anwendung: Lampen können mit dieser Funktion sanft auf- und abgeblendet werden.

 

Wiederholungen

Herkules_Ausgaenge4_Wiederholungen

Die Anzahl der Wiederholungen eines Zyklus (= Rampe an + EIN-Phase + Rampe aus + AUS-Phase) kann auf einen Wert zwischen 1 bis 255 eingestellt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Zyklus unendlich zu wiederholen.

Anwendung: Je nach Dauer der EIN- und AUS-Phasen können verschiedenartige Lichteffekte realisiert werden: Blitzlichtgewitter von Fotografen, Blaulichter von Einsatzfahrzeugen, Leuchtreklamen.

 

Nachfolgende Ausgänge

Herkules_Ausgaenge5_Triggern

Jedem Ausgang können 2 Ausgänge zugeordnet werden, die nach Ablauf der Sequenz (= Zyklus mit der eingestellten Anzahl von Wiederholungen) ausgelöst werden sollen.

Anwendung: Da jeder Ausgang nach Ablauf "seiner" Sequenz zwei weitere Ausgänge triggern kann, sind nicht nur lineare Abfolgen, sondern auch Verzweigungen bis hin zu mehrfachen Verzweigungen möglich. Zum Einsatz kommen solche komplexen Abfolgen z.B. im Kirmesmodellbau.

 

Zufallssteuerung

Die Ausgänge können so eingestellt werden, dass die Länge der EIN- und AUS-Phasen (scheinbar zufällig) variiert. Die eingestellte Dauer der EIN- und AUS-Phasen gibt den zeitlichen Rahmen vor.

Anwendung: Interessant ist diese Funktion überall da, wo eine Regelmäßigkeit nicht sofort erkennbar sein soll. Das kann z.B. die Beleuchtung eines Zimmers in einem Gebäude sein, die scheinbar zufällig ein- und ausgeschaltet wird.

 

Statusanzeige-LEDs

Auf dem Baustein sind zwei LEDs, die als Statusanzeigen vorgesehen sind, die genauso wie die Ausgänge eingestellt werden. Die beiden LEDs können z.B. verwendet werden, um das Erreichen eines bestimmten Punktes des Ablaufs anzuzeigen, z.B. den Wechsel zu einer anderen Konfiguration oder das Ende einer bestimmten Sequenz.

 


 

Eingriff von außen: Herkules´ 6 Eingänge

 

Mit Hilfe der 6 Eingänge ist es möglich, von außen den in der Konfiguration festgelegten Ablauf zu beeinflussen. Jedem der sechs Eingänge und dem integrierten Taster können nach Bedarf einer (oder mehrere) Ausgänge und/oder eine der vier im Permanentspeicher gesicherten Konfigurationen zugeordnet werden. Damit kann

  • ein Ausgang ausgelöst und wieder angehalten werden. Der gerade aktive Ablauf wird davon nicht beeinflusst.
  • die aktuelle Konfiguration an einem weiteren als dem gerade aktiven Ausgang nochmals gestartet werden. Der gerade aktive Ablauf wird davon nicht beeinflusst.
  • in eine andere Konfigurationen gewechselt und die aktuelle Konfiguration beendet werden. Als Startpunkt kann jeder beliebige Ausgang definiert werden.

Die Eingänge und der integrierte Taster werden ausgelöst, sobald sie mit Masse verbunden werden. Zur Herstellung einer Masseverbindung kommen z.B. in Frage:

  • Schalter oder Taster. Damit können Abläufe nach Lust und Laune von Hand gestartet werden.
  • Dämmerungsschalter. Damit können Beleuchtungen entsprechend der Umgebungsbeleuchtung geschaltet werden, z.B. bei einer Tag- und Nachtsimulation.
  • Lichtschranken, Schaltgleise, Reedkontakte und Hall-Sensoren in Verbindung mit Dauermagneten. Damit können Loks und Wagen "im Vorbeifahren" einen Eingang auslösen.
  • Rückmelder, die gegen Masse schalten (z.B. Gleisbesetztmelder oder Weichenrückmelder). Damit können Schaltvorgänge in Abhängigkeit von bestimmten Rückmeldungen ausgelöst werden.
  • Digitale Schaltdecoder. Damit kann Herkules in eine digitale Modellbahnsteuerung integriert werden.

 

Konfiguration "Taster" oder "Schalter"

Für jeden der Eingänge wird einzeln eingestellt, ob er über einen Schalter oder einen Taster ausgelöst wird. Die Wahl "Schalter" oder "Taster" hat wesentlichen Einfluss auf den weiteren Ablauf.

Herkules_Eingaenge_T_Konfig

Mit Hilfe eines Tasters kann in eine andere Konfiguration gewechselt werden. Der Ausgang, mit dem der Ablauf beginnt, wird individuell festgelegt. Die gerade aktuelle Konfiguration wird dadurch beendet. Im dargestellten Beispiel wird von Konfiguration 1 auf Konfiguration 2 gewechselt.

Herkules_Eingaenge_T_Ausg1

 

Wird ein Ausgang über einen Taster ausgelöst, bleibt er so lange aktiv, wie in "seiner" Konfiguration definiert. Diese Lösung bietet sich an, um die angeschlossene Komponente – zusätzlich zur gerade aktiven Konfiguration - für eine bestimmte Anzahl von Wiederholungen ein- und auszuschalten (z.B. eine Lampe x-mal aufleuchten zu lassen). Im dargestellten Beispiel wird der Ausgang 5 zusätzlich zur aktiven Konfiguration 4-mal ein- und ausgeschaltet.

Herkules_Eingaenge_T_Ausg2

Über einen Taster kann eine aktive Konfiguration ein weiteres Mal (an einem anderen Ausgang) gestartet werden. Interessante Effekte ergeben sich so z.B. bei Lauflichtern, bei denen dann zwei Abläufe parallel laufen. Im abgebildeten Beispiel wird die Konfiguration mit Ausgang 9 ein zweites Mal gestartet.

Herkules_Eingaenge_S_Ausg

Mit einem Schalter kann ein Ausgang ein- und wieder ausgeschaltet werden. Zum Einsatz kommt diese Lösung z.B. bei Ausgängen, für die eine unendliche Wiederholung eingestellt ist. Im abgebildeten Beispiel wird Ausgang 5 zusätzlich zur gerade laufenden Konfiguration mit einem Schalter eingeschaltet. Für Ausgang 5 ist eine unendliche Zahl von Wiederholungen programmiert, der Ausgang wird jedoch nach 6 Wiederholungen mit dem Schalter ausgeschaltet.

 


 

Tipps für (potentielle) Anwender

 

Einfache Abläufe, die von Herkules gesteuert werden, wecken Assoziationen an Dominosteine, die akkurat der Reihe nach umfallen, sobald der erste umgestoßen wurde. Wie die Profis unter den Dominosteinaufstellern beherrscht Herkules jedoch nicht nur einfache lineare Abläufe, sondern auch komplexe Verzweigungen. Würde Herkules Dominosteine steuern, wäre jedoch einiges anders als gewohnt:

  • Die Steine könnten sofort oder erst nach einer längeren Zeit, ganz sanft in Zeitlupe oder blitzartig zu Boden gehen.
  • Einzelne Steine oder kleine Gruppen von Steinen könnten x-mal in exakt der selben Abfolge umfallen und sich wieder aufrichten, bevor der nächste oder die nächste Gruppe an der Reihe sind.
  • Wenn ein Ablauf langweilig wird, würde die Steine durch Knopfdruck in eine andere Aufstellung gebracht, und das Spiel würde nach einem eigenen Ablaufplan neu beginnen.

Wem diese Assoziation ein wenig Angst macht (wer bekommt schon "fernsehreife" Aufstellungen von Dominosteinen hin?), dem sei folgendes mit auf den Weg gegeben:

  • Die Einarbeitung in die Software und die Entwicklung von Verständnis für die Art und Weise, wie sich die Einstellungen auswirken, ist sicher nicht in einer halben Stunde erledigt. Der Aufwand lohnt sich jedoch: Herkules ermöglicht eine solche Fülle von individuellen Einstellungen, die kein Steuerbaustein "von der Stange" bieten kann.
  • Gelungene Konfigurationen können auf einem externen Datenspeicher gespeichert und bei Bedarf wieder eingelesen werden. "Murcks" verschwindet (100 % rückstandsfrei) im Papierkorb.
  • Zur ersten Orientierung sind einige Beispiele in der Bearbeitungs-Software enthalten. Diese lassen sich auch in eigene Konfigurationen integrieren. Darüberhinaus werden in loser Folge weitere Konfigurationen zum Download bereitgestellt.

 


 


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