|
|||||||||||
|
MJ - DIGITAL Datoriserad anläggning enligt NMRA-DCC standard
|
|
|||||||||
![]() |
|||||||||||
"With DCC you run the train - not the track" | |||||||||||
|
|||||||||||
Några tips | |||||||||||
När väl beslutet är taget att digitalisera en MJ-anläggning finns flera vägar att gå. Valet står mellan styrning från dator (PC / Mac) eller att på traditionellt sätt styra tåg och växlar från en digitalt körreglage. Dessutom kan man välja mellan att köpa färdigt eller bygga själv. De färdiga satserna för 2-räls likström med tillbehör från de stora tillverkarna följer NMRA DCC standard med avseende på lokstyrning men har individuella lösningar för övriga funktioner som växlar, signaler mm. alltså ej helt kompatibla. Vissa system är i grundutförande baserade på centralenhet och köraggregat med datoranslutning som option och andra system enbart avsedda för anslutning till en PC. Programvaror finns en hel del att välja på de flesta i PC miljö. Eftersom jag började att digitalisera min
anläggning 1996 fanns inte mycket färdigt att köpa till rimligt pris
och valde därför att bygga DCC enheterna själv. Inte alltför tekniskt komplicerat med
baskunskaper i elektronik. Flera alternativ till självbygge fanns i litteratur och på
Internet. Rutger Fribergs NMRAF-serie av boostrar och dekodrar är ett mycket bra exempel. Jag byggde min anläggning från början baserat på analog teknik
med blockindelning och flera köraggregat kontrollerat med omkopplare och lysdioder från
en panel med spårplan. Jag inledde med
att i programvaran definiera alla funktioner i anläggningen och köra dessa i
simuleringsläge. De flesta program för MJ finns i gratis demoversion på nätet rekommenderas för
att testa ideer och lösningar innan inköp av programmet och hårdvaran. |
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Hur fungerar det? | |||||||||||
Kortfattat beskrivning av MJ - digitalEn centralenhet med köraggregat (alternativt dator) sänder via en booster styrsignaler bestående av digitala pulser till rälsen. Dekodern i loket tar emot pulsinformationen som innehåller både data och kraftmatning. Varje lok har en unik "lokadress" så att rätt kommandon avkodas i respektive lok, vilket innebär att flera lok på samma räls kan påverkas individuellt från centralenheten. En likriktare i dekodern separerar kraftmatningen till motorn och belysningen i loket. NMRA DCC standarden
definierar en lång rad funktioner som påverkar ett antal register i dekodern. Hastigheten regleras med 14 upp till 128 körsteg beroende av dekodertyp och fabrikat. Mer avancerade funktioner kan styras som rök, ljud, kontroll av koppel mm. Detta kräver dock fler funktioner i dekodern eller flera dekodrar i loket vilket för N-skale rallaren kan bli en alltför stor utmaning. De avgörande kriterierna för val av lokdekoder är fysiska mått och lokets strömförbrukning. För N-skalelok ligger strömförbrukningen maximalt kring 0,5 Amp och ofta lägre. För att säkert avgöra ett speciellt loks maximala strömförbrukning mätes den sk. "stall"-strömmen innan loket bygges om. Anslut ett mätinstrument (DC Amp) mellan det analoga köraggregatet och rälsen. Håll fast loket med stillastående hjul och vrid upp köraggregatet till max och läs av strömmen. Denna situation är den maximala belastningen dekodern kommer att utsättas för. Observera att dekoderns definition av maxström skall mata både motor och belysning. Ett stort antal mobila dekodrar av olika fabrikat finns att
tillgå. I den nya DCC-boken (Rutger Friberg ,Stan Ames) finns en komplett lista över
marknadens dekodrar med mått, drivförmåga, antal körsteg samt leverantörens garanti
policy mm. Flera svenska butiker lagerför bl.a. Lenz och TRAN
dekodrar som har små fysiska mått som lämpar sig väl för N-skalan. |
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Blockschemat ovan visar i princip hur ett digitalsystem kan vara konfigurerat. Installationen till den aktuella anläggningen består av flera boostrar (Lenz) och ett antal stationära dekodrar (Digitrax DS 64 och Lenz LS150) för olika funktioner. Tågen kan styras från någon av körreglagen alternativt från datorn. Växlar, signaler och räls har separata boostrar matade från skilda trafon. Ett säkrare sätt att distribuera kraftmatningen med åtskilda DCC-bussar. Däremot matas data till boostrarna gemensamt från datorn. Lenz LS150 och Digitrax DS 64 styr växlarna (Trix och Peco). Digitrax DS 64 med inbyggd urladdningskondensator (CDU) är anpassad för Peco`s växelmotorer med tyst omläggning utan det vanligt förekommande "surret". Den digitala signalen (J_K) från boostern till rälsen går via en detektor för respektive block som känner av om blocket är ockuperat av ett lok i rörelse eller stillastående. Blockdetektorerna återmatar status från blocken via "RS.bussen" till centralenhet och dator. |
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Skärmbild av programvaran Train Controller | |||||||||||
|
|||||||||||
Det
tycks på en del håll råda en missuppfattning när det gäller styrning av en
modelljärnväg från dator. "jag vill köra tågen själv och inte se på när datorn gör det" Ett begränsat synsätt välj själv manuellt eller automatiskt via datorn. Köraggregat finns ju på datorskärmen kontrollerade från mus eller tangentbord alternativt från centralenhetens körreglageMed Train Controller (eller annan programvara för MJ) bygger man upp sin spårplan på bildskärmen (layout) med växlar, block och signaler som utgör sk. aktiva element påverkade av faktiska händelser i anläggningen och från menyfönster på skärmen. Körvägar i anläggningen definieras av sk. "rutter" som påverkar involverade växlar, block, och signaler. Flera rutter kan samtidigt vara aktiva inbördes prioriterade med delvis gemensamma block och växlar på delsträckor. Om centralenheten har kompletterats med återmatningsenhet och anläggningen kompletterats med blocksensorer kan tågens läge i spårplanen indikeras på datorskärmen. Alla aktiva funktioner i spårplanen kan påverkas med ett musklick på skärmen genom att peka på växel, blocket, rutten eller signalen. Krångligt? nej, allt definieras i Windowsmiljö med klara instruktioner och hjälpmenyer där resultatet hamnar i en databas. Nämnda funktioner finns här som poster länkade till varandra i ett logiskt mönster. Enligt ovanstående kör man antingen anläggningen manuellt från datorn och samtidigt följer alla händelser på datorskärmen alternativt definierar sessioner som hanteras automatiskt av Train Controller. Med sessioner avses ett eller flera tåg i rörelse definierade med avgång och destinations positioner. Ingen programmering behövs i Train Controller , endast definition av parametrar. |
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Booster | |||||||||||
Centralenheten (DR5000) inehåller en egen Booster för drivning av DCC till rälsen. En stor anläggning kan behöva ytterligare matning med extra ström och då dela upp anläggningen i "power districts" och att man använder en extra booster för drivning av exempelvis växel / signaldekodrar, På denna N-skaleanläggning räcker centralenheten för att mata rälsen på anläggningen men en extra Booster matar växel / signaldekodrar. Centralenheten har en
specifik utgång (PB) so matar denna Booster med DCC-koden utan kraft. Den
extra boostern har en egen trafo för kraftmatning.
|
|||||||||||
|
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Stationär dekoder Digitrax DS 64 och Lenz LS150 | |||||||||||
Med en stationär dekoder som främst används för styrning av solenoidväxlar är momentan matning nödvändig för att ej skada växeln. Lenz LS150 klarar att styra 6 st växlar av typ (TRIX / ROCO). Pecos växelmotorer fungerar med LS 150 men p.g.a. växelströmsmatningen uppstår uppstår ett starkt surrande ljud som på sikt kan skada PECO växlar (vibrationer). Ett mycket bra alternativ för PECO`s växelsolenoider är Digitrax växeldekoder DS 64 som innehåller en "CDU" (Capacitor Discharge Unit) vilket innebär att solenoiden matas med en kort likspänningspuls och växeln lägger om med ett svagt "knäpp". Dessutom har DS 64 intern logik för villkor av växlars inbördes lägen i exempelvis växelgator vid stationer. Mycket bra hjälpmedel om man inte kör från ett MJ-datorprogram. För "statiska"
funktioner (ej puls) på en MJ-anläggning som signaler och belysning är Littfinskis
dekodrar ett utmärkt alternativ. |
|||||||||||
|
![]() |
![]() |
|||||||||
Lenz LS 150 för 6st växlar | Digitrax DS 64 för 4 växlar | Littfinski LS-DEC för 4 signaler | |||||||||
![]() |
|||||||||||
Blocksensor | |||||||||||
Varför blockindelning med MJ-digital? - Loken kan ju ändå styras individuellt med
konstant matning på hela anläggningen? Om digitalsystemet kompletteras med styrning från ett datorprogram kan man med blocksensorer få indikering på datorskärmen var tågen befinner sig och mer avancerat utnyttja automatkörning av tågen i vissa program. Nedanstående visar några självbyggen av blocksensorer. |
|||||||||||
|
|||||||||||
![]() |
Reläerna släpper fram DCC-matningen till rälsen där strömmen passerar via
diodbryggan D2 som ger ett spänningsfall till blockdetektorn. Då ett lok eller belyst vagn (i rörelse eller stillastående) befinner sig på det aktuella blocket aktiveras optokopplaren D3 i blockdetektorn som matar transistorn T3 vars utgång är ansluten till ett digital återkopplingsmodul. (ex. Lenz LR101) som i sin tur är ansluten till centralenheten. För att erhålla en stabil nivå till datorn är utgången från T3 "glättad" med D4 och C1 som utjämnar påverkan från DCC pulsningen.
|
||||||||||
Förenklat utförande av blocksensor |
|||||||||||
En blocksensor kan i sitt enklaste utförande endast bestå av en diodbrygga och en optokopplare ansluten till en återkopplingsmodul i sin tur är ansluten till centralenhet. Detta kräver dock att återkopplingsmodulen eller ett datorprogram ser till att blockindikeringen blir filtrerad och stabil. MJ-programmet TrainController "TC" har mycket bra funktioner för att på olika sätt filtrera och stabilisera indata från anläggningen till programmet. | |||||||||||
![]() |
|||||||||||
4 st blocksensorer byggda på ett experimentkort Blocksensor ansluten till Littfinski återkopplingsmodul (16 ingångar) | |||||||||||
ÖVERST PÅ
SIDAN![]() |
|||||||||||
Inbyggnad av Lok- dekoder | |||||||||||
Att förse ett lok med dekoder för MJ-digital i skala H0 eller större innebär sällan några problem eftersom utrymmet under lokkåpan oftast har gott om utrymme. N-skala eller Z är däremot en utmaning som kräver god förberedelse och ett stort mått av tålamod för att lyckas. Varje enskild loktyp måste betraktas individuellt - det finns ingen standarlösning för den mekaniska anpassningen. Jag kommer här att ge några generella tips samt beskriva några exempel på inbyggnad av mobila dekodrar i Fleischman "Rc4" och "Du" N-skalelok. Dekodrarna följer den etablerade NMRA-DCC standarden för digital MJ-styrning. NMRA standarden innefattar kommunikations-protokoll och definition av en mängd register i dekodern med avseende på innehåll och funktion. En installation av lokdekoder kräver endast kunskap om de grundläggande funktionerna, som kommer att beskrivas i denna artikel. Jag rekommenderar att studera Rutger Fribergs bok nr. 5 och den nya DCC boken för att få en djupare inblick i NMRA- standard. Vi kan tacksamt notera att de flesta leverantörer av mobila
dekodrar numera följer NMRA standard med avseende på lokstyrning. Däremot slår varje
leverantör vakt om sina egna lösningar då det gäller styrning av stationära
funktioner som växlar, signaler mm. Det går således inte att blanda körkontroller,
boosters eller växeldekodrar mellan olika fabrikat frånsett några få undantag. |
|||||||||||
Installation av dekoder i Rc4 - lok | |||||||||||
![]() Den uppmätta "stall"-strömen är 300mA, som klaras av nämnda dekodrar med god marginal.
|
|||||||||||
Innan dekodern monteras måste loket förberedas både elektriskt och mekaniskt. Se till
att loket fungerar klanderfritt före ombyggnaden - viktigt vid ev. felsökning. Tag av lokkåpan och montera bort elanslutning till takströmavtagare. Ett analogt lok har normalt ett kretskort som förbinder släpkontakter från hjul till motor och lampor. I Rc4 behålles anslutningarna av motor och lampor till det befintliga kretskortet som modifieras med kapningar i folien för anpassning till dekodern (se nedanst. skiss). Behåll kretskortets kontakt med de strömupptagande hjulen. Kondensator och drosslar samt lamplikriktarna tas bort. (sitter dolda under lampanslutningarna) Den mekaniska anpassningen i detta fall består endast av att avlägsna plast ramen med omkopplaren för spår/luftledning mellan boggierna. |
|||||||||||
Dekodern monterad mellan boggier RC4 kretskort Alternativa anslutningar av lampor |
|||||||||||
![]() ![]() ![]() |
|||||||||||
Utrymmet
under loket mellan boggierna ger tillräckligt plats för dekodern då strömavtagar / räls - omkopplaren tas bort. Passa in dekodern före
slutlig montering och se till att alla rörliga delar går fritt och att de elektriska
delarna som skall vara isolerade inte får oönskad kontakt. Kontrollera även att
lokkåpan går att sätta tillbaka. Det är viktigt att få en bra värmeavledning från dekodern till chassit. Flera leverantörer av dekodrar bifogar värmeledande dubbelhäftande tape för en stabil och kylande montering. Linda aldrig in dekodern i isolertape! |
|||||||||||
Övriga
anslutningar från dekodern till släpkontakter, motor och lampor lödes på det
befintliga kretskortet som modifieras med byglingar och avbrott i folien för att följa
inkopplingsschemat. Använd en fin lödkolv och beakta gängse regler med tanke på statisk elektricitet. Var noga med att ingen av motorns poler har kontakt med annat än den orange och grå ledningen från dekodern. Mycket viktigt för att dekodern ej skall skadas. Fixera ledningarna med låslack så boggierna rör sig fritt. I de flesta lok som även gäller RC4 är höger eller vänster hjulsläpkontakt samt den gemensamma polen till lamporna fast anslutna till chassit. Detta innebär inte något problem vid montering av dekodern frånsett att lamporna endast får halvvågslikriktad matning vilket kan kompenseras med lämpligt val av glödlampa samt att den blå kabeln från dekodern lämnas oansluten. |
|||||||||||
Installation i Du-loket. | |||||||||||
![]() Detta N-skalelok har mycket begränsat utrymme under lokkåpan. I ena änden av chassit finns dock plats för en liten dekoder förutsatt vissa ingrepp. Jag har i detta exempel valt LE 040 för Du-loket. Det befintliga kretskortet kapas på två ställen och en mittbit avlägsnas. Chassit filas ned ca: 3 mm. LE 040 dekodern har allt i samma enhet och fixeras med en medföljande dubbelhäftande tapen. |
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Du-loket har dubbla hjulsläpkontakter på varje sida. Ett par har fortfarande kontakt med kretskortet efter modifieringen medan det andra paret måste kompletteras med ledningar där kretskortet kapats. Både höger och vänster hjulsläpkontakter är isolerade från chassit vilket innebär att den blå ledningen från dekodern skall lödas till chassit och användas som gemensam part för lamporna. Ledningarna från dekodern anslutes till folien på kretskortet (se fig. 2). I övrigt följer samma procedur som ovanstående beskrivning för Rc4-loket. |
|||||||||||
Dags att programmera loken | |||||||||||
Nu har vi kommit till momentet då loket skall ges önskade köregenskaper genom att programmera den inbyggda dekodern. Digitalsystemets centralenhet har ett programmeringsläge och vid körning från dator finns en speciell programfunktion för lokprogrammering. Vissa system medger även programmering av loken från en handkontroll. För mer avancerade tillämpningar med många funktioner finns
möjlighet att programmera en mängd register i dekodern. Här beskrives endast de fyra
grundinställningarna. (adress, startnivå, acceleration och inbromsning) Startnivån kan skilja mycket mellan olika lok. Olika motorer och
annan friktion i loket bestämmer en lägsta startspänning. Var noggrann med startnivån
- har man en dekoder med 14 körsteg är det onödigt att slösa bort hälften av
körstegen på ett stillastående lok . Första körsteget skall ju få loket att
"smyga" och resten utgöra så fina steg som möjligt upp till toppfart. Använd alltid ett separat programmeringsspår avskilt från
anläggningen helst en cirkelbana med diameter minst 1 meter. för att kunna finjustera
startnivån och acceleration. Med erfarenhet från ovanstående exempel kan motsvarande teknik användas vid installation av DCC-dekoder i de flesta lok i små skalor. |
|||||||||||
![]() ![]() ![]() |
|||||||||||
ÖVERST PÅ
SIDAN![]() |
|||||||||||
|
|||||||||||
![]() |
|||||||||||
Per-Åke
Jansson, email:![]() |
|||||||||||