Honzíkovy vláčky

Osvětlení vlakové soupravy řízené dekodérem DIGI-CZ 023A

Po instalaci doma vyrobených vodivých spřáhel (popsaných v předchozím textu – ZDE) do vagónků v měřítku N nastal čas na instalaci řídícího dekodéru a na vybavení vozů osvětlením, a to jednak vnitřním, ale i koncovým po obou stranách soupravy.

.

Pár slov na úvod

  Již v době, kdy jsem se pokoušel vyrobit magnetická spřáhla, jsem přemýšlel, jakou soupravu obětuji k experimentům s nimi a také k experimentům s osvětlením. Jelikož se mělo jednat o první pokus instalace vlastních světýlek – dosud jsme měli ve vozech vždy jen osvětlení „průmyslové“ – snažil jsem se zvolit takový typ vagónků, který bude mít co největší šanci na přežití těchto experimentů bez ztráty kytičky. Z těch, které mám k dispozici, nakonec jednoznačně zvítězily modely fy Arnold, které lze velmi snadno servisovat díky tomu, že na rozdíl od vagónků jiných výrobců je většina částí (vyjma střechy) spojena šroubky, a tím pádem se  minimalizuje riziko poškození při jejich opakovaném rozebírání. Dalším podstatným kladem je způsob, jakým (nejspíše) pánové u Arnolda vyřešili…

Obr. 1 – Detail podvozku s instalovaným systémem sběru proudu

… Sběr proudu z kolejí…

… který považuji za velmi dobře vymyšlený a lepší snad nabízí už jen Kato (ovšem rozcvakávat některé jejich vozy je docela peklo). Pro zajímavost uvádím způsoby sběru proudu, se kterými se lze setkat u různých velkovýrobců modelů (a které jsem měl v ruce).

1. Sběr z napůl izolovaných soukolí buďto

• přes pružný, obvykle bronzový plíšek, přiléhající ke středu osy soukolí a vyvádějící napájení přes osu podvozku do interiéru vozu (Trix, Fleischmann a podle všeho i Roco; s těmito vozy jsem ale neměl zatím možnost se setkat), anebo
• přes kovovou, spirálovou pružinu, která jednou stranou přiléhá k ose soukolí a druhou stranou k bronzovému plíšku, nasazenému zespodu podlahy vozu (Arnold). Přívod z každé kolejnice je v tomto případě vyústěn na protilehlých koncích vozu, což je zároveň i nevýhodou, protože v momentě, kdy se jeden z podvozků ocitne na místě bez napětí, dojde k výpadku a blikání osvětlení. U vagónků Arnold je tento problém poměrně snadno řešitelný díky sběru z každé osy zvlášť.

2. Sběr ze soukolí s odizolovaným středem s hroty osy vodivě spojenými s koly. Napájení do interiéru vozu přivádějí bronzová ložiska (Hobbytrain/Kato, Piko). Určitou výhodou je vyvedení přívodů z obou kolejnic na jedné straně vozu, další výhodou je současný sběr z obou kolejnic na jednom podvozku, což minimalizuje poblikávání světel při přejezdu přes „hluchá“ místa na kolejišti.

Osvětlení

  O různých způsobech řešení osvětlení jsou na internetu popsány megabajty dat, ať již o osvětlení dnes téměř „pravěkými“ žárovičkami, LEDkami v různém provedení, napájené sběrem z kolejí či z baterií umístěných ve vagóncích. Kvůli možnému poškození karosérie vagónků ohřívajícími se žárovičkami, a v neposlední řadě i kvůli menší spotřebě, byly pro mě LEDky jednoznačnou volbou.

  Různých způsobů jejich zapojení je na internetu také spousta, ovšem díky tomu, že jsem se rozhodl řídit a napájet osvětlení dekodérem Jindry Fučíka se zabudovaným zálohováním superkapacitorem, dodávajícím napětím cca 5,5 V, zjednodušilo se celé plánování jen na rozhodnutí mezi osvětlením celých vozů naráz (například s použitím světlovodu, jak popsáno ZDE a ZDE) a osvětlením jednotlivých kupé. Vzhledem k tomu, že zmiňovaný dekodér poskytuje čtyři funkční výstupy, a také že použité vagónky mají poměrně detailně zpracovaný interiér, rozhodl jsem se nakonec pro osvětlení jednotlivých kupé LED SMD umístěnými na speciálně vytvořené desce plošného spoje¹⁾ ve střeše vozu.

Instalace dekodéru DIGI-CZ 023A a osvětlení služebního vozu

  Celkem pětivozová souprava, použitá k experimentování, sestává ze služebního vozu, jednoho vozu 1. třídy a tří vozů druhé třídy, které jsou v tomto pořadí v soupravě spojeny.

  Specifické místo patří služebnímu vozu, který jako jediný sbírá napájení z kolejí, posloužil k uhnízdění dekodéru a zároveň je koncovým vozem soupravy. Tím pádem i elektroinstalace v něm je nejkomplikovanější ze všech (a navíc ve dvou různých napájecích soustavách…).

Obr. 2 – Vagónek rozebraný na prvočinitele, včetně původního osvětlení (nejedná se o popisovaný služební vůz, foto je pouze ilustrační, na ukázku jsem rozebral jiný vagónek stejného výrobce) 

  Z přiložených fotografií je patrné, z jakých součástí je vagón sestaven (pro ilustrační foto jsem rozebral jiný vagón téhož výrobce, protože v době sepisování článku již byla instalace dekodéru do služebáku hotova a nechtělo se mi jej znovu celý rozebírat). Za velkou výhodu považuji umístění výztuží (žeber) do spodní části karosérie (slouží zároveň k připevnění podlahy a podvozků šrouby), díky čemuž je interiér shora pohodlně přístupný a není třeba se při montáži dekodéru proplétat mezi překážkami.

  Uzlovým bodem rozvodu proudu po voze je malá (cca 1 x 1.4 cm) cuprextitová destička s vyleptanými šesti vodivými pruhy, které slouží k propojení dekodéru se sběrem z podvozku, se spřáhlem a s osvětlením vozu. Napájení z podvozku, který je blíže destičce, je na tuto přivedeno vodičem a dále pak do dekodéru; napájení z druhého podvozku je pak vedeno přímo k dekodéru, ovšem pro případnou snazší demontáž není dekodér připájen přímo, ale vložil jsem mezi dekodér a kablík z podvozku „konektor“, vyrobený z precizní dutinkové lišty. Kvůli úspoře místa (a také proto, že samotný konektor je uložen v izolované prohlubni v konstrukci interiéru) jsem odstranil plastový obal dutinky.

  Lanko s vodiči od spřáhla je přivedeno do interiéru malým otvorem (prům. 2 mm), provrtaným skrz podlahu vozu a bronzový plíšek, sbírající napájení z podvozku. Přestože jsou vlákna lanka izolována (lakovaný drátek) a nemělo by dojít k vodivému kontaktu mezi plíškem a některým z pramenů lanka, pro jistotu jsem vnitřek otvoru vyplnil izolací ze smršťovací bužírky; přeci jen hrana otvoru je poměrně ostrá a při pohybu lanka během jízdy by mohlo dojít k prodření laku.
   
  Dekodér jsem umístil do oddílu, který vypadal jako bar a poskytl dostatečný prostor. Dospodu šedého výlisku jsem 2 mm vrtákem vyfrézoval otvory pro protažení vodičů (a jejich ukrytí před pohledem zvenku). Na jeden přívodní (DCC) vodič jsem připájel polovinu konektoru pro připojení vodiče od jednoho z podvozků, ostatní vodiče pak k centrální cuprextitové destičce na podlaze vozu. Vlastní dekodér jsem k interiéru napevno nijak nepřidělával, je jen zapřený o jednu z přepážek.

Obr. 3 – Vrchní pohled na služební vůz s instalovaným dekodérem; vlevo vodiče s instalovaným konektorem, vpravo v prohlubni napojení dekodéru na jeden z DCC pólů. Dps je v místě překryvu s dekodérem kryta izolační páskou; zapojení diod odpovídá stavu před úpravou

Obr. 4 – Schematické znázornění elektroinstalace v služebním voze a schemata rozložení součástek na DPS

  DPS s instalovanými LED SMD a rezistory je pak k destičce připojena trojicí vodičů, jejichž délku (v tomto případě zhruba 6 cm) jsem volil tak, aby se ještě celkem pohodlně dala střecha s osvětlením připojit, ale zároveň aby po sestavení vagónku vodiče nevytvářely uvnitř vozu neprostupnou pavučinu. Každý z vodičů je zakončen pinem z dutinkové lišty a má v DPS předvrtaný otvor pro připojení, takže osvětlení lze snadno odpojit. Průměr špičky pinu je asi 0,55 mm, což je rozměr naprosto nešťastný, protože z otvoru 0,6 mm konektor vypadává a do otvoru 0,5 mm se nevejde. Řešením bylo předvrtání otvoru do destičky vrtákem 0,6 mm, pocínování vodivé strany destičky tak, aby došlo k překrytí otvoru a dovrtání otvoru 0,5 mm do cínové vrstvy. Cín je dostatečně měkký, takže při nasunutí konektoru povolí a konektor pak udrží. Schéma DPS je vidět na obrázku.

  Jak už je uvedeno, pro vnitřní osvětlení jsem použil SMD LED v pouzdře 0805. Zvolil jsem LED s vysokou svítivostí, barvy žluté. Rezistory mají 430, 670 a 1200 ohm. Napájeny jsou z větví Fl a Fr, aby osvětlení fungovalo při jízdě oběma směry. Každá větev má svoji řadu diod.

  Až později, při realizaci osvětlení v jiných vozech, jsem si uvědomil, že by pro osvětlení střídavě napájené z Fl a Fr šla použít jen jedna řada diod s větvením pouze na konci, možná, až vyjde čas pro předělávky, vyrobím novou verzi, ovšem při nějakých 30 haléřích za diodu není jedna duplicitní řada navíc nijak kritická.

  Při intenzivnějším testování celé hotové soupravy se ukázalo, že osvětlení bylo navrženo poměrně velkoryse – pokud jde o spotřebu. Větší zatěžování dekodéru totiž způsobovalo jeho nestabilitu – viz resumé článku. Tento poznatek mě donutil přepracovat DPS s osvětlením tak, aby klesla proudová zátěž, kterou generuje. Upravená varianta schematu je v obrázku umístěna dole (toto se týká všech vozů v soupravě).

  Poslední částí úpravy tohoto vozu byla instalace koncového osvětlení. Výrobce dodával pro tento účel světlovod, jehož konce byly natřeny na červeno, a který odváděl část světla z žárovičky uprostřed vozu k jeho zadní části. V karosérii se v místech, kde tento světlovod prochází ven, nacházejí otvory, které jsou ovšem přítomny ve všech vozech (někteří výrobci mají na karosérii jen obrys světla s případným červeným lakem, imitujícím světlomet, který je před instalací třeba provrtat).

  Řešil jsem tedy problém, jak vhodným způsobem simulovat kryt světla, namísto původního zakončení světlovodu. Nabízí se samozřejmě varianta odříznutí konců původního světlovodu a jejich vlepení do karosérie. Chtěl jsem však instalovat světlomety (byť nefukční, pouze z estetických důvodů) i do ostatních vozů soupravy. Volba nakonec padla na malé rudé kamínky z Českého středohoří – na pyropy. S dětmi si čas od času uděláme výlet do Středohoří a tak se jich pár kousků v naší mineralogické sbírce najde a po bližším prohledání i vhodné velikosti. Do karosérie jsou vlepeny Herkulesem a svoji jak estetickou, tak praktickou funkci plní velmi dobře…

Obr. 5 – Pohled na koncové osvětlení vozu ve vypnutém a zapnutém stavu

.

  Vlastním zdrojem světla jsou pak LEDky v pouzdře 0603, červené, vysoce svítivé, zabudované do miniaturního světlometu, vyrobeného z diody s vodiči napájenými způsobem popsaným např. ZDE. Jako vodiče jsem použil lakovaný drátek ze starých Piko výhybek.²⁾ Vlastní tělo světlometu je sestavené z kousku černé smršťovací bužírky a podložky (odřezku bužírky většího průřezu); díly slepím vteřinovým lepidlem.

 Obr. 6 – Schematické zobrazení světlometu koncového osvětlení

  Hotové světlomety jsem vlepil na příslušná místa do karosérie (předtím jsem si ovšem ‘nasucho’ ověřil, že nejsou příliš vysoké a nebudou bránit sestavení celého vagónku, zejména zasazení oken). Napájecí drátky jsem napevno připájel k destičce se stropním osvětlením. Tím byla instalace hotova a přistoupil jsem k osvětlení zbytku soupravy.

 .

Osvětlení zbytku soupravy

  Ve zbývajících vozech je osvětlení instalováno podle jednotného schematu. Cuprextitové destičky (s pěti připravenými vodivými cestami) velké cca 1 x 1.4 cm jsem umístil na obou koncích vozů a vodivě spojil. Na jedné (případně na obou, u vozů druhé třídy) destičce jsou pak připojeny vodiče napájející osvětlení, které jsou opět zakončeny piny z dutinkové lišty; k destičkám jsou pak připájeny i vodiče ze spřáhel. Schéma instalace je znázorněno na obrázcích spolu se schematy destiček osazených diodami a rezistory.

  Pouze druhý koncový vůz soupravy má navíc oproti ostatním instalováno osvětlení koncových světlometů. Zhotovil jsem je stejným způsobem, jako světlomety u služebního vagónu, jen jsou zapojeny do série s jedním 670 ohm rezistorem a nejsou připájeny ke stropnímu osvětlení, ale jsou konektorem spojeny s destičkou v podlaze.

  Osvětlení soupravy bylo dokončeno a zbývá naprogramovat dekodér a vyzkoušet funkčnost světel.

Obr. 7 – Elektroinstalace ve voze 1. třídy (před dokončením osazení dps a její následnou opravou)

Obr. 8 – Schematické zobrazení elektroinstalace ve voze 1. třídy

Obr. 9 – Elektroinstalace ve voze 2. třídy

Obr. 10 – Schéma rozložení součástek na destičce pro vůz 2. třídy

.

Nastavení dekodéru

  Moje původní představa byla poměrně prostá – nastavím na dekodéru soupravy stejnou adresu jako na dekodéru lokomotivy soupravu vedoucí a s ovládáním lokomotivy budu zároveň ovládat i svícení ve vagónech. Ukázalo se, že tento přístup funguje velmi dobře, ovšem narazil jsem na problém jiného typu.
 
  Honza Hlaváček v tomto článku zmiňuje svoje trable se zprovozněním dekodéru TL1 od Digitraxu pod systémem Lenz, takže mě nijak zvlášť nepřekvapilo, že Jindrův dekodér DIGI-CZ 023A pod DCS51 od Digitraxu (což je centrála, kterou používám k řízení svého kolejiště) také nefunguje ihned tak, jak bych očekával.

  V čem byl problém? V konfiguraci a funkci výstupů F1 a F2, zejména F2. Výstupy Fl a Fr fungovaly bez nastavování víceméně tak, jak měly (i když v obráceném gardu; nejdříve jsem pojal podezření, že jsem zaměnil vodiče, to se brzy ukázalo jako liché), ovšem F1 spínal osvětlení jen při jízdě vpřed a při aktivaci F2 světla svítila jen při přidržení tlačítka, po jeho uvolnění zhasla.

  Podle informací na stránkách věnovaných dekodéru (případně i ZDE) je funkcionalita Fl, Fr, F1 a F2 určena nastavením CV 33-36, resp. vhodnou kombinací hodnot 1., 2., 5. a 6. bitu (ve výchozím nastavení 33=1, 34=2, 35=16 a 36=32). Nejprve jsem tedy přenastavil hodnoty CV 33 a 34, čímž se spravilo přepínání světel podle směru jízdy soupravy. Následovalo laborování s hodnotami CV 35 a 36, ale žádná logická kombinace hodnot neposkytla kýžený výsledek. Napadlo mě, že se pokusím přemapovat F1 a F2 na jiná funkční tlačítka, což se nakonec po několika minutách experimentů systémem pokus-omyl podařilo, i když ve výsledném nastavení adres nenacházím žádnou logiku. Nakonec jsem pro zachování správné funkčnosti Fl a Fr, aktivaci třetího kanálu pomocí F1 a kanálu čtvrtého pomocí F3 (na F2 jsem rezignoval, stále se rozsvěcí pouze při přidržení tlačítka) nastavil následující kombinaci CV: 33=2, 34=1, 35=32, 36=32, 37=32, 38=0, 39=16, 40=16, 41=0, 42=0. S touto kombinací vše funguje jak má.

Resumé

  Zkompletovanou soupravu jsme s dětmi podrobili zatěžkávací zkoušce v podobě několikahodinového ježdění. Po intenzivním zhasínání, rozsvěcení, přepínaní a blikání se osvětlení beze slova rozloučení vypnulo. Na programovací koleji jsem ověřil, že dekodér DIGI-CZ 023A žije, ‘jen’ nedodává napětí do jednotlivých funkčních větví. Nechal jsem služební vůz s dekodérem přibližně 15 minut mimo koleje a po této době se funkčnost opět obnovila. Nicméně doba svícení byla pouhých dalších zhruba dvacet minut a pak se, po dalších pauzách, postupně zkracovala, až i samotný služební vůz (bez zbytku soupravy) svítil v kuse méně než minutu.

  Reset dekodéru (CV8=33, viz ZDE) problém vyřešil, nicméně jsem si uvědomil, že odběr soupravy bude pro dekodér příliš velký; plně osvětlené vozy (mimo služebního) odebíraly každý kolem 80 mA, služební vůz pak dalších cca 15 mA. Nechtěl jsem riskovat možné nevratné poškození dekodéru jeho dalším přetěžováním a proto jsem u všech vozů přepracoval návrh DPS s diodami tak, aby zásahy byly pokud možno minimální. Výsledkem bylo, že původní funkčnost zůstala zachována a odběr byl výrazně menší. S opravenými destičkami se maximální odběr soupravy snížil na méně než polovinu původního a problémy s dekodérem se (zatím) neopakují.

________________________________________________

1) DPS jsem navrhoval „od ruky“ permanentními fixy Cetropen a Edding a leptal nasyceným roztokem FeCl3. Po vyleptání a odstranění barviva acetonem jsem spoj konzervoval opakovaným přetřením 5% roztokem kalafuny v toluenu. Při práci s destičkami a chemikáliemi používám jednorázové nitrilové rukavice.

2) Lak odstraňuji opálením konce drátu plynovým zapalovačem; při pájení fixuji diodu na lepící pásku

Foto autor  

.

Počet přečtení: 8 500 | Tisknout: | Poslat: