Honzíkovy vláčky

Další příspěvek k osvětlení vagonů, aneb Funkční dekodér s mimořádnými užitnými vlastnostmi

Autor: Jan Hlaváček, Jindřich Fučík Vydáno: 22.9.2013

Předesíláme, že tohle téma není nové. Na webu HV jsme o jednom způsobu řešení už psali – ZDE a ZDE. Zadruhé, jestliže hovoříme o osvětlení vagonů, způsobů a variant je více. Zatřetí, i když toto pokračování je opět vztahováno k měřítku N, je použitelné i pro jiná modelářská měřítka. Ostatně, proč by nemohli svítit i lodě, letadla či modelová autíčka?

Z metodického hlediska by bylo nejspíš potřebné vymezit všechny možné způsoby vnitřního i vnějšího osvětlení modelů vagonů, ale myslíme si, že bychom asi stejně na něco zapomněli. A taky o mnohých metodách ani nevíme. Jinými slovy, takové vymezení by nejspíš nebylo úplné. Proto se zmíníme jen o třech možnostech, které byly vyzkoušeny a které lze za určitých okolností (s pomocí naší nabídky v N-šopíku) snadno realizovat. Předesíláme ještě, že v této stati neřešíme sbírání „elektřiny“ z kolejí skrze dvou, resp. čtyřnápravových podvozků. To je u měřítka N dosti složitá věc, takže si to necháme napříště a ještě k tomu asi využijeme zkušeností jiných, kterým to už funguje.

Možné způsoby osvětlení vagonů (nikoliv jediné):

– osvětlení pomocí LED a světlovodů,
– osvětlení pomocí LED SMD a super-kondenzátoru,
– osvětlení pomocí funkčního dekodérů (DIGI-CZ 4-SC).

1. Osvětlení pomocí LED a světlovodů

Po vzoru Japonců (KATO) jsem svého času vytvořil ve střeše středně velkého čtyřnápravového osobního vagonu osvětlení, jehož jádrem je světlovodná tyčka o průměru 3 mm, ve které jsou příčně vypilované drážky, od kterých se lámou světelné paprsky vycházející od dvou LED (3 mm), jenž jsou připevněné v ose světlovodu (proti sobě) – viz schéma na obr. 1. Toto řešení se mi jeví jednoduché a funguje. Nedostatkem je, stejně jako ve všech ostatních případech, že světlo bliká, což způsobuje nepravidelný sběr elektřiny z kolejí. Pro zlepšení se doporučuje instalovat do el. obvodu kondenzátor, v lepším případě spolu s dekodérem. V té době, když jsem toto řešení zkoušel (II/2010) nebylo ani vidu ani slechu po super-kondenzátorech (viz dále), takže jedno celé kupé vagonu zabral elektrolyt – a stejně to nestačilo. I když jsem investoval do každého z upravovaných vagonů jeden dekodér, moc se mi ono nepříjemné blikání na každé výhybce nezlepšilo. Pouze výrazně vzrostla cena vagonu díky instalovanému dekodéru.

Obr. 1 – Schéma osvětlení pomocí světlovodu a LED

2. Osvětlení pomocí LED SMD a super-kondenzátoru

Když se letos (2013) v létě objevil v Naganu Fulda se super-kondenzátory, zdálo se, že pokud jde o osvětlení vagonů, je vyhráno. Jeho jednofaradový kondík vydržel napájet LED (3 mm) rozhodně déle, než jsme dopili pivo. Jednoduchý test na zběžně vyřezané kuprextitové destičce se třemi LED SMD následně naznačil, že i super-kondenzátory v provedení SMD a s podstatně nižší kapacitou (0,06F) asi budou využitelné.
Zkoušky s těmito super-kondenzátory – TAIYO YUDEN o kapacitě 0,06F (3,3V max., prům. 4,8/1,62 mm) -. ukázaly, že tento kondík hravě „utáhne“ tři LED SMD po dobu cca 10 vteřin, leč přece jenom v okamžiku odpojení napájení je pokles svítivosti LED patrný. Zhruba 1 – 2 sec. po odpojení je ale svit LED dejme tomu 80%. Což při výpadku napájení vagonu např. při průjezdu přes výhybku, které lze odhadovat na mikrosekundy, nemusí být pokles zase až tak patrný (prozatím v reálu nevyzkoušeno, protože nemáme k dispozici kvalitní sběrače proudu na N-kové nápravy vagonů).

Obr. 2 – Super-kondenzátor v provedení SMD – TAIYO YUDEN o kapacitě 0,06F (3,3V max., prům. 4,8/1,62 mm)

Když se podařilo sehnat ještě výkonnější super-kondenzátory v provedení SMD s kapacitou 0,2F (3,3V, prům. 6,8/1,8 mm) od firmy Panasonic a ukázalo se, že jeho instalace na stejnou destičku nečinila problém, testy pokračovaly. Doba svícení se podstatně zvýšila. Obvod se třemi LED SMD vydrží svítit téměř 60 sec. Pravda, i zde dochází po vypnutí napájení k viditelnému poklesu svítivosti LED, leč v reálu světla ve vagonech z let minulých blikala taky (pokud vůbec svítila).

Obr. 3 – Super-kondenzátor Panasonic v provedení SMD – kapacita 0,2F (3,3V, prům. 6,8/1,8 mm)

Závěr k ad 2): Super-kondenzátory v provedení SMD ještě nejsou obvyklou položkou v našich elektro-prodejnách a ani při hledání v evropských zásilkových obchodech jsme tyto výrobky nenašli. Proto nabízíme jednorázový nákup omezeného počtu obou typů těchto super-kondenzátorů na základě individuálních objednávek. Uzávěrka závazných objednávek, které lze posílat mailem na adresu N-šopíku, je do konce října 2013. Je nutné počítat s vyšší cenou zboží s ohledem na dovoz ze vzdáleného zahraničí, což doporučujeme ověřit si u nás předem před posláním objednávky.

3. Osvětlení pomocí funkčního dekodérů (DIGI-CZ 4-SC)

Přestože by se dnes zdálo, pokud jde o digitální techniku pro železniční modely, že si lze všechno koupit u profesionálních výrobců (prodejců), je a není to pravda. Pravdou je, že každým rokem se na trhu objevuje stále víc a více produktů, ale jejich cena není pro našince příznivá. S ohledem na fakt, že příprava výroby např. dekodérů je mimořádně drahá, zatímco odbyt není v dostatečných počtech, profesionální výrobci prozatím nedokáží jít s cenou např. „obyčejného“ lokomotivního dekodéru výrazně pod 15 €. Prodejci pak s ohledem na své zisky drží ceny těsně pod 30 €. To jen jako příklad ověřený u firmy Doehler-Haass.
Takže, vedle profi výrobků jsou stále nabízeny i produkty z malosériové (kusové, domácké apod.) výroby. Přitom kvalita a funkcionalita je srovnatelná (není-li občas i vyšší). Při vší skromnosti se toto konstatování týká i našich produktů označených DIGI-CZ.
Pro potřeby železničních modelářů byly v nedávných dnech vyvinuty dva funkční dekodéry prioritně určené pro osvětlení vagonů. První nese označení DIGI-CZ 4-SC, druhý DIGI-CZ 4-ECO. Velikost dvoustranné destičky plošného spoje prvního dekodéru je cca 16 x 13 mm (a lze ji obrousit na delší i kratší straně až o 2 mm), druhý dekodér měří cca 15 x 12 mm. Předností dekodéru 4-SC je to, že obsahuje i super-kondenzátor, takže kromě funkcí očekávaných od dekorů (napájení několika světel, efekty atd.) je zajištěn i trvalý a nekolísavý svit napájených LED. A právě tuto funkcionalitu prozatím žádný profesionálně vyráběný funkční dekodér nemá. Ekonomická varianta není vybavena super-kondenzátorem.

Funkční dekodér ver. 4-SC

Z data-listu dekodéru ver. 4-SC vyplývá, že tento funkční dekodér je primárně určen do vozů a vagónů, u kterých lze očekávat nedostatečnost ve sběru elektrického napájení z kolejí, a při použití běžných dekodérů by u nich docházelo k problikávání světel. Dekodér lze použít v digitálním i analogovém provozu kolejiště, přičemž jeho kvality vyniknou hlavně v digitálním provozu.

Obr. 4 – Funkční dekodér DIGI-CZ ver. 4-SC

Pro doplnění jsme do nabídky DIGI-CZ doplnili i ekonomickou variantu dekodéru, který nese označení DIGI-CZ 4-ECO. Dekodér je rozměrově mnohem menší, není však vybaven super-kondenzátorem a je také levnější.

Obr. 5 – Ekonomická varianta funkčního dekodéru – DIGI-CZ ver. 4-ECO

Vlastnosti funkčního dekodéru DIGI-CZ v. 4-SC

• Dekodér je vybaven čtyřmi výstupy pro LED světla (max 200mA na výstup; nerozhoduje jestli standardní nebo SMD)
• Dekodér lze adresovat v dlouhém i krátkém „lokomotivním“ tvaru (1 – 9999)
• Jednoduchá adresa soupravy (CV19)
• Světla lze používat jako samostatná, nebo jako skupinu s efektem rozsvěcení zářivek
• Nastavitelné funkce pro provoz v analogovém režimu
• Velká odolnost proti výpadku napájení (až 10 sec bez napájení)
• Nastavitelné pro funkce F0 (světla), F1 – F8 (volitelně F1 – F12)
• Funkce světel mohou reagovat na směr jízdy

Popis vývodů

Dekodér má na horní straně dvě pájecí plošky pro připojení DCC vodičů (sběračů z kolejí). Na spodní straně je pět vývodů, jeden je mírně vzdálenější od ostatních (společný vývod kladného napájení – označeno V+). Ostatní vývody jsou vývody jednotlivých funkcí označované Fa až Fd. Výchozí nastavení je: Fa – světla pro směr dopředu (F0f), Fb – světla pro směr dozadu (F0r), Fc – funkce F1, Fd – funkce F2.

Obr. 6 – Popis vývodů dekodéru DIGI-CZ 4-SC

Připojení LED

Dekodér celkem netradičně pracuje s napětím 5V bez ohledu na to, jaké je traťové napětí. S tím je potřeba počítat při návrhu předřadného odporu k diodám. Také platí obecné pravidlo, že čím větší je hodnota předřadného odporu, tím delší dobu bude dekodér fungovat bez napájení.
V případě že uživatel chce zapojit jednu barevnou LED (barvy červené, žluté, zelené), použije předřadný odpor alespoň 470Ω; pro modrou a bílou minimálně 220Ω. V případě že je potřeba použít dvě barevné LED, zapojí se sériově a použije se rezistor alespoň 51Ω. Pro dvě bílé LED může být použíto stejné sériové zapojení, ale LED nebudou svítit plným jasem. Pro dosažení plného jasu se musí použít paralelní zapojení dvou LED, včetně předřadných rezistorů.

Obr. 7 – Schéma zapojení LED u funkčního dekodéru DIGI-CZ 4-SC

Programování

Programování tohoto typu dekodéru je obecně problém. Dekodér není schopen vytvořit dostatečný proudový odběr pro potvrzovací signál. Pro programování je vhodné použít systém, který umožňuje dekodéru po zapnutí využít větší část energie (například NanoX, nebo Roco MultiMaus + Roco 10764). Pokud chceme při programování využívat také čtení, je nutné mezi svorky Fa a V+ připojit rezistor 51R, který umožní dekodéru vytvářet proudovou zátěž.

Popis CV
Následující tabulka uvádí popis použitých CV

CV	Hodnota	Výchozí	Popis
1	1-99	3	Krátká adresa
7	20	20	Verze (pouze pro čtení)
8	13	13	Identifikace výrobce (13 – domácí výroba; pouze pro čtení)
13	0-255	0	Funkce F1 – F8 aktivované v analogovém režimu
14	0-3	3	Funkce předních, zadních světel aktivní v analogovém režimu
17	192-231	192	Dlouhá adresa (horní bajt)
18	0-255	3	Dlouhá adresa (spodní bajt)
19	0-255	0	Adresa soupravy
29	Bit:		Konfigurace dekodéru
	Bit:		0	1
	0	0	Normální směr	Reverzní směr
	1	1	14 rychl. kroků	28/128 rychl. kroků
	2	1	Pouze DCC	DCC a analog
	3	0	–	–
	4	0	–	–
	5	0	Krátká adresa z CV1	Dlouhá adresa z CV17, CV18
	6	0	–	–
	7	0	Používat F1-F4	Používat F9-F12 (volitelně)
33	0-51	1	Výstupy aktivní při Fl (přední světla)
34	0-51	2	Výstupy aktivní při Fr (zadní světla)
35	0-51	16	Výstupy aktivní při F1 (nebo F9 volitelně)
36	0-51	32	Výstupy aktivní při F2 (nebo F10 volitelně)
37	0-51	0	Výstupy aktivní při F3 (nebo F11 volitelně)
38	0-51	0	Výstupy aktivní při F4 (nebo F12 volitelně)
39	0-51	0	Výstupy aktivní při F5
40	0-51	0	Výstupy aktivní při F6
41	0-51	0	Výstupy aktivní při F7
42	0-51	0	Výstupy aktivní při F8
50	Bit:		Konfigurace výstupů
	Bit:		0	1
	0	0	4 funkční výstupy	Zářivkové výbojky
	1	0	Normální režim	Multiplexovaný režim
	2	0	–	–
	3	0	–	–
	4	0	–	–
	5	0	–	–
	6	0	–	–
	7	0	–	–

Hodnota skládání bitů pro CV33-CV42 vznikne jako součet výstupů, které se mají aktivovat

CV	Popis	Bit				Hodnota
		Fd	Fc	Fb	Fa
		32	16	2	1
33	Výstupy aktivní při Fl (přední světla)	0	0	0	1	1
34	Výstupy aktivní při Fr (zadní světla)	0	0	1	0	2
35	Výstupy aktivní při F1 (nebo F9 volitelně)	0	1	0	0	16
36	Výstupy aktivní při F2 (nebo F10 volitelně)	1	0	0	0	32
37	Výstupy aktivní při F3 (nebo F11 volitelně)	0	0	0	0	0
38	Výstupy aktivní při F4 (nebo F12 volitelně)	0	0	0	0	0
39	Výstupy aktivní při F5	0	0	0	0	0
40	Výstupy aktivní při F6	0	0	0	0	0
41	Výstupy aktivní při F7	0	0	0	0	0
42	Výstupy aktivní při F8	0	0	0	0	0

Bit 1 v CV50 představuje přepínač mezi normálním chováním, definovaným v CV33 až CV42 a nebo efektem zářivek aktivovaných pomocí F0
Bit 2 dává možnost výběru mezi stálým svícením, nebo přepínáním jednotlivých světel (jako televizní obrazovka). Vpřepínaném režimu má dekodér menší spotřebu, ale tento režim není vhodný pro video a fotografování.

Závěr k ad 3) Ačkoliv funkcionalita funkčního dekodéru DIGI-CZ ver. 4-SC je velmi vysoká a prozatím nesrovnatelná s profesionálními výrobky, bohužel naše zkušenost říká, že pokud jde o malosériovou výrobu komponent DIGI-CZ, je nutné být na pozoru. Obvyklý velký prvotní zájem bývá vystřídán mlčením (v lepším případě). Proto bude i tento dekodér (stejně jako dekodér DIGI-CZ 4-ECO) připraven jen v omezeném počtu v řádu dvou desítek kusů a teprve jestli se zájem projeví, bude zahájena jeho opakovaná výroba. Stejně jako o super-kondenzátorů očekáváme individuální objednávky adresované do N-šopíku. Orientační cena funkčního dekodéru 4-SC bude cca 500 Kč, dekodéru 4-ECO asi o 100 Kč méně.

Foto a schemata Fulda