Detekce obsazení S88

Enkodér obsazení úseku S88-N podle DCC koleje

Důrazně upozorňuji, že nepopisuji systém Lenz, a že jiné systémy mohou mít stejné nebo podobné jen dílčí části. V tomto dokumentu je popsáno základní zapojení. Tento dokument není návod ke stavbě, pouze popisuje moje vlastní zkušenosti.

Upozornění! Pokud se rozhodnete sami stavět nějaký modul a jste v oblasti stavby elektronických obvodů začátečníci, tak si sežeňte ve svém blízkém okolí někoho zkušeného kdo vám je ochoten poradit. Nespoléhejte se na rady na diskusních fórech. Většinou není možné vzdáleně odhalit problém. Nejlepším řešením pro úplného začátečníka je koupit hotový modul, např. z nabídky http://www.digi-cz.info/

Nářadí

Pro stavbu elektronických obvodů je třeba mít vhodné nářadí. Já jsem si pořídil toto:

Velmi pěkný návod na pájení je tady http://www.schematics.wz.cz/pro_zacinajici_pajeni.html

Jak funguje detektor obsazení

Detektor obsazení využívá vlastnosti polovodičových diod. Úbytek napětí v propustném směru je na diodě přibližně konstantní v širokém rozsahu protékajícího proudu.

Z charakteristiky diodového můstku B250C1500 přečteme, že v intervalu 10 mA až 1 A je úbytek napětí 0,65 – 0,85 V na jedné diodě. O tom se zle snadno přesvědčit měřením. Jeden diodový můstek jsem zapojil do obvodu J–K napájení trakce. Na diodovém můstku jsem naměřil tato napětí:

Napětí naměřené na diodě v neobsazeném úseku je dáno z velké části chybou měřícího přístroje. Jak je vidět z obrázků byl pro měření použit velmi levný multimetr.

Pro dosažení dostatečného úbytku napětí se používají diody dvě. Z praktických důvodů menšího počtu pájení se používají Graetzovy můstky. Pokud diodovým (Graetzovým) můstkem protéká proud, potom bude úbytek napětí na svorkách ~~ přibližně konstantní. Když na tyto svorky připojíme optočlen (na schématu IC1), potom se rozsvítí LED diody na svorkách 1–2. Ty otevřou tranzistor na svorkách 3–4. Výstup optočlenu na svorkách 3–4 se přes enkodér převede jako informace do centrály.

Stavba enkodéru

Pro stavbu enkodéru jsem použil řešení DCC koleje http://dcckoleje.marekiss.cz/s88.html Na stránkách je srozumitelný popis, rozpis součástek a osazovací plánek. Ve schématu jsem provedl jednu změnu. Podle doporučení Lokopina http://lokopin.wz.cz/digital/detektory.htm jsem optočlen PC847 nahradil optočlenem PC844. Na stránkách DCC koleje http://dcckoleje.marekiss.cz/index.html je též odkaz na výrobce plošných spojů. Desky jsou vrtané a lakované. Velmi dobře se s nimi pracuje. Já jsem si koupil desky označené S88 V2.

Na desce nejsou vyvrtané otvory pro uchycení desky a pro zásuvky RJ-45. Tyto otvory jsem vrtal vrtákem 3,3 mm. Dále jsem zvětšoval průměr pro svorkovnici vrtákem 1,0 mm. Tyto otvory je dobré navrtat ještě před pájením. U mé první desky jsem tak neučinil a musel jsem vrtat už částečně osazenou desku, a to není ono.

Při osazování součástek je nutné být pečlivý. U odporových sítí, tantalových kondenzátorů, diodových můstků, tranzistorů a integrovaných obvodů záleží na správném připojení vývodů.

Svorkovnici je nutné před osazením složit do požadované délky pomocí rybinových drážek a jako celek připájet. Já jsem to u první desky neudělal a byla to chyba.

Doba sestavení jedné desky závisí na zručnosti modeláře. Mě první deska trvala dva večery.

Použití enkodéru

Enkodér obsazení se zapojí podle následujícího obrázku.

Při pohledu na desku ze strany součástek a orientací svorkovnice nahoru, potom do pravé zásuvky RJ-45 se připojuje kabel od centrály a do levé zásuvky se připojí kabel k dalšímu enkodéru.

Do svorkovnice se do pravé nebo levé krajní svorky připojí vodič J. Ostatní svorky mají označení bitů 8 – 1 číslováno zleva doprava a takto se hlásí i centrále.

Oživení

Po dokončení montáže desky je nutné každou desku otestovat, zdali správně funguje. U každé desky je třeba zvlášť otestovat každou svorku. Stalo se mi, že jsem u jednoho integrovaného obvodu ohnul nožičku a jeden obvod nefungoval. Je třeba enkodéry otestovat dříve než budou napevno instalovány do kolejiště. Později by se chyba hledala a opravovala hůře. Na otestování jedné desky stačí jednoduchý ovál z kolejí a postupně připojovat obvod na všechny svorky. Na otestování modulů se použije příslušný zobrazovač zpětného hlášení nebo počítač s příslušným programem.

Úprava desky

Někdy je potřeba použít jeden enkodér pro část kolejiště, které je napájeno ze dvou zdrojů. Deska od DCC koleje se dá snadno upravit na dva obvody s libovolnou kombinací počtu kontaktů 8:0, 7:1, 6:2, 5:3, 4:4, … Úprava spočívá v přidání jednoho propojovacího vodiče a přerušení vodivých spojů na dvou místech. Pro přidávanou propojku jsem vrtal dva otvory vrtákem 0,8 mm.

Na obrázku je ukázka úpravy desky na kombinaci 3:5.

Programovací kolej

Na každém kolejišti by měla být programovací kolej. Při použití centrály NanoX-S88 https://sites.google.com/site/sidloweb/elektrika/5-nanox-s88 od DIGI-CZ http://www.digi-cz.info/ je možné programovací kolej používat jako normální manipulační kolej. Při přepnutí do programovacího módu se odpojí svorka J od napájení a tím se zajistí, že se vozidla na hlavní koleji nebudou programovat.

Nedoporučuje se používat detekci obsazení na programovací koleji. Zapojení detektoru do obvodu P–Q může zkomplikovat nebo přímo znemožnit programování dekodéru lokomotivy.

Funkční řešení detekce obsazení na programovací koleji má LokoPin http://www.lokopin.wz.cz/digital/pq_prep.htm

Smyčka

Vratná smyčka má vlastní oddělené napájení od ostatních kolejí. Polarita ve smyčce se přepíná v závislosti na poloze výhybky připojující smyčku. V principu je jedno zdali je přepínání polarity provedeno pomocí modulu vratné smyčky, relátka zapojeného do ohlasu výhybky nebo prostě jenom dvoupólovým přepínačem.

Na obrázku je uveden příklad použití modulu s rozdělením obvodů 3:5. Svorka pro J vodič hlavní části kolejiště je označena JV. Svorka pro přívodní vodič ve smyčce je označena JS. Polarita vodičů ve smyčce je přepínána párem kontaktů relé RELAY (nebo přepínačem při manuálním řízení). Při poloze výhybky rovně je vodič J připojen na kontakt 14 a K na 3. Při poloze do odbočky je vodič J připojen na kontakt 16 a K na 1.Tím je zajištěno, že při pojíždění první výhybky nedojde ke zkratu. Zároveň je tím zachována plná funkčnost detektoru obsazení.

vytvořeno 26. 3. 2015

aktualizace 29.3.2015 - za opravy chyb děkuji Bohuslavu Patrikovi http://www.masinky.info/

aktualizace 17.4.2015 - za upozornění na řešení LokoPin děkuji belgarat z http://diskuze.modely.biz/memberlist.php?mode=viewprofile&u=3667