[obr.1] jednoduché schéma zapojení traf u dvoukolejného oválu
DIGITÁL NA KOLEJIŠTI
Tento článek byl napsán v roce 2006. Prodělal sice několik drobných aktualizací, ale vývoj jde stále kupředu a článek se stal pomalu neaktuální. Věci v něm napsané nejsou sice nepravdivé, ale technika je o pořádný kus dál. Článek například vůbec nepopisuje ovládání kolejiště pomocí počítače a mnoho dalšího. Článek snad někdy v budoucnu zaktualizuji, zatím je k dispozici pouze tento z roku 2006.
Navštivte pěkné stránky věnující se (mimo jiné) digitálu včetně řízení kolejiště pomocí počítače: Lokopin.
Téma digitalizace modelového kolejiště se diskutuje čím dál tím častěji. Poslední dobou se objevili jak velcí propagátoři, tak ještě větší odpůrci. Tímto článkem bych chtěl také přispět svou pověstnou troškou do mlýna, ale spíše než o odborný seminář na téma digitál, se bude jednat o to, co mě vedlo k digitalizaci kolejiště, o mých dosavadních zkušenostech a problémech.
Článek jsem rozdělil do několika okruhů:
Tady popíši některé prospektové informace a k jednotlivým bodům se blíže rozepíši.
Při analogovém ovládání modelové železnice je rychlost lokomotivy regulována velikostí napětí v kolejích. Čím je napětí vyšší, tím je také rychlost vyšší. Toto počínání se přitom projeví na všech lokomotivách na této koleji. Směr jízdy je stanoven polaritou napětí na koleji. Pokud tedy chceme mít na kolejišti více lokomotiv v provozu, musíme vytvořit více izolovaných úseků, a v každém měnit napětí samostatně. Problémy působí třeba to, že každá lokomotiva jezdí jinak rychle, některá lokomotiva jede rozumnou rychlostí při 8V jiná při 12V. Jak potom ale uhlídat, aby bylo v daném úseku to napětí, které potřebujeme?
Dokud jsem měl jako kolejiště dvoukolejný ovál, nebyly s ovládáním v podstatě žádné velké problémy. Vnitřní ovál byl ovládán jedním trafem, vnější druhým a pro posun v depu bylo použito třetí trafo. Pro zastavování před návěstidly jsem použil klasické izolované úseky. Takto jsem dokázal vlaky na kolejišti rozumným způsobem ovládat.
Problém nastal, když jsem kolejiště předělal na tzv. falešnou dvoukolejku. Celá trať tvoří defakto jeden ovál. Kolejiště jsem opět rozdělil na několik izolovaných úseků - jeden úsek tvořila první smyčka s přilehlým úsekem tratě, druhý úsek hlavní nádraží a třetí úsek pak druhá smyčka s přilehlou tratí. K zastavování na návěstidlech jsem opět použil izolované úseky. Zde se ovšem objevily citelné nedostatky v celé koncepci analogového řízení kolejiště.
Jako zásadní problém se ukázalo právě to, že každá lokomotiva jede jinak rychle při určitém napětí. Proto by bylo nutné měnit hodnotu napětí v daném useku podle toho jaká tam vjíždí lokomotiva. Zkoušel jsem takhle chvilku jezdit s tím, že budu napětí měnit sám ručně, ale to se nedalo. A tak jsem začal vymýšlet elektrický obvod, který by přepínal trafa mezi sebou tak, aby v daném úseku bylo správné napětí. Po čase jsem shledal, že takhle raději ne a celou koncepci s přepínáním napětí jsem opustil. Možným řešením by bylo urychlit budování trolejového vedení a pomocí něho řídit nezávisle alespoň rychlost vozidel beroucích proud z troleje na rychlosti vozidel beroucích proud z kolejí. Nakonec jsem se ale rozhodl pro digitál. Na závěr ještě zmíním jeden problémeček, který se na kolejišti vyskytl. Tím je obrácená polarita sudé a liché kolejové skupiny v nádraží a z toho plynoucí nutnost přepínání polarity při přejezdech mezi sudou a lichou skupinou.
Pořídil jsem si starší centrálu Lenz COMPACT. Ta má v sobě integrován jak ovladač, tak centrálu a zesilovač. Rovněž umí většinu funkcí jako ostatní systémy Lenz. Pro začátek je zajímavá zejména cenou, která se pohybuje okolo 3000Kč (99Euro). Při klasickém řešení - ovladač, centrála a zesilovač se pohybujeme u částky cca 3×větší. Dále jsem sehnal tři starší lokomotivní dekodéry a začal jsem s digitálem.
K tomu aby nám COMPACT pracoval potřebujeme ještě transformátor. Originál Lenz má 15 V střídavých a 45 W. Možné je použití i jiného transformátoru napětí 14 až 16 V střídavého nebo i stejnosměrného. Pro začátek jsem použil střídavý výstup z FZ1 (má ale papírově malý výkon). Až později jsem pořídil originální transformátor Lenz. Po připojení centrály podle manuálu (nic to není - dva dráty k trafu a dva ke kolejím) jsem byl připraven zahájit digitální provoz.
V dnešní době již Compacta používám jen jako "stabilní" ovladač. Pořídil jsem si totiž centrálu Lenz LZV100 kombinovanou se zesilovačem. K ní používám kromě již zmiňovaného Compacta i dva "ruční" ovladače Lenz LH100 a LH90.
Jinak v dnešní době existují i další DCC systémy, které jsou v podobných cenových relacích jako Compact. Za zajímavé ceny se dají koupit sety od Roca a Pika. Ty mají proti Lenzovi i některé výhody. Nová tzv. "myš" od Roca má podsvícený display a tlačítka. Navíc lze do ní zadefinovat ke každé adrese lokomotivy určitou "jmenovku". Pak např. L1 se bude hlásit jako 750, L2 jako E499 a pod., což je vynikající pro snazší orientaci mezi lokomotivami a jejich adresami.
Piko má výhodu v podobě bezdrátového přenosu mezi centrálou a ovladačem. Ten pak můžeme nosit třeba za opaskem jako kovboj :-) .
Jako první digitální lokomotivu jsem vytvořil Ragulina (T669.2) od Pika. Po drobné rekonstrukci elektroinstalace a připojení dekodéru Lenz LE130 jsem začal jezdit. Druhou a třetí digitalizovanou lokomotivou byly oba moji brejlovci (750 a 753). Jeden z nich byl postaven na pojezdu Gützold, druhý měl pojezd Fuggerth. Do obou jsem instaloval dekodéry ESU v124.
Po postavení lokomotiv na koleje a zjištění adresy se lokomotivy skutečně rozjely. Ragulin jezdí docela normálně, tedy jako před rekonstrukcí. U brejlovců ovšem začaly problémy. Brejlovec s pojezdem Gützold se občas (často) zastavoval na vyhybkách a brejlovec Fuggerth pro změnu nejezdil vůbec - tedy jezdil, ujel cca 10 cm a zastavil se, po chvilce se znovu rozjel, opět na cca 10cm. Zkoušel jsem také lokomotivu BR 120 od Roca vybavenou originál dekodérem. Ta jezdila výborně.
Jako velký problém se ukázaly výpadky napájení. V analogu se lokomotiva na krátkém úseku bez napětí mírně "zakucká" a pokračuje dál. V digitálu ne. I při krátkém výpadku napájení dojde k "restartu" dekodéru v lokomotivě, mašinka se zastaví a pomalu se rozjede do nastavené rychlosti - přesně podle toho, jak rychlé rozjíždění máme nastaveno. Toto působí pak poměrně rušivě při provozu na kolejišti. Při digitálu je dobrý sběr proudu mašinkami ještě důležitější než při analogovém ovládání.
V současnosti mám přes 10 lokomotiv s digitálním dekodérem. Téměř všechny jsem přestavoval sám, lokomotivy většinou neměly digitální rozhraní. Ukázalo se, že provozu s dekodérem je schopna i stará lokomotiva třeba i od Pika, ale musí mít minimálně solidní jízdní vlastnosti.
U první několika lokomotiv se mi při digitalizaci vyskytly následující problémy:
Když už jsem u tématu zástavby dekodéru do lokomotiv, tak uvedu obvyklé zapojení digitálního dekodéru a běžné nastavení základních adres.
| Běžné nastavení digitálního dekodéru | |
|---|---|
| Lokomotivní adresa | CV1 (r1) |
| Startovací napětí | CV2 (r2) |
| Zrychlení | CV3 (r3) |
| Zpomalení | CV4 (r4) |
| Maximální rychlost | CV5 |
Příjemně mně překvapila možnost ovládání analogové lokomotivy. Ta se totiž chová takřka stejně jako digitální lokomotivy, akorát jí nelze zhasnout světla. Problém s analogovou lokomotivou nastane při používání smyčkového modulu LK100 (viz. níže).
Po čase jsem na kolejiště zapojil dva smyčkové moduly LK100. Tím se mi konečně podařilo docílit toho, že mám v nádraží stejnou polaritu sudé i liché kolejové skupiny. Konečně lze po dlouhé době mezi nimi normálně přejíždět.
K zapojení smyčkového modulu bych dodal několik věcí. Délka smyčky (izolovaného úseku) musí být minimálně tak dlouhá jako nejdelší provozovaný vlak (!). Jinak může dojít při průjezdu vlaku smyčkou ke zkratu. U smyčkového modulu je potřeba nastavit správnou citlivost. To se provádí potenciometrem na boku modulu. Při správném nastavení musí modul při přejetí dělícího místa na obou stranách smyčky přepínat (bude v něm cvakat).
Jako nevýhodné se ukázalo použití těchto modulů při provozu analogové lokomotivy. Ta totiž při výjezdu ze smyčky najede na koleje s opačnou polaritou a začne, ze zcela pochopitelných důvodů, couvat. Pokud v tomto okamžiku změním směr této lokomotivy, vyjede už ze smyčky správě.
U smyčkových modulů jsem zaznamenal ještě jeden problém. Některé lokomotivy se při průjezdu smyčkou v bodě styku napětí na chvilku zastaví a opět rozjedou. Zajímavé je, že některé lokomotivy s dekodérem Lenz Silver překonají styk bez problémů, zatímco jiné se stejným dekodérem se zastaví. Celkově se mi použití smyčkových modulů zdá poněkud problematické.
Zastavování u návěstidel lze v digitálu řešit třemi způsoby.
K zastavování na návěstidlech se dá použít brzdový generátor LG100. Ten vysílá všem lokomotivám všech adres povel "jízdní stupeň 0". Díky tomu zastaví lokomotiva plynule, podle toho jak má nastavené zpomalení.
Před návěstidlem se vytvoří izolovaný úsek podobně jako u analogového ovládání. Když je na návěstidle návěst STŮJ, tak se pustí do kolejí před návěstidlem signál z brzdového generátoru. Vlak nacházející se v tomto úseku dostane informaci o jízdním stupni 0 a plynule zastaví. Není to ovšem zase tak úplně jednoduché.
1. problémem je, že samotný brzdový generátor LG100 je nám k ničemu. Aby měl nějaký smysl, je nutné k němu připojit zesilovač (LV100,...) a to jsou samozřejmě další vícenáklady (pro zajímavost LG100 stojí cca 2000 Kč, LV102 cca 4500 Kč).
2. problémem je to, že chceme-li aby vlak zastavil před návěstidlem a pustíme-li signál z LG100 do úseku před návěstidlem, tak přijíždějící vlak na styku dvou signálů (z klasické centrály a z LG100) způsobí zkrat. Vlak totiž nesmí projet dělící místo mezi signálem z brzdícího generátoru a signálem z digitální centrály!!!
Jak se tedy LG100 správně zapojuje? Důležité je, že signál se musí změnit až v okamžiku, kdy už je celý (!) vlak v kolejovém úseku. Pomůžeme si tedy nějakým kolejovým kontaktem. Příklad zapojení je na následujícím obrázku.
Na obrázku je zapojení LG100. Jako kolejový kontakt, lze použít prakticky jakékoli dostupné kolejové kontakty. Od mechanických, přes magnetické až po optiku. Při různých modifikacích je možné použití i kolejových obvodů. Ovládání semaforu samozřejmě nemusí být provedeno pomocí přepínače, ten zde je uveden jen pro svojí jednoduchost. Výhodnější je ovládání například pomocí relé. Důležité je upozornit, že příjezdový úsek musí být minimálně tak dlouhý jako nejdelší možný vlak. To už ovšem bylo v předchozím textu také zmíněno.
Na celé kolejiště nám pochopitelně vystačí pouze jedna sestava LG100 + zesilovač. Signál si můžeme rozvést na svorkovnice a na více návěstidel.
Brzdící modul používám na svém kolejišti poměrně krátce. Zastavování na návěstidlech mám instalováno zkušebně zatím u dvou návěstidel. Při provozu jsem přišel na několik postřehů. Výběh vlaku není vždy stejně dlouhý, ač se s jeho hodnotou u konkrétní lokomotivy nehýbe, tak zastaví vždycky někde jinde. Není to ale nic hrozného, protože se jedná o rozptyl tak 20 cm. A ve skutečnosti málokdy vlak také zastavuje vždy na stejném místě. Druhým negativem je, že někdy vlak nezastaví plynule, ale skokem. Nevím čím to je způsobeno, objevuje se to nahodile tak v 10% zastavení a u různých lokomotiv. Vypadá to jako výpadek napájení, ale před návěstidly mám rovné úseky bez vyhybek, kde je výpadek napájení nepravděpodobný. Prozatím záhada :-) . Ovšem to také nevidím jako zásadní problém.
Jako hlavní nevýhodu použití sestavy s LG100 spatřuji vyšší pořizovací náklady. Další nevýhodu také spatřuji v relativní složitosti zapojení, kde vedle nutnosti použití dalšího kolejového kontaktu se ukazuje ještě problematičtější ta skutečnost, že před návěstidlem se nám často nachází zhlaví, do kterého se nám dostane příjezdový úsek. Pak je elektrické zapojení ještě složitější.
Při použití BM modulů lokomotiva bude plynule zastavovat i rozjíždět jako při použití LG100.
Proti němu mají takzvané BM moduly některé výhody ale i nevýhody.
Výhody:
Tyto argumenty jsou docela pádné sami o sobě. Rozdíl proti ceně za LG100 se zesilovačem (cca 2000 Kč + 4500 Kč) je opravdu závratný. Je tu ovšem ještě jedno plus.
Lokomotiva, která má zastavit musí mít dekodér, který podporuje funkci ABC. Většina nových dekodérů by ji měla podporovat. Z mých dekodéru ji podporují Lenz Gold a Silver, nepodporuje ji Lenz LE130, ESU v123. Tuto funkci je pomocí programování potřeba aktivovat - většina dekodérů ji má deaktivovanou.
Lokomotiva s funkcí ABC se v úseku s BM modulem plynule zastaví a pak po přepnutí na zelenou opět plynule rozjede. Lokomotiva jedoucí v opačném směru projede celý úsek bez zastavení či zpomalení (viditelného) bez ohledu na stav návěstidla. Zapojení BM-1 modulu je na následujícím obrázku.
Na předchozím obrázku je zapojení BM-1 modulu včetně jeho náhradního zapojení. Diody lze použít obyčejné křemíkové. Někdy se lokomotiva nemusí chovat jak by měla a úplně se nezastaví. Tento problém se dá vyřešit přidáním páté diody do série. Osobně jsem se s tímto problémem nesetkal.
Délka přerušeného úseku musí korespondovat s našimi představami o brzdné dráze (délce výběhu) vlaku, plus je nutné přidat něco navíc od čela lokomotivy k návěstidlu.
Když jsem BM modul na svém kolejišti zkoušel, pracoval výborně. Zajímavé je, že délka výběhu je jiná než při použití LG100 - cca o 1/3 kratší. Pokud bych s digitálem začínal, už bych si LG100 nekupoval, raději bych nakoupil lokodekodéry s funkcí ABC. BM moduly na svém kolejišti používat nebudu, protože u asi poloviny z mých dekodérů funkci ABC nemám a navíc už jsem investoval do nákupu LG100 se zesilovačem.
Firma Lenz vyrábí kromě modulu BM-1 i moduly BM-2 a BM-3. Ty se od BM-1 liší tím, že mají v sobě integrovány další funkce jako ovládání návěstidla a podobně.
Zastavování vlaků je možné v digitálu stejně jako v analogu provádět pomocí izolovaných úseků.
U jedné vratné smyčky na kolejišti mám skryté nádraží pro střídání třech souprav. Je kompletně převzaté z původního analogového ovládání, takže zastavování vlaků je prováděno právě odpojováním úseků. Digitální lokomotiva se po přerušení dodávky proudu zastaví stejně jako analogová, po obnovení dodávky se plynule rozjede. Tudíž ani tento způsob zastavování vlaků nečiní v digitálu větší problémy.
Při tomto způsobu zastavování vlaků se ale připravíme o plynulé brždění lokomotivy, takže je vhodné právě do skrytých úseků. Odpojování úseků přináší ještě jednu výhodu a to, že lokomotiva v tomto úseku neodebírá proud.
"Digitál" na svém kolejišti používám (zatím) jen k ovládání trakce. Příslušenství a podobně zatím nehodlám ovládat pomocí digitálu.
Pro úplné laiky: Filozofie digitálního ovládání je tato. Na ovladači si nastavím číslo lokomotivy, kterou chci ovládat (čísla si u lokomotiv před tím mohu naprogramovat). Té pak mohu nastavit jakou chci rychlost, rozsvítit světla atd. Pak mohu přepnout na další lokomotivu a ovládat tu. Předchozí lokomotiva pokračuje podle před tím nastavených hodnot. Pokud mám více ovladačů mohu ovládat naráz více lokomotiv najednou. Je zde také možnost, že si jeden "fíra" ovládá jednu lokomotivy a druhý druhou.
Digitál má samozřejmě kromě mnoha nesporných výhod i mnohé nevýhody. Ty se ovšem při troše dobré vůle dají docela minimalizovat. Po odstranění počátečních nesnází si myslím, že je na mém kolejišti přínosem. Toho času si nemyslím, že jsem udělal špatně, když jsem do digitálu šel.