Railnet

Návestný opakovač

DCC | Peter Harmady, 17. 12. 2013 (5477 zhliadnutí)

Návestidlá pri prevádzkovom modulovom stretnutí vylepšia kvalitu jazdenia, pretože posúvajú modelovú prevádzku bližšie ku skutočnej. Fírom je jasné, či môžu do stanice vojsť alebo prípadne z nej odísť aj bez ústnych a nie vždy jednoznačných inštrukcií. Mechanické návestidlo je vidieť zďaleka, je však vďaka jemnému pohonu pomerne dengľavé. Svetelné návestidlo mechaniku nepotrebuje, ibaže nie je vždy dobre viditeľné. Okrem iného asi aj preto, že svieti smerom rovnobežným s koľajou, nakoľko má naň hľadieť rušňovodič v lokomotíve a nie osoba vyskytujúca sa na bočnej strane modulu. Takže zistenie, že čo to vlastne svieti na návestidle, si občas vyžaduje vopchať hlavu medzi vyššie objekty (stromčeky, lampy). A z toho majiteľ modulu radosť oprávnene nemá, keďže hrozí ich poškodenie. Tu je ideálne použiť návestný opakovač pre moduly, povedzme podľa Zababova, no tam je skôr iba informácia o dobrom nápade a nie použiteľný návod. Preto tu popisujem podrobnejšie, ako som riešil opakovač ja.

Opakovač je krabička s farebnými LEDkami zobrazujúcimi stav návestidla, namontovaná na bočnej strane (návestného) modulu. Fíra na ňom pohodlne vidí stav návestidla bez toho, aby potenciálne niečo na module ohrozoval. A to sa stáva, najmä ak návestidlo svieti nevýrazne alebo je úplne zle viditeľné, lebo napríklad fírotrasa je po pravej strane a návestidlo je v pravotočivej zákrute. Deti vo veku 6-7 rokov, ktoré sú už síce v jazdení svojprávne, nemajú ešte dostatočnú výšku, aby dobre videli na návestidlá a už vôbec nie na to, že čo na tom svetelnom návestidle vlastne svieti.

Opakovač je preto uľahčením jazdenia nielen pre ne, ale aj pre ustatých posedávajúcich dospelých.

Železničné návestenie je podstatne zložitejšie než cestná svetelná signalizácia, ale na moduloch sa našťastie až na takú realitu nehráme. Opakovač je pripravený na signalizáciu základných stavov. Zelená je voľno, červená stoj. Pri žltej možno ísť opatrne a čoskoro bude potrebné zastaviť. Biela a modrá sa používajú zriedkavejšie – napríklad na signalizáciu pri posunovaní. Kombinácie farieb a ďalších znakov upresňujú povolenú rýchlosť a nadväznosti na nasledovné návestidlá atď., to už obvykle pri moduloch neriešime. Podrobnejšie o návestení nájdete napríklad tu alebo tu alebo tu. Vďaka VraťoviV za konzultácie. Na opakovači musí stále niečo svietiť, všetko zhasnuté indikuje poruchu, rovnako ako na skutočnom opakovači v lokomotíve.

Zapojenie

Modelové návestidlá sú zhotovené rozmanitým spôsobom a je podstatné, na aký signál je možné opakovač pripojiť. Niekto má v telese mechanického návestidla servo a posiela do neho preto signál s premenlivou striedou. Iný má v návestidle DCC dekodér, pretože ho ovláda DCC signálom. Ďalší posiela do návestidla napätie na príslušné žiarovky či LEDky svetelného návestidla, prípadne rovnako napája elektromagnetický alebo elektromotorický prestavník. Mechanicky prehadzované návestidlá nemusia mať žiaden použiteľný elektrický signál k dispozícii a ak je aj pre ne požadovaný LEDkový opakovač, je potrebné ich doplniť napríklad mikrospínačmi alebo jazýčkovými relé.

Existuje norma na zapojenie vývodov štandardizovaného konektora RJ45 (8-pinového) pre návestidlá podľa Zababova (a FREMO), ktorá na konektore vyžaduje prítomnosť napätia pre konkrétnu farbu, prípadne polohu mechanického návestidla. Tým pádom je jedno, akým spôsobom je návestidlo ovládané, ale ak sa kdekoľvek na návestidle nachádza RJ45 konektor so signálmi kopírujúcimi stav návestidla, zapojiť preň opakovač je už jednoduché.

Prioritne je žiadúce opakovač inštalovať pre obtiažnejšie čitateľné svetelné návestidlá, ale z tabuľky vyplýva, že zapojenie mechanického i svetelného návestidla je pre základné návestenie dostatočne podobné, a preto opakovač podľa nasledovnej schémy vyhovie za istých podmienok obom typom.

Za istých podmienok znamená toľko, že pri opakovaní mechanického návestidla môže nastať problém na pine 3 s hornou žltou. Ak totiž mechanické návestidlo na module svieti, spôsobilo by to svit hornej žltej na opakovači, čo je nežiadúce. Podobný problém nastáva pri dvojramennom návestidle a pine 2. Pri dolnom ramene vo zvislej polohe nemá byť indikované nič, keďže je to len opačný stav voči šikmému dolnému ramenu z pinu 7. Preto je potrebné pri opakovaní mechanického návestidla vypnúť LED3 a LED2. To sa dá vybaviť napríklad tak, že namiesto rezistora R3 bude zapojená kombinácia R3+vypínač alebo namiesto vypínača bude použitý jumper. Rovnaké opatrenie si vyžaduje R2. Tieto „nejednoznačné“ LEDky je ale možné namiesto použitia vypínačov osadiť do dutinkovej lišty a keď svietiť nemá, stačí ju osadiť opačne a teda otočiť jej polaritu. Dutinková lišta je užitočná aj v pozícii LED7 kvôli jednoduchej zámene obvykle dolnej žltej LEDky za modrú, ak bude niekto chcieť opakovať posunovacie návestidlo.

Ako LEDky sú vhodné 5mm vysokosvietivé typy, sú dostatočne veľké a ak majú uhol vyžarovania aspoň 45-60°, opakovač má aj dobrú viditeľnosť v jasnej miestnosti. Opakovač som doplnil dvojstupňovou reguláciou jasu pomocou D0A/B, nakoľko v slnečnej miestnosti je vyžadovaný iný jas než pri večernom umelom osvetlení. Pri skratovaní kontaktov JP1/2 je na LEDky s odpormi privedené plné napätie, pri ich rozpojení je napätie znížené o úbytok na D0A/B (s hodnotami napríklad 8V2 až 9V1). Namiesto Zeneriek je možné použiť aj rezistor, pri svite viacerých LED súčasne by to však ovplyvňovalo ich vzájomný jas. Ak regulácia jasu nie je požadovaná, v mieste D0A/B budú prepojky a prirodzene nie je potrebný ani spínač na ich premostenie.

Pri použití jediného spoločného rezistora R0 (v miestach R2-R7 by vtedy boli len prepojky a prúd LEDkami bude určovať R0) sa súčasným zopnutím viacerých LEDiek mení ich jas, dokonca niektoré sa nemusia rozsvietiť vôbec (napríklad ak bude spojená paralelne biela či modrá s červenou). Preto uprednostňujem na mieste R0 prepojku a hodnoty R2-7 budú závisieť od individuálnej svietivosti jednotlivých LED2-LED7. Mali by mať hodnotu minimálne 820R (takmer 20mA pri 16V), to ale už vysokosvietivé naozaj svietia veľmi intenzívne. Ja som použil hodnoty 1k5, LEDky svietia dostatočne silno. Za dôležité pri striedavom napájaní považujem ochranné diódy D2-7 (LED znesú záverné napätie do 5V a pri návestidlách je bežné aj striedavé napájanie do 16V). Opakovač bude síce fungovať aj bez nich, lenže po čase (pri striedavom napájaní) by LEDky mohli odchádzať. Pri jednosmernom napájaní D2-7 nevyhnutné nie sú. Zapojenie je podľa schémy pripravené buď na striedavé napájanie alebo spoločný kladný pól s napätím medzi 12V-16V. Ako D2-7 môžu byť použité takmer ľubovoľné diódy ak znesú prúd aspoň 20mA, a to zvládajú asi všetky. Diódy musia byť polarizované vždy opačne než LEDky, inak by LED nesvietili. Nie sú použité žiadne špeciálne súčiastky, takže vo veľkej miere je to celé realizovateľné zo šuplíkových zásob.

Mechanická konštrukcia

Opakovač je v plytkej elektrikárskej inštalačnej krabici s rozmermi asi 80x80 a výškou 16mm. V krabičke sú vyrezané otvory na RJ45 konektory a prepínač jasu. Na boku by mohol byť prípadne aj dvojitý vypínač pre LED2 a LED3. Na zadnej strane krabičky je štipec na uchytenie na modul.

Pre LED2, LED3 a LED7 som nepoužil vypínače, ale LEDky som osadil do dutinkových líšt kvôli univerzálnosti aj pre opakovanie mechanických či posunovacích návestidiel. Zapojenie je zvládnuteľné aj na univerzálnom plošnom spoji (~77x77mm – na ďalšom obrázku vpravo). Akurát klasické RJ45 konektory svojimi vývodmi nepasujú do univerzálneho rastra 2,54x2,54mm, preto je vtedy použitý RJ45 konektor s káblikmi (RJ45GL).

Ak má návestidlo len jeden konektor, tak dlhý kábel od ovládania ide najprv do opakovača a až opakovač je cez druhý konektor prepojený s návestidlom káblom o dĺžke asi 40-50cm (RJ45-RJ45 sieťový LAN kábel). Ak má návestidlo dva konektory, potom je jedno, či kábel od ovládania ide najprv do návestidla alebo do opakovača. V oboch prípadoch ku každému opakovaču je potrebný aj krátky prepojovací kábel, minimálne 6-žilový alebo 8-žilový.

Konfigurovateľný opakovač

Ak niekto požaduje v pozícii D7 meniť farbu LEDky zo žltej a modrej bez jej ručnej výmeny v dutinkovej lište (pretože to si vyžaduje otvorenie krabičky), je tu možnosť použiť prepínač vyvedený na bočnú stranu krabičky a použiť viacfarebné LEDky. Čiže buď zriedkavú modro-žltú diódu s troma nohami (OSYBMC5B31A alebo N500TBY4D) alebo bežnejšiu RGB (red/green/blue) LEDku so štyrmi nohami, ktorá má v jednom puzdre červený, zelený a modrý čip. Prepínanie žltej a modrej sa dá realizovať pri RGB LEDke tak, že raz bude napájanie pripojené k modrému čipu a inokedy k zelenému spolu s červeným (lebo zelená + červená = žltá). Obdobne dvojfarebná modro-žltá LEDka potrebuje prepínač medzi žltou a modrou, tu ale samozrejme jeden rezistor postačí, keďže čipy nebudú pripojené paralelne. Vzhľadom na rozličný úbytok zeleného a červeného čipu v RGB LEDke musí mať každý čip svoj vlastný obmedzovací rezistor. Pomerom medzi nimi je možné trocha ladiť odtieň namiešanej žltej. Pretože pri súčasnom svite oboch žltých vyzerá dosť zvláštne, ak je jedna žltá a druhá napríklad oranžová (horná žltá je „normálna LEDka“, ale spodná je RGB).

Touto metódou je možné zhotoviť úplne konfigurovateľný opakovač, kde je možné si zvoliť aj to, že aká farba svieti na ktorej pozícii a k akému pinu konektora je pripojená. Všetky LEDky by vtedy boli RGB a ich jednotlivé čipy by boli pripájané na príslušný pin konektora napríklad pomocou jumperov. Tak by bolo možné voliť farbu. Červená, zelená a modrá sú farby jednotlivých samostatných čipov, biela vznikne súčasným svitom všetkých troch čipov, žltá je kombinácia RG. Priradenie medzi pinom konektora a pozíciou LEDky na opakovači by sa dalo realizovať asi najjednoduchšie konektorom RJ45GL s káblikmi, ktoré by sa zasúvali do dutinkovej lišty. Pôvodná krabička je dostatočne rozmerná, aby sa DPS aj s uvedenými potenciálnymi úpravami do nej zmestila. Domnievam sa však, že až takto flexibilný opakovač veľmi potrebný nebude… `

Núdzové ovládanie návestidla

Majiteľ návestného modulu oprávnene očakáva, že v layoute bude vzdialený návestný modul od jeho stanice vo vzdialenosti jeden až dva moduly, pretože sa tak deje často. Z toho dôvodu býva ovládanie stanice združené s ovládaním návestidiel v jednom pulte. Môže sa stať, že do layoutu sú zaradené návestné moduly bez stanice alebo ovládanie návestidiel nie je z akéhokoľvek dôvodu z pôvodného pultu možné a bola by škoda návestidlo nevyužiť. Vtedy sa zíde akési núdzové ovládanie, ktoré pozná aspoň dva stavy – stop a voľno. Ak ovládanie návestidla vyhovuje štandardu uvedenému pri opakovači, toto sa dá zabezpečiť krabičkou s dvojpolohovým prepínačom na prepínanie stavov voľno/stop, RJ45 konektorom na pripojenie k návestidlu, bežným napájacím konektorom 5.5/2.1 a štipcom vzadu na uchytenie na modul. Prepínač pri prepnutí dole privedie napájanie na pin 5, čo znamená červenú/stop, v hornej polohe prepne napájanie na pin 4, čo je zelená/voľno.

Prepínač som použil klasický páčkový s dvoma stabilnými polohami. Je ale možný aj trojpolohový s nestabilnými krajnými polohami (ON-OFF-ON), ktorý je vhodnejší pre tie typy pohonov, ktoré neznášajú dlhodobú prítomnosť napätia (napr. elektromagnetické bez koncového vypínania). Ako RJ45 konektor som použil RJ45GL pre panelovú montáž s vodičmi spomenutý už vyššie pri opakovači. Farebnosť vodičov z RJ45 je užitočná, na konektore ostane len červený (voľno), žltý (plus) a zelený (stop) káblik na ovládanie. Krabička má rozmery 47x66x25mm (Z-24A).

Opakovac12 Opakovac13

Napájanie závisí od návestidiel, ale obvykle sa pohybuje medzi 12 až 16V. Je nutné sa uistiť, že zdroj je pre návestidlo primeraný, aby sa nepoškodilo a aby fungovalo. Možno niektoré návestidlá pôjdu len pri striedavom napájaní, iné len pri jednosmernom. Vhodné napájacie zdroje je možné získať aj ako pozostalosť po elektronických zariadeniach, napríklad modemy, rútre, switche, notebooky, nabíjačky, vŕtačky….

Záver

Pre bežné modulové návestenie by mala postačovať uvedená základná schéma opakovača s umiestnením dutinkových líšt na pozíciách LED2, LED3 a LED7, čím je zabezpečená dostatočná flexibilita aj pre menej pravdepodobné prípady použitia opakovača (mechanické návestidlá, posun). Niektoré rezistory by sa zo zapojenia ešte dali ušetriť, ich prítomnosťou sa však zjednodušia spoje predovšetkým pri realizácii na univerzálnej DPS.

[Akt. známka: 0,00 / Počet hlasov: 5] -      + 

Pridať nový komentár

dano 21.12.2013 22:04:05

Priklad ako uzavriet stretnutie

Harmi, dakujem za clanok. Pekny priklad ako zhmotnit z posledneho stretnutia nazbierane skusenosti a dotiahnut opat nieco do konca. Tesim sa dalsie stretntie, ze uz budeme mat funkcne opakovace a ze opat nieco najdeme co treba zlepsit.

Vsetko dobre a pekne Vianoce.

DanoM

Reagovať

Pridať nový komentár