После того, как был сделан каркас макета и были прибиты к нему рельсы, а также стрелки, светофоры и прочие аксессуары встаёт вопрос об управлении макетом. Управления может быть два: аналоговое и цифровое. Мы поговорим о втором виде управления макетом – цифровом.
Что из себя представляет цифровое управление
Я не буду вдаваться в научные тонкости физики и информатики, объясняю на наглядном примере. При аналоговом управлении в случае подачи напряжения на рельсы напрямую от блока питания, в движение приводятся все локомотивы, стоящие на рельсах. Исправить такую ситуацию без использования цифры частично возможно, сделав на рельсах изолированные участки. Но всё равно непосредственного управления для каждого локомотива в отдельности не будет. При цифровом управлении возможно каждым локомотивом управлять в отдельности при помощи компьютера, мобильного телефона или т.н. «рокомыши», предварительно поставив в каждый локомотив декодер. Декодеры по умолчанию также ставятся в отдельности на каждую стрелку, семафор/светофор, шлагбаум и даже на некоторые вагоны, если в них включается свет или автоматически открываются двери.
Именно декодер, помещённый в корпус локомотива или вагона, по шине DCC через рельсы принимает команды от командной станции. Та, в свою очередь, подключается к домашней вай-фай сети или по проводу к роутеру. Декодеры стрелок, светофоров и прочих аксессуаров также подключены к шине DCC, но помимо подключения к DCC шине аксессуарным декодерам требуется подключение переменного напряжения 16 вольт для снижения нагрузки на DCC шину, которая полностью запитывает локомотивы и вагоны, стоящие на рельсах.
При цифровой системе управления командная станция обязательна, иначе сигналы управления не поступят до локомотива, вагонов и аксессуаров. Я рекомендую использовать командную станцию Z21 от ROCO чёрную (с возможностью программирования декодеров) или белую (без такой возможности) по причине того, что данная командная станция универсальна и наименее глючная по сравнению с другими командными станциями.
Но у таких командных станций есть три существенных недостатка:
1. Высокая цена
2. Отсутствие подключения через вай-фай без дополнительного переоборудования
3. Питание командной станции через собственный адаптер (из-за чего невозможно отдельно питать аксессуарные декодеры или питать стрелки без декодеров напрямую, но об этом ниже)
Поэтому я для себя нашёл выход, когда поизучав форумы на тему ж.д. моделизма наткнулся на Z21, собранную из ардуино.
Что такое ардуино?
Это миниатюрные платы микросхем, которые вставляются одна в другую и получается, как бы слоёный пирог. Для того, чтобы собрать такую Z21 мне понадобилось всего три такие платы. (В данной статье я пока не буду подробно описывать процесс создания и компоненты, которые необходимы, я это напишу в следующей части). И при этом все вышеуказанные проблемы были благополучно решены. Платки стоят относительно дешево, вся собранная система подключается через вай-фай к домашнему роутеру, а её питание идёт от немецкого «кирпича» FZ1 PIKO через регулируемою цепь тяги (0-12 вольт постоянного тока).
А аксессуарные декодеры для снижения нагрузки на DCC шину питаются через цепь железнодорожных устройств (16 вольт переменного тока) от того же кирпича. Получилось практично и не дорого.
Но так ли удобна цифровая система управления?
Для начала нужно понять, что для цифрового управления с помощью с помощью компа и командной станции на комп следует установить одну из двух программ с помощью которых и происходит непосредственно цифровое управление макетом. Это программы Rocrail и TrainController. В программах Rocrail или TrainController отображается общий план макета со всеми стрелками, светофорами и прочими аксессуарами. План макета составляется пользователем самостоятельно исходя из конфигурации уже физически построенного макета в самих программах.
Данные программы позволяют полностью либо автоматизировать макет, вместе со всеми стрелками, семафорами/светофорами и локами, либо полностью отключить автоматизацию. Лично мне думается, что и то и другое не совсем правильно.
Например, когда вы задаёте в программе Rocrail автоматический режим, то программа сама запускает локомотивы, строит маршруты и переключает светофоры. Она же (программа) автоматически тормозит локомотив на красный сигнал. В плане автоматического управления теми аксессуарами, которые работают без участия человека (семафоры, шлагбаумы) - да, автоматизация то, что надо. Но есть и минусы автоматизации:
- нужно всегда включать компьютер и включать режим автоматизации в программах RockRail или TrainController, чтобы происходила автоматизация работы светофоров, семафоров и шлагбаумов при помощи тех самых программ RockRail или TrainController. Согласитесь, каждый раз включать комп просто ради того, чтобы поиграть в паровозики, не очень удобно. Возможно кто-то возразит, что есть мобильная версия RockRail лайт. Да, она есть, но она не позволяет построить план макета и включать автоматизацию. Только управление вручную с помощью мобильника. За построение и отображение плана в мобильной версии надо платить. Тоже не лучшая перспектива;
- при автоматической работе RockRail или TrainController помимо автоматизации работы семафоров и шлагбаумов, происходит автоматизация управления локомотивами (программа сама ими управляет на основе готовности маршрута). Есть конечно возможность самостоятельно управлять локами через программу на компе в автоматическом режиме, но для этого нужно произвести в программе соответствующие настройки, что не всегда под силу обычному человеку. Если же остановить автоматизацию в программе, то управлять локами можно при помощи тех же программ с компа самостоятельно, но тогда не будет автоматического переключения ни светофоров, ни семафоров, ни шлагбаумов. Кроме того, локомотив не остановится на красном сигнале светофора.
- при автоматической работе RockRail или TrainController для автоматического переключения стрелок без участия человека данные программы таким образом готовят маршрут по которому поедет локомотив, управляемый при помощи этих же программ. Согласитесь, что отсутствие возможности непосредственно управлять стрелками вручную вообще портит всю игру в железную дорогу, поскольку управлять стрелками играющим в железную дорогу человеком - в этом и заключается весь интерес. А если всё же отключить автоматизацию, то для того, чтобы перевести стрелку, нужно будет оторваться от настоящего макета, зайти в программу и в программе при помощи щелчка мыши перевести нужную стрелку на плане макета, а затем снова вернуться к настоящему физическому макету на котором стрелка перевелась. Согласитесь, тоже выглядит не очень удобно.
Как это можно обойти
Для того, чтобы не включать каждый раз комп, чтобы поиграть в железную дорогу, можно программу RockRail или TrainController закачать не на свой комп, а на отдельный сетевой диск (на диск роутера, если он позволяет, либо на диск Респберри Пи). И, таким образом, программа всегда будет работать.
Для того, чтобы самостоятельно управлять стрелками в аналоговом режиме при цифровой системе управления, их следует подключить к клавишному пульту от BTTB или Tillig, работающих от цепи переменного тока 16 вольт блока питания FZ1. одновременно подключив их (стрелки) к модулям обратной связи FB2.
А что такое модуль обратной связи, спросите вы? Всё дело в том, что от командной станции помимо шины DCC есть разъём для шины обратной связи, по которой идут сигналы от модулей обратной связи, подключаемые к рельсам и аксессуарам (например к тем же стрелкам). Эти модули отправляют данные о положении стрелки, шлагбаума, семафора или иного девайса на макете до компьютера, на котором и установлена специальная программа (Rocrail или TrainController). Так что стрелочный декодер вообще не нужен.
Для того, чтобы управлять локами самостоятельно без помощи программы и при этом обеспечить автоматическое торможение на красный сигнал светофора или семафора на помощь нам придут тормозные модули БМ от Lenz.
Самый примитивный и самый дешевый из них это модуль БМ1. Идеально подойдёт для подключения старых ГДРовских семафоров с приводом на два сигнала (зелёный красный). Сам светофор подключается на стрелочный декодер (на рисунке не показан).
Более продвинутые и более дорогие модули БМ2 и БМ3 подойдут для подключения современных трёхзначных светофоров, у которых имеется жёлтый сигнал и у которых отсутствует собственный привод.
Подключение современных трёх и более значных светофоров, в том числе выходных/выходных возможно только через светофорный декодер (на рисунке не показан).
Таким образом, используя тормозные модули БМ1,2,3 можно останавливать локомотив на красный сигнал. А при использовании модулей БМ2, 3 возможно автоматически снизить скорость на жёлтый без использования компьютера.
Вывод
Для цифрового управления макетом железной дороги можно закачать с готовым планом программу RockRail в роутер, если в нём имеется такая возможность или на Респберри Пи. Затем открыть программу на компе и включить на ней авторежим для семафоров, светофоров и шлагбаумов, которые переключаются автоматически на основании занятости блок-участков через модули обр. связи. Локи перевести на ручной режим. После чего данную программу можно закрыть и больше вообще не открывать без особой надобности, поскольку теперь эта программа будет работать всегда, пока есть напряжение в квартире. Закаченная таким образом программа будет исполнять функции релейной логики без обязательного включения компьютера. Управление локами будет происходить через телефон в который закачано приложение RockRail лайт без плана пути. Управление стрелками будет происходить при помощи всем так давно привычных клавишных пультов без отрыва от макета.
Остаются ещё вопросы как собрать командную станцию из ардуино, для чего стрелки нужно подключать к модулям обратной связи, если они управляются в ручную, как подключить светофор к декодеру и как на входном/выходном светофоре зажечь белый (разрешающий маневровый) сигнал, а также много других интересных вопросов.