Malé velké kolejiště – 4. díl

A je to tady! Malé velké kolejiště je zpět! Poslední příspěvek k „postupujícím“ pracem na mém kolejišti je z poloviny prosince roku 2018. Času na stavbu postupně ubývalo tak, až se na kolejišti poslední dva roky prakticky nedělo vůbec nic.

Tedy až do teď. Tento příspěvek bude souborem různých poznatků, které jsem nasbíral při stavbě lokálky/ odbočné trati z hl. stanice viz předchozí příspěvky.

1. Pokládka kolejí

O pokládce kolejí toho bylo napsáno dost, proto jen ve zkratce o tom, jak kolejiště vypadalo a o co se rozrostlo. Od roku 2018 byla funkční hl. stanice v základním režimu – pouze jedndouše zapojená, bez funkčních ABC modulů a neřízenými výhybkami. Dalo se zajezdit, ale vratná smyčka spolu se čtyřkolejnou stanicí zase tolik kombinací nenabízí. Navíc ničím neřízené a nejištěné výhybky opravdu moc sjízdné nebyly.

Následovala tedy dostavba horní stanice se stoupáním. Základem vrchní stanice bylo „patro“ z 5mm tlusté překližky vystužené rámem, který tvořilo několik smrkových hranolů 20x20mm. Nejdříve narychlo pospojované tavnou pisolí a poté řádně svrutováno. Patro zůstává dočasně demontovatelné pro lepší přístup k elektroinstalaci, nebo případné řešení vykolejených souprav ve skryťáku. Do budoucna se s demontáží nepočítá.

Stoupání tvoří pruh překližky podepřený sloupky z hranolů. Pouze v místě, kde se překrývá kolej klesající do skryťáku/vratné smyčky s kolejí lokálky jsou sloupky tištěné. Díky tomu mohou spoupravy pohodlně projet i v takto stísněném prostoru. Na překližku přišel korek – tři milimetry tlustý pás o šířce 30mm opět přilepený tavnou pistolí.

Trať nastoupá do koncové stanice. Ta je tvořena čtveřicí kolejí –  uprostřed dvě pro osobní dopravu a přepřahání lokomotiv. Třetí jako výtažná kusá kolej pro následné sunutí vozů do budoucího pivovaru a konečně čtvrtá, kusá pro odstavení lokomotivy nebo vozů pro nakládání dřeva. Více napoví schéma níže.

Všechny výhybky jsou od Kuehna. Tentokráte jsem použil i dvě s desetistupňovým úhlem odbočení. Jednak trochu pro ozvláštnění, druhak se menší úhel hodí pro odbočky na kusé koleje – delším soupravám při sunutí mírnější odbočení neklade takový odpor a snižuje se tak riziko vykolejení.  Ještě pár vět k „hlavnímu nádraží“ – přesuvnu jsem se nakonec rozhodl zrušit. Nechám si ji na jiné projekty. Na kolejišti by zabírala příliš mnoho místa, proto ji naradí jedna výhybka a dvě kusé koleje – jedna na zbrojení naftou, druhá pro skládku a nakládku dřeva apod. Tím byla pokládka kolejí zase na nějaký čas hotova a přišla na řadu asi nejobtížnější část – vše zapojit a zprovoznit. Tím „vše“ se myslí pouze trakce a oživení řízení výhybek. ABC a návěstidla zase někdy příště.

2. Přestavníky a programování

Opět otevřu téma přestavníků. Bylo nutné definitivně rozseknout architekturu a způsob řízení výhybek na kolejišti. Nechtěl jsem mixovat různé způsoby řízení, různé ovládání, signalizaci apod. Proto jsem sáhnul po, dle mého názoru, asi nejpřímočařejším řešení na základě dvou podmínek:

1. přestavníky si stavět sám (servo-struna), hlavně kvůli ceně a variabilitě

2. digitální řízení bez stavby samostatného pultu (není na něj místo a je to práce „navíc“)

Přestavníky jsem tedy stavěl z nejlevnějších serv z HobbyKingu (např. toto) přišroubované šroubkem M2,5 do vytištěného rámečku. Ten zároveň drží i mikrospínač s plechovým jazýčkem pro přepínání polarity srdcovky. Toto je, známý a hlavně osvědčený design. Pouze jsem místo plechu využil 3D tisk. Páčka tedy hýbe strunou a zároveň v krajní poloze odlehčuje/spíná mikrospínač. Vytvořil jsem dvě, respektive tři verze – jednu větší pro „bežnou“ zástavbu, druhou kompaktnější (plochou) pro místa, kde se přestavník nachází nad kolejemi ve skryťáku. Pro přehazování angličana v hlavním nádraží je použito samotné servo v rámečku, jelikož zde není možnost měnit napájení srdcovek.

– plochá verze

O propojení s dekodérem se stará originální kroucený servokabel koupený v RC modelářství. Přestože je dražší, tak se vyplatí – výborně jde pájet a hlavně zkroucení zmenšuje plochu smyčky mezi vodiči = snižuje se množství nasbíraného šumu, který způsobuje cukání popřípadě vrčení serv. Některé přestavníky jsou osazeny filtrem ze starých zásob pro úplné odstranění rušení. Tím se dostáváme k řízení.

Padla volba na moduly od DCC DOMA. Pro moje kolejiště je potřeba 24 výstupů -> tedy tři moduly (jeden modul má 8 výstupů). Moduly od pana Krále jsou známé, naposled se o nich zmiňoval VoVo zde. Upravený návod je lepší, ale přesto jsem k manipulaci přistupoval obzvláště opatrně po špatných zkušenostech, kdy jsem celý modul poškodil a zničil čtyři serva. Největší chybou bylo, že jsem zapomněl odpojit serva při programování příslušných CV. V návodu to je zmíněno, ovšem zvyklý z progamování lokomotiv a okamžité úpravě hodnot jsem na odpojení zapomněl. Místo nepohodlné manipulace s konektory byl přidán jumper pro jednoduché odpojení napájecího vodiče pro serva (červený uprostřed). Tím se všechna serva ochrání při programování. Potom se opět  jednoduše připojí a vše funguje jak má. Druhou úpravou je signalizační LEDka na vstupním měniči – jednoduše ukazuje, zda je modul pod napětím, jelikož se mi už mnohokrát stalo, že jsem se snažil naprogramovat nezapojený modul.

A teď ke zprovoznění. Zde se ukázal hned v několika případech důležitý servotester (používám tento, ale nevím zda je stále někde k sehnání). Ještě před zabudování přestavníku pod výhybku pomocí testeru ověřuji funkci a schopnost spínání přepínače. Následně na ustanovení střední polohy – typicky na hodnotě 1500μs. V této poloze jsem nasadil páčku se strunou a pojistil ji vrutem. Tím si zajistím dostatečný rozsah na obě strany, jelikož přestavník nikdy neusadím stoprocentně přesně doprostřed zdvihu výhybky. Po umístění pod výhybku (přestavníky lepím tavným lepidlem, jako skoro všechno 🙂 + pokud je nutné pojistím vrutem) si servotesterem změřím výchylku na kterou je pak nutné příslušný výstup dekodéru naprogramovat. Zde hraje roli každých deset mikrosekund. S odečítáním pulsů si dávám záležet a ladím tak, aby výměna pevně držela, spínač „cvaknul“ a zároveň jazyky nebyly příliš přetěžované. Zvláště u výhybek od Kuehna díky tomu může jednoduše prasknout spojení táhla a jazyku. Stalo se mi to dvakrát – v jednom případě jsem musel vyměnit celou výhybku, v druhém šel jazyk zpět připájet, bylo to ale se štěstím.

Po zástavbě a odměření hodnot krajních poloh je tedy načase vše konečně přenést do dekodéru. Dekodér nelze vyčítat, takže co si nezapíšete, neexistuje – jak ostatně upozorňuje i návod. K tomu se váže i poslední a podle mě nejlepší využití servotesteru – schopnost číst vysílaný signál. Tímto lze tedy nepřímo vyčítat hodnoty CV, přesněji nalézt vztah mezi zadanou hodnotou a reálným výstupním signálem. Pomocí zadání kulatých hodnot a následném vyčtení signálu jsem si odvodil vtah pro přepočet mezi CV a mikrosekundami. Pro lepší orientaci v hodnotách CV pro jednotlivá serva jsem si musel vytvořit excelovou tabulku, která rovnou přepočítává mikrosekundy na hodnoty pro dekodér. Tímto se programování stává mnohem více bezpečné a hlavně kontrolovatelné. Z analýzy vzešly níže uvedené vzorce pro pohyb vlevo (L) a vpravo (R)

Tabulku s převodem mezi mikrosekundami a hodnotou CV naleznete zde. Lze v ní libovolně měnit hodnoty konstant pro levou a pravou stranu, pokud se budou u vašeho dekodéru lišit. Stejně tak si libovolně můžete přidat/ubrat počet modulů. Takto mi dekodér dával signál na výstupu s přesností na cca 10μs, což je pro výhybky naprosto dostatečné. Poslední informací, kterou si servotesterem můžete ověřit je vypínání signálu po přehození, což je deklarováno v návodu k modulu.

Jedinou věc se mi nepodařilo nějak systémově rozklíčovat a totiž kam je pohyb „vlevo“ a „vpravo“. Záleží na mnoha faktorech – na továrním nastavení dekodéru, vlastnosti serva (pohyb vlevo a vpravo se může lišit mezi výrobci) a v neposlední řadě i orientace serva vůči výhybce. Nejčastěji jsem prohazoval hodnoty mezi levou a prvou aby mi pozice výhybky souhlasila s aktivní ikonkou na ovladači.

Video s naprogramovanou výhybkou a připojeným servotesterem. Odpojení signálu se znázorní nápisem „OFF“.

Co se týče přesnosti – požadované hodnoty byly 1600µs (CV35= 140)  a 1270µs (CV39=124)-> chyba je tedy opravu do 10µs, což je více než dostatečné.

Speciálním případem pak jsou spřažené výhybky. U kolejových propojek lze serva řídit jediným výstupem. Jelikož z logiky věci mohou být výhybky buď obě rovně nebo obě do odbočky, jiná kombinace nedává smysl – lze je tedy připojit na společný výstup. Pro tuto kombinaci je vhodné použít dvě shodná serva (stejný typ, stejný výrobce) a shodné výhybky (stejná dráha potřebná pro přesunutí výměny).  Nutné je naopak uchycení přestavníků zrcadlově vůči sobě, aby při stejném signálu byl výsledný pohyb na opačnou stranu. Lze tak ušetřit jeden výstup. Nevýhodou může být, že se vždy hýbou obě výhybky. Mně to naopak přijde efektní. Dekodér to bez problému utáhne – na signálu to nepozná a dvojnásobný odběr na napájení není problém.

Výše popsaný postup programování jsem opakoval pro každou výhybku a ve chvíli, kdy to člověk dělá po dvacáté, jde práce dobře od ruky. Vždy je ale lepší vše dvakrát zkontrolovat, než člověk zmáčkne tlačítko programovat 🙂

3. Kabeláž a 3D tisk

Všechen hardware bylo nutné nějak zakomponovat pod kolejiště. Například u pravého zhlaví s angličanem v hlavním nádraží je vše pod deskou hodně nahusto. Ne jenomže se na malém prostoru nachází sedm výhybek, ale zároveň pod touto částí prochází i vratná smyčka o patro níže. Proto bylo nutné dbát na polohu přestavníků, ale také na organizaci kabeláže. Zde opět velmi vypomohl 3D tisk.

Začalo to organizací kroucených kabelů od serv. Například od výše zmíněného pravého zhlaví jich vede šest a musejí se vyhnout ostatní kabeláži a přestavníkům. Proto jsem si vytisknul jednoduchíé kabelové příchytky. Jsou přímo na míru, dají se jednoduše lepit zespod desky a kabely se do nich zacvaknou. Zmenšenou verzi jsem použil pro uchycení napájecích drátů – používám jednotlivé svazky z kabelů CAT5. Celá tato organizace pomáhá v orientaci v elektroinstalaci po delší době, kdy člověk zapomnene, co kam zapojil.  Pro důležité uzly používám Wago svorky. Umožní rychlou opravu a případné doplnění vodičů kdykoliv je potřeba. Konce drátů i kabelů je důležité nakrimpovat. Sice to stojí nějaký ten čas a práci navíc, ale vyplatí se to – spoje jsou mnohem spolehlivější a trvanlivější.

Další kapitolou byla ochrana elektroniky na kolejišti zejména proti prachu a mechanickému poškození. Ve skryté části byl příhodný prostor pro umístění modulů napájení vratných smyček  a dekodérů pro výhybky. To vše bylo potřeba schovat do krabiček, jelikož se na deskách plošných spojů hromadily vrstvy prachu. Tato část mne opravdu bavila, protože od nápadu, přes modelování a tisk, až po finální instalaci uběhly jen dvě hodiny. Kabeláž na kolejišti tak hned dostala „štábní kultůru“. Model pro zakrytování smyčkového modulu je ke stažení zde.

Poslední z tištěných doplňků jsou nožičky pro servo dekodéry. Umožňují jejich stabilní uložení na desce, ale zároveň jde modul jednoduše sundat. Vhodné, pokud nechcete modul šroubovat přímo do desky. Tentokráte je však zvolená jiná tisková metoda – MSLA (tisk z tekutého resinu) kvůli poměrně malému průměru v kombinaci s požadovanou pevností. Model je opět volně k dispozici zde.

Tím byly prozatím práce završeny a byl čas si trochu zajezdit. Sjízdnost tratě i staničních kolejí ověřil mimo jiné Brejlovec s velmi pestrým manipulačním vlakem. Pestrá souprava však není poskládána náhodně. Je složena z vozů o různém původu – tovární (Eas hned za lokomotivou), ze stavebnice (Wapka, Pao a kotel od SDV), chladírenský vůz (přestavěný z BTTB s novými podvozky, kinematikami a spřáhly) a nakonec vlastní konstrukce – první pokusy o vytištění celého vozu na FMD tiskárně. Jízdní zkoušky dopadly dobře. Odhalily pouze jeden úsek s horším napájením, což nebyl problém doplnit.

Na kolejišti se díky dvěma ovladačům v pohodě zabaví dva „strojvedoucí“, nebo jeden „výhybkář“ a jeden „strojvůdce“. Obě stanice v kombinaci se skrytou smyčkou dávají dostatek prostoru pro posunování, manipulační vlaky i jízdu s rychlíkem po hlavní trati.

Dalším krokem by měla být alespoň částečná automatizace v podobě zapojení ABC modulů, které jsou zvláště pro vratnou smyčku ve skryťáku kruciální. Ulehčily by i provoz na lokálce pro vjezdová návěstidla a jako ochrana před nárazem do šturců na kusých kolejích. To vše ale zase někdy příště. Doufám, že dříve než za další tři roky 🙂